Электромагнитно-индуцированная решетка - Electromagnetically induced grating

Электромагнитно индуцированная решетка (EIG) - оптический вмешательство явление, когда картина интерференции используется для построения динамического пространственного дифракционная решетка в зависимости. EIG динамически создаются свет интерференции оптически резонансных материалов и полагаться на инверсия населения и / или оптический согласованность свойства материала. Впервые они были продемонстрированы с помощью решеток населенностей на атомах.^[1] EIG могут использоваться для целей атомной / молекулярной велосиметрии,^[2] для исследования оптических свойств материала, таких как когерентность и время жизни населения,^[3] и переключение и маршрутизация света.^[4]^[5] Связанные, но разные эффекты - это термически индуцированные решетки и фотолитография решетки.

Условия записи, чтения и фазового синхронизма для дифракции ЭИГ

Рисунок 1: Написание и чтение EIG

На рисунке 1 показана возможная конфигурация луча для записи и чтения EIG. Период решетки регулируется углом ${ displaystyle theta}$ . Частоты записи и чтения не обязательно совпадают. E_B называется "обратным" лучом считывания, а E_р - сигнал, полученный дифракцией на решетке.

Условия фазового синхронизма для ЭИГ в приближении плоской волны задаются простым геометрическим соотношением:

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

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

фигура 2: Условия фазового синхронизма для дифракции ЭИГ.

Типы EIG

Рисунок 3: Разница между «решеткой материи» и «решеткой населения». В смайлы :-( и :-) представляют собой основной и оптически возбужденный атомы соответственно.

Материальные решетки

Пишущие лазеры образуют решетку, модулируя плотность вещества или локализуя материю (захват) 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 фазовыми решетками (потенциально наносекунды и быстрее).

Решетки с населением

Пишущие лазеры резонируют с оптическими переходами в веществе, а решетка образована оптическая накачка (См. Рис. 3). Этот тип решетки можно легко настроить для получения нескольких порядков дифракции. ^[6]

Решетки когерентности

Решетка, на которой пишущие лазеры образуют структуру когерентной материи. Примером может служить образец электромагнитно-индуцированная прозрачность.

Приложения

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

Смотрите также

использованная литература

^ Мицунага, Масахару; