Влияние релаксационных процессов на формирование откликов двухуровневой системе при ее возбуждении резонансным и нерезонансным лазерными импульсами
Рассмотрен эффект "запирания" сигналов фотонного эха при различной ориентации градиентов внешних неоднородных электрических Создание искусственного неоднородного уширения неоднородным электрическим полем. Схема возбуждения двухуровневой системы.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 15.07.2020 |
| Размер файла | 119,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Влияние релаксационных процессов на формирование откликов двухуровневой системе при ее возбуждении резонансным и нерезонансным лазерными импульсами
Э.И. Хакимзянова, Е.Н. Ахмедшина, Л.А. Нефедьев, Г.И. Гарнаева
Казанский Федеральный университет, г. Казань, Россия, Elzahakim@yandex.ru, vesnuschka-88@yandex.ru, nefediev@yandex.ru, guzka-1@yandex.ru
В работах был рассмотрен эффект «запирания» сигналов фотонного эха при различной ориентации градиентов внешних неоднородных электрических полей. Из развитой теории следует, что при взаимной ориентации градиентов под углом 1800 возможно возникновение отклика типа эха при одноимпульсном лазерном воздействии. Такой тип эха экспериментально был обнаружен в [3] на переходе 7F0 - 5D0 в кристалле Eu:Y2SiO5. В данной работе принципиальным является то, что возбуждение неоднородной уширенной линии происходило в достаточно узком интервале частот по сравнению с ее шириной 2у, которая в условиях эксперимента была порядка 2у~3 ГГц, а область возбуждения порядка 2kу ~50 МГц (где k<<1). Это необходимо для создания искусственного неоднородного уширения неоднородным электрическим полем, в этом случае уменьшается затухание за счет обратимой релаксации и становится возможным наблюдение Штарковского (градиентного) эха.
Рис. 1. Схема возбуждения двухуровневой системы последовательностью одного резонансного (Р) и двух нерезонансных лазерных импульсов. Ф1, Ф2 - интенсивности внешних неоднородных нерезонансных лазерных полей, tэ - время появления отклика Штарковского эха, Дt1 - длительность возбуждения резонансного лазерного импульса
Рассмотрим схему возбуждения двухуровневой системы последовательностью одного резонансного лазерного импульса и двух нерезонансных лазерных импульсов с пространственной неоднородностью (рис. 1). Время воздействия первого нерезонансного лазерного импульса будем считать равным ф, а время второго - до момента появления отклика систем. Для уменьшения затухания из-за обратимой релаксации Т2* будем полагать область возбуждения неоднородно уширенной линии резонансными лазерными импульсами равной , где k<<1.
Полные частотные сдвиги энергетических уровней резонансного перехода запишем в виде:
,
релаксационный двухуровневый лазерный импульс
СD - постоянная динамического эффекта Штарка, - функция распределения интенсивности падающего на систему нерезонансного лазерного излучения на фm - ом временном интервале, E0m - амплитуда напряженности электрического поля m-го нерезонансного лазерного импульса. Это позволяет получить достаточно большие частотные сдвиги по сравнению с шириной области возбуждения 2kу неоднородно уширенной линии резонансного перехода путем выбора соответствующей мощности нерезонансных лазерных импульсов.
Решение уравнения для одночастичной матрицы плотности во вращающейся системе координат для двухуровневой системы было получено в работе1. Фазовая часть напряженности электрического поля отклика системы в этом случае имеет вид
,
где V - объем возбуждаемой части образца, g(Д) - Гауссова функция распределения частот, соответствующая ширине лазерного возбуждения неоднородно уширенной линии резонансного перехода 2kу.
В случае если градиенты внешних нерезонансных пространственно неоднородных лазерных полей не коллинеарны, то и зависят от взаимной ориентации этих градиентов. В этом случае распределение амплитуды напряженности электрического поля нерезонансного лазерного излучения на временном интервале фm определится величиной градиента Фm.
