Динамическая голография в условиях оптического резонанса Штырков, Евгений Иванович

Короткий опис

Штырков, Евгений Иванович.
Динамическая голография в условиях оптического резонанса : диссертация ... доктора физико-математических наук : 01.04.05. - Ленинград, 1984. - 42 с. : ил.
Заключение диссертациипо теме «Оптика», Штырков, Евгений Иванович
ВЫВОДЫ
Разработаны физические основы одного из принципиально важных разделов динамической голографии - резонансной динамической голографии на базе явления индуцирования пространственно-периодических структур (решеток) в условиях одноквантового оптического резонанса.
1. Предложена, теоретически и экспериментально исследована возможность формирования динамических решеток в некогерентных резонансных средах (системах без фазовой памяти):
- обнаружен сигнал четырехволнового взаимодействия при накачке Se. , ColS^Se^(в матрице стекла) тремя попутными пучками света, явление описано в терминах рассеяния света на решетках возбужденных состояний атомов,
- предложен метод измерения времен релаксации возбужденных состояний по распаду светоиндуцированных решеток и разработан ряд технических решении схем голографических релак-сометров,
- сформулировано условие конусов для обеспечения фазового синхронизма при трехпучковой попутной геометрии формирования динамических голограмм,
- показаны возможности динамических резонансных голограмм в операциях преобразования волновых фронтов в реальном масштабе времени.
2. Показано, что ранее известные свойства атомных суперпозиционных состояний, возникающих при резонансном импульсном воздействии света на вещество с фазовой памятью, могут быть плодотворно использованы в оптической интерферометрии и голографии:
- теоретически доказано, что в среде с фазовой памятью интер-ферограмма оптических полей может быть получена при их поочередном действии, когда невозможна непосредственная интерференция этих полей;
- показано, что глубина пространственной модуляции этих решеток, формируемых на когерентных суперпозиционных состояниях атомов, определяется связью между временем поперечной релаксации и интервалом между импульсами накачки; предложен основанный на этой связи новый метод измерения полуширины линии однородного уширения, маскируемой неоднородным;
- проведено обобщение теории динамических решеток на суперпозиционных состояниях на системы с неоднородным характером уширения переходов; показано, что фон и глубина пространственной модуляции переходных решеток являются спект-ралъно-временными функциями, по параметрам которых могут быть измерены дипольные моменты атомных переходов и времена релаксации; исследованы условия формирования сфазирован-ных интермодуляционных переходных решеток при многоволновых взаимодействиях и рассеяние света на них;
- 'экспериментально обнаружено и исследовано новое переходное оптическое явление (формирование решеток на когерентных суперпозиционных состояниях атомов) в кристаллах рубина; изучено взаимодействие света с такими решетками, приводящее к дифракции и нелинейному рассеянию в форме фотонного эха;
3. Сформулирован общий принцип пространственно-временной голографии на основе суперпозиционных когерентных атомных состояний, позволяющий запоминать, воспроизводить и преобразовывать как пространственные, так и временные характеристики оптических полей:
- показано, что при однородном характере уширения переходов записываемая в переходных решетках информация, может быть восстановлена в сигналах линейной дифракции;
- предложена и обоснована реализуемая только в неоднородно-уширенных системах новая возможность использования явления фотонного эха для голографической записи, восстановления и преобразования волновых фронтов света (эхо-голография);
- исследованы свойства голографии на суперпозиционных состояниях атомов; показано, что при четырехволновом неодновременном взаимодействии поле отклика системы может быть сформировано в виде комплексносопряженной, либо точной реплики объектной волны в зависимости от порядка подачи опорной и объектной волн;
- показаны также возможности других преобразований волновых фронтов света такими голограммами (умножение фазовых возмущений , обращение волновых фронтов со сдвигом во времени);
4. Обнаружено и детально исследовано трехимпульсное фотонное эхо в геометрии обращения волнового фронта (обращенное фотонное эхо) в кристаллах рубина:
- экспериментально доказано, что обращенное эхо имеет ком-плексносопряженный волновой фронт по отношению к первой волне накачки; осуществлена коррекция фронта при помощи такой системы;
- проведено теоретическое и экспериментальное исследование влияния степени временного перекрытия встречных волн накачки на характеристики обращенного эха, обнаружены осцилля-торная зависимость сигнала эха на стадии перекрытия этих волн и экспоненциальный спад за пределами перекрытия;
- теоретически показано, что форма импульса обращенного эха зависит от соотношения между длительностью накачки, частотой Раби и величиной неоднородного уширения перехода;
- экспериментально обнаружено явление вынужденной деформации импульса обращенного эха и показано, что оно может быть использовано для управления параметрами световых импульсов (обострение фронтов, сжатие и расширение импульсов). Основные результаты диссертации опубликованы в работах

2,8,10,14,20-34, 38-42, 44,45/.