Электромагнитно-индуцированная решетка

Электромагнитно-индуцированная решетка (ЭИГ) — это явление оптической интерференции , при котором интерференционная картина используется для создания динамической пространственной дифракционной решетки в веществе. EIG динамически создаются путем интерференции света на оптически резонансных материалах и основаны на инверсии населенностей и/или свойствах оптической когерентности материала. Впервые они были продемонстрированы на решетках населенности атомов. ^{[ 1 ]} EIG можно использовать для целей атомно-молекулярной велосиметрии. ^{[ 2 ]} для исследования оптических свойств материала, таких как когерентность и время жизни населенности, ^{[ 3 ]} а также переключение и маршрутизация света. ^{[ 4 ]}^{[ 5 ]} Родственными, но разными эффектами являются термически индуцированные решетки и фотолитографические решетки.

Условия записи, считывания и фазового синхронизма для дифракции ЭИГ

На рисунке 1 показана возможная конфигурация луча для записи и чтения EIG. Период решетки контролируется углом $\theta$ . Частота записи и чтения не обязательно одинакова. E _B называется «обратным» лучом считывания, а E _R представляет собой сигнал, полученный путем дифракции на решетке.

Условия синхронизма ЭИГ в приближении плоских волн задаются простым геометрическим соотношением:

$\sin \beta =n{\Bigl (}{\frac {\omega _{1}}{\omega _{2}}}{\Bigr )}\sin(\theta /2)$ ,

где углы даны согласно рис. 2, $\omega _{1}$ и $\omega _{2}$ – частоты пишущего (W, W') и считывающего луча (R) соответственно, n – эффективный показатель преломления среды.

**Рисунок 2** : Условия фазового синхронизма для дифракции EIG

Виды ЭИГ

**Рисунок 3** : Разница между «решеткой материи» и «решеткой населения». Смайлики :-( и :-) обозначают основные и оптически возбужденные атомы соответственно.

Решетки материи

Пишущие лазеры образуют решетку за счет модуляции плотности вещества или за счет локализации вещества (захвата) в областях максимумов (или минимумов) записывающих интерференционных полей. Примером может служить тепловая решетка. Решетки материи имеют медленную динамику (миллисекунды) по сравнению с решетками населенности и фазы (потенциально наносекунды и быстрее).

Решетки населения

Пишущие лазеры резонансны оптическим переходам в веществе, а решетка формируется за счет оптической накачки (см. рис. 3). Этот тип решетки можно легко настроить для получения дифракции нескольких порядков. ^{[ 6 ]}

Когерентные решетки

Решетка, в которой пишущие лазеры образуют когерентный узор материи. Примером может служить образец электромагнитно-индуцированной прозрачности .

Приложения

два лазера Обычно для построения ЭИГ используются , расположенных под углом. ЭИГ используется для дифракции третьего лазера, для мониторинга поведения подложки, на которой был записан ЭИГ, или в качестве переключателя для одного из лазеров, участвующих в процессе.

См. также

Ссылки

^ Мицунага, Масахару; Имото, Нобуюки (1 июня 1999 г.). «Наблюдение электромагнитно-индуцированной решетки в холодных атомах натрия». Физический обзор А. 59 (6). Американское физическое общество (APS): 4773–4776. Бибкод : 1999PhRvA..59.4773M . дои : 10.1103/physreva.59.4773 . ISSN 1050-2947 .
^ Табоса, Дж (1999). «Переходная дифракция Брэгга на решетке перенесенной населенности: применение для измерения скорости холодных атомов». Оптические коммуникации . 165 (1–3): 59–64. Бибкод : 1999OptCo.165...59T . дои : 10.1016/S0030-4018(99)00228-X .
^ Кардосо, Греция; и др. (2002). «Электромагнитно-индуцированные решетки в вырожденной открытой двухуровневой системе». Физический обзор А. 65 (3): 033803. Бибкод : 2002PhRvA..65c3803C . дои : 10.1103/PhysRevA.65.033803 . .
^ Браун, Энди В.; Сяо, Мин (1 апреля 2005 г.). «Полностью оптическая коммутация и маршрутизация на основе решетки электромагнитно-индуцированного поглощения». Оптические письма . 30 (7). Оптическое общество: 699–701. Бибкод : 2005OptL...30..699B . дои : 10.1364/ол.30.000699 . ISSN 0146-9592 . ПМИД 15832910 .
^ Вс, ХМ; Хэм, бакалавр наук (31 января 2005 г.). «Динамический контроль фотонной запрещенной зоны с использованием квантовой когерентности». Физический обзор А. 71 (1). Американское физическое общество (APS): 013821. Бибкод : 2005PhRvA..71a3821S . дои : 10.1103/physreva.71.013821 . ISSN 1050-2947 .
^ Кардосо, Греция; Табоса, JWR (2002). «Насыщенные формы линий и восприимчивость высоких порядков холодных атомов цезия, наблюдаемые через перенесенную решетку заселенности». Оптические коммуникации . 210 (3–6). Эльзевир Б.В.: 271–276. Бибкод : 2002OptCo.210..271C . дои : 10.1016/s0030-4018(02)01820-5 . ISSN 0030-4018 .

Уильямс, Скип; Заре, Ричард Н.; Ран, Ларри А.; Пол, Филипп Х.; Форсман, Джон В. (1 ноября 1994 г.). «Лазерно-индуцированные тепловые решетчатые эффекты в пламени». Оптические письма . 19 (21). Оптическое общество: 1681–1683 гг. Бибкод : 1994OptL...19.1681W . дои : 10.1364/ол.19.001681 . ISSN 0146-9592 . ПМИД 19855620 .

[1] Мицунага, Масахару; Имото, Нобуюки (1 июня 1999 г.). «Наблюдение электромагнитно-индуцированной решетки в холодных атомах натрия». Физический обзор А. 59 (6). Американское физическое общество (APS): 4773–4776. Бибкод : 1999PhRvA..59.4773M . дои : 10.1103/physreva.59.4773 . ISSN 1050-2947 .

[2] Табоса, Дж (1999). «Переходная дифракция Брэгга на решетке перенесенной населенности: применение для измерения скорости холодных атомов». Оптические коммуникации . 165 (1–3): 59–64. Бибкод : 1999OptCo.165...59T . дои : 10.1016/S0030-4018(99)00228-X .

[3] Кардосо, Греция; и др. (2002). «Электромагнитно-индуцированные решетки в вырожденной открытой двухуровневой системе». Физический обзор А. 65 (3): 033803. Бибкод : 2002PhRvA..65c3803C . дои : 10.1103/PhysRevA.65.033803 . .

[4] Браун, Энди В.; Сяо, Мин (1 апреля 2005 г.). «Полностью оптическая коммутация и маршрутизация на основе решетки электромагнитно-индуцированного поглощения». Оптические письма . 30 (7). Оптическое общество: 699–701. Бибкод : 2005OptL...30..699B . дои : 10.1364/ол.30.000699 . ISSN 0146-9592 . ПМИД 15832910 .

[5] Вс, ХМ; Хэм, бакалавр наук (31 января 2005 г.). «Динамический контроль фотонной запрещенной зоны с использованием квантовой когерентности». Физический обзор А. 71 (1). Американское физическое общество (APS): 013821. Бибкод : 2005PhRvA..71a3821S . дои : 10.1103/physreva.71.013821 . ISSN 1050-2947 .

[6] Кардосо, Греция; Табоса, JWR (2002). «Насыщенные формы линий и восприимчивость высоких порядков холодных атомов цезия, наблюдаемые через перенесенную решетку заселенности». Оптические коммуникации . 210 (3–6). Эльзевир Б.В.: 271–276. Бибкод : 2002OptCo.210..271C . дои : 10.1016/s0030-4018(02)01820-5 . ISSN 0030-4018 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]