Исследован процесс записи, хранения и считывания коротких световых импульсов на основе явления электромагнитно-индуцированной прозрачности (ЭИП) в схеме, показанной на Рис. 1. Длительность импульсов короче всех времен релаксации в среде. Запись и хранение светового импульса осуществляется путем его преобразования в атомную когерентность, наведенной на дипольно-запрещенном переходе. Пространственное распределение когерентности содержит информацию об импульсах. Считывание производится за счет рассеяния считывающего импульса на наведенной когерентности, которая сохраняется в течение ее времени жизни. Изучены различные варианты считывания записанного импульса: считывающий импульс полностью аналогичен записывающему и распространяется в том же направлении, как и при записи; считывание на смещенной частоте; считывающий импульс подается в направлении противоположном записывающему. Показано, что в последнем случае восстановленный импульс обращается во времени (Рис. 2), когда передний и задний фронты импульса меняются местами.

Рис. 1. Схема уровней атома и конфигурация взаимодействующих световых импульсов. Gp - сигнальный (пробный) импульс, Gc - записывающий (управляющий) импульс. Gp << Gc.

Рис. 2. Считывание с обращением времени - считывающий импульс распространяется в направлении, противоположном записывающему. а) Сигнальный Gp и записывающий Gc импульсы на входе среды z = 0. б) Зависимость сигнального импульса от времени в различных точках среды при записи (цифра 1 в кружке); то же самое при считывании импульса (цифра 2 в кружке).

1. Архипкин В.Г., Тимофеев И.В. Электромагнитно индуцированная прозрачность: запись, хранение и считывание коротких световых импульсов. Письма в ЖЭТФ, 76, 1, 2002, стр. 74 — 78.
2. Timofeev I.V. Record and Restore of Short Pulses by Electromagnetically Induced Transparency. EURESCO Conference on Quantum Information: Quantum Entanglement, Spain, San Feliu (2002).

Исследован процесс записи, хранения и считывания коротких световых импульсов на основе явления электромагнитно индуцированной прозрачности. Рассмотрены различные варианты считывания как на несмещенной, так и на смещенной частоте. Продемонстрирована возможность обращения считанного импульса во времени.

Проанализированы новые схемы четырехволнового смешения в условиях адиабатического переноса населенностей при свипировании двухфотонного резонанса дополнительным сильным полем. Исследованы различные варианты лазерно-индуцированного получения максимальной когерентности на двухфотонном переходе. Показано, что при соответствующем выборе задержек между взаимодействующими лазерными импульсами эффективность преобразования слабого длинноволнового излучения в вакуумно-ультрафиолетовую область спектра может быть увеличена на несколько порядков по сравнению с традиционными схемами четырехволнового смешения.

В рамках выполненных исследований впервые предложены физические механизмы, объясняющие причины резкого (до 10⁸ раз) ускорения агрегации золей металлов под действием электромагнитного излучения. Выполнена систематизация этих механизмов, учитывающая способ стабилизации золя и тип дисперсионной (окружающей) среды; проведен их сравнительный анализ на примере основных типов золей серебра, как наиболее удобной модельной среды. Предложенные механизмы базируются на существующих представлениях как теории кинетики коагуляции и устойчивости золей с учетом процессов на межфазной границе, так и теории фотоэффекта с поправкой на влияние дисперсионной среды и усиление локальных электромагнитных полей, присущее коллоидным структурам с фрактальной геометрией. Исследование природы фотоагрегации золей имеет важное прикладное значение и представляет интерес для таких областей, как фармакология, экология и др. Полученные результаты могут быть использованы, в частности, при разработке и промышленном производстве устойчивых к действию света суспензий, содержащих коллоидные металлы и другие ультрадисперсные материалы.

Изучены особенности когерентного контроля двухфотонной диссоциации молекул. Предложенный метод позволяет управлять переносом населенности между двумя дискретными уровнями через диссоционный континуум, когда прямой переход между этими состояниями не разрешен. Результаты продемонстрированы на примере димеров Na₂.

Работы выполнены при поддержке:

• Гранта РФФИ № 02-02-16325а
• Гранта "Университеты России" УР.01.01.003
• Гранта ИНТАС № 99-00019
• Гранта ИНТАС для поездки на конференцию
• Гранта № 61 6-го Конкурса-экспертизы проектов молодых ученых РАН

Лаборатория когерентной оптики