Переходя в систему координат, связанную с m-ым импульсом получим:
где и - интенсивности нерезонансных лазерных импульсов, L - размер образца в направлении возбуждения лазерным импульсом, и - величины проекций градиентов и на ось z ( = ), , в - угол между направлениями градиентов, Т2 - время поперечной необратимой релаксации.
Рис. 2. Зависимость времени появления Штарковского эха от интенсивностей первого и второго пространственно неоднородных нерезонансных лазерных импульсов
______ - Т2 (время поперечной необратимой релаксации) = 30нс,
---------- - Т2= (время поперечной необратимой релаксации) = ?
Рис. 3. Изменение интенсивности отклика Штарковского эха при варьировании отношения интенсивностей первого и второго пространственно неоднородных нерезонансных лазерных импульсов
______ - Т2 (время поперечной необратимой релаксации) = 30нс,
---------- - Т2= (время поперечной необратимой релаксации) = ?
Из рисунка 2 и 3 следует, что время появления отклика не зависит от релаксационных процессов, а величина изменения интенсивности отклика связана со значением Т2, что позволяет по спаду интенсивности определять Т2 путем варьирования .
Таким образом, в случае использования нерезонансных лазерных импульсов с искусственно созданной неоднородностью, можно добиться эффективного управления временем появления Штарковского эха в наносекундном временном диапазоне.
Литература
1. Нефедьев Л.А., Гарнаева (Хакимзянова) Г.И., Оптика и спектроскопия,105, №6, 1007-1012, (2008).
2. Нефедьев Л.А., Гарнаева Г.И., Усманов Р.Г., Оптический журнал, 77, №2, 27-29, (2010).
3. Alexander A.L., Longdell J.J., Sellars M.J. and Manson N.B., arXiv: quant-ph/0506232. 25, 5, 1-5, (Nov 2005).
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Физические обоснования и методика проведения процедур терапии постоянным электрическим полем и аэроионами. Аппараты для франклинизации, электроаэрозольтерапии и аэроионотерапии. Физические обоснования проведения процедур терапии электроаэрозолями.
реферат [258,1 K], добавлен 13.01.2009Схемотехнические принципы проектирования усилителя электрических сигналов. Обоснование его структурной схемы. Выбор типов и номиналов элементов устройства. Обоснование схемы инверсного и реостатного каскадов. Проверка расчётов по коэффициенту усиления.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 07.01.2015Линейно частотно-манипулированные сигналы. Создание согласованного фильтра и его импульсной характеристики. Создание накопителя и прохождение через него. Функциональная схема цифрового согласованного обнаружителя сигналов. Создание ЛЧМ–сигнала.
курсовая работа [796,8 K], добавлен 07.05.2011Формирование алфавитного оператора. Приведение оператора к автоматному виду. Построение графа переходов абстрактного автомата. Кодирование состояний, входных и выходных сигналов. Формирование функций возбуждения и выходных сигналов структурного автомата.
курсовая работа [66,3 K], добавлен 10.11.2010Состояние проблемы автоматического распознавания речи. Обзор устройств чтения аудио сигналов. Архитектура системы управления периферийными устройствами. Схема управления электрическими устройствами. Принципиальная схема включения электрических устройств.
дипломная работа [1,1 M], добавлен 18.10.2011- Исследование нелинейно-оптических процессов в неоднородных средах на основе пористых полупроводников
Кремний как материал современной электроники. Способы получения пористых полупроводников на примере кремния. Анализ процесса формирования, методов исследования, линейных и нелинейных процессов в неоднородных средах на основе пористых полупроводников.
дипломная работа [6,3 M], добавлен 18.07.2014 Разработка функциональной схемы устройства, осуществляющего обработку входных сигналов в соответствии с заданным математическим выражением зависимости выходного сигнала от двух входных сигналов. Расчет электрических схем вычислительного устройства.
