Введение к работе
Актуальность исследования. Ноше явления - шггигруппиро-вка фотоноа по времена и пространства, сжатие состояния влэктромагниткого поля, суОпуассоновская статистика фотопов, которые могут бить корректно описаны только в рамках квантовой электродинамики, - прочно вошли в квантовую статистическую оптику последних лет ( см., например 11-41).
Первчислэннва явления обусловлены особыми свойствами источника наблюдаемого излучений, механизмами его возбуждения или процессам, сопровоздащймл распространение света в нелинейной среде. СнетоЕне поля, проявляющие такие необычные свойства, называят электромагнитными (световыми) поляки в неклассическкх состояниях (НКС). Одной из особенностей.полвЯ в таких состояниях является возможность снижения флуктуации излучения никв предела, установленного классической влэктродиначикой. При фотодетектировании полой в ІИ0 иярокополосным детектором с высокой квантовой эффективностью спактральная мощность иумоа фототока в некоторой области частот может бать ниже стандартного квантового предела. Это свойство опредаллот возмокность использованы таких полей для целей спектроскопии флуктуации интенсивности, оптической связи, прзцвзисшшх измерений.
Несомненным успехом последних лзт является экспериментальное создание макроскопического источника (лазвра), обладающего пониженными шумами, т.е. регулярной статистикой излучаемых фотонов С61, впервые теоретически предлокенноа в С61.
Цвльх) данной работа является
- Йзучвшів флуктуации интенсивности в нелинейных
оптических яелвпиях: люминесценции, трах- а чэтнрехуровпввнх
систем при интенсивном широкополосном возбузденки;
деухфотонном поглоцонии во внешнем (по отпоиэнию к
вовбувдащему свату) резонатора; управлении каскадным
поглотителем специально приготовленными полояатзльно-коррала-
рованнымп потоками фотонов; особом механизме возбуждения акти
вной среди при одномодоеой стационарной генерации - полош-
тельной взаимной корреляции накачка яа рабочие уровни.
- Исследование преобразования спэктрально-отатиотичемшх
_ 4 -
свойств падапдого свэта при прохождашш "длшшой" нелинейной среда в процессах многофотонного взаимодействия и параметрического преобразования частоты исходного свата накачки.
- Анализ формирования в рассматриваемых явлениях аити--группировки, суОпуассоновской статистиш фотонов, сжатых состоянии электромагнитного поля.
О&'обные положения, Вынасилие на валюту
I. Получены выражения для спектров флуктуации интенсивности люминесценции трах- и четырехуровневых атомных систем при интенсивном широкополосном Еозбувдении. Отмечена возможность и анализируются условия максимального проявления антигруппировки фотонов во времени и суОпуассоновской статистики фотонов. Рассмотрена одна из схем реализации "квантових скачков".
2. Предложен и проанализирован механизм чисто оптического управления статистикой одного светового потока другим с помощью каскадного поглотителя, при котором происходит сглаживание флуктуации интенсивности в сигнальном потоке.
-
Проведен анализ схемы регуляризации статистики излучения о помо'дыо двухфотошюго поглотителя во внешнем резонаторе .
-
Впервые предложен метод расчета преобразования спектрально-статистических характеристик света при прохождении оптически "длинных" (прозрачных и поглощавдих) сред, основанная на решении пространственно-временных лаакевеновских уравнений, построенных по уравнении Фжкера-Шіанка в нормальном Р-прэдставлвнии (для глауберовской квазивероятности). Получены спектра флуктуации фототока при шшгофотонном, в частности, двухфотонном взаимодействии в среде; показана возмогшость ефективного преобразования окатого сеєта при распространении в нелинейной среде в условиях удвоения и деления частоты при существенном истощении накачки.
Б. Предложен и проанализирован один из способов создания макроскопического источника, обладанцего суОпуассоновской статистикой фотонов - коррелированная накачка на рабочие
уровни активной среда.
Ираюшческоа ценность работы. Результаты диссертации могут быть использованы в дальнейших теоретических и експериментальних исследованиях по проблеме снижения квантового шума излучения и спектроскопии флуктуации интенсивности.
.Апробация работы. Результаты диссертации докладывались и обсуждались на III Международном семинара по квантовой оптике (Минск-Раубичи, 1990), Международном семинаре по квантовой и нелинейной оптика (Дубна, 1991), IV Международном семинаре по квантовой оптика (Раубичи, 1992), Макнунвродной конференции "Оптика лазеров" (С.-Петербург, 1993), а также городском семинара по квантовой статистической оптике (С.-Петербург, РГПУ км.Л.И.Герцена).
Публикации. По материалам диссертация опубликовано девять работ, приведенных в конца автореферата.
Объел и структура работы.. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и двух приложений. Работа изложена на 180 страницах.Список цитированной литературы содержит 178 наименований.