курсовая работа [467,5 K], добавлен 15.08.2012Вероятность битовой ошибки в релеевском канале в системе с разнесенным приемом. Использование искусственного шума и пропускная способность. Соотношение амплитуд полезного сигнала и искусственного шума. Влияние шума на секретность передачи информации.
лабораторная работа [913,8 K], добавлен 20.09.2014Характеристика видов и цифровых методов измерений. Анализ спектра сигналов с использованием оконных функций. Выбор оконных функций при цифровой обработке сигналов. Исследование спектра сигналов различной формы с помощью цифрового анализатора LESO4.
дипломная работа [2,5 M], добавлен 03.05.2018Схема, технические параметры и принцип работы шестиканального цифрового вольтметра. Прототипы схем измерения и отображения информации, подключения клавиатуры, сбора и накопления данных. Обработка аналоговых сигналов в микроконтроллере, его инициализация.
курсовая работа [3,4 M], добавлен 12.03.2013Планаризация как низкотемпературный процесс, при котором сглаживается рельеф поверхности пластины. Дефекты двухуровневой металлизации. Назначение проводящих слоев в многослойной металлизации. Многокристальные модули типа MKM-D и МКМ-А, характеристики.
контрольная работа [3,7 M], добавлен 29.04.2014Анализ методов обнаружения и определения сигналов. Оценка периода следования сигналов с использованием методов полных достаточных статистик. Оценка формы импульса сигналов для различения абонентов в системе связи без учета передаваемой информации.
дипломная работа [3,0 M], добавлен 24.01.2018Процесс приема сигналов на вход приемного устройства. Модели сигналов и помех. Вероятностные характеристики случайных процессов. Энергетические характеристики случайных процессов. Временные характеристики и особенности нестационарных случайных процессов.
дипломная работа [3,3 M], добавлен 30.03.2011Краткое описание РЭС. Создание файла принципиальной электрической схемы. Проектирование библиотеки элементов. Формирование 3D-модели ПП и Gerber-файлов. Создание печатной платы. Проверка правильности электрических соединений. Компиляция проекта.
курсовая работа [5,2 M], добавлен 17.05.2014Методы реализации цифровых фильтров сжатия и их сравнение. Разработка модуля сжатия сложных сигналов. Разработка структурной схемы модуля и выбор элементной базы. Анализ работы и оценка быстродействия. Программирование и конфигурирование микросхем.
дипломная работа [5,7 M], добавлен 07.07.2012Техника усиления электрических сигналов. Применение усилителей низкой частоты для усиления сигналов, несущих звуковую информацию, и их классификация. Функциональная схема усилителя, его основные технические характеристики и выбор элементной базы.
контрольная работа [649,3 K], добавлен 25.12.2012Структурная схема и синтез цифрового автомата. Построение алгоритма, графа и таблицы его функционирования в микрокомандах. Кодирование состояний автомата. Функции возбуждения триггеров и формирования управляющих сигналов. Схема управляющего устройства.
курсовая работа [789,4 K], добавлен 25.11.2010Проектирование домовой распределительной сети сигналов телевидения для жилого дома. Структурная схема цифровой системы передачи сигналов изображения и звукового сопровождения. Основные параметры кабеля SNR RG11-M-Cu. Технические характеристики усилителя.
контрольная работа [837,7 K], добавлен 18.09.2012Функциональная схема автоматической системы передачи кодированных сигналов в канал связи. Задающий генератор и делитель частоты. Преобразователь параллельного кода в последовательный. Формирователь стартовых импульсов. Схема согласования с каналом связи.
курсовая работа [2,4 M], добавлен 05.02.2013Принцип работы системы сотовой связи с кодовым разделением каналов. Использование согласованных фильтров для демодуляции сложных сигналов. Определение базы широкополосных сигналов и ее влияние на допустимое число одновременно работающих радиостанций.
реферат [1,3 M], добавлен 12.12.2010
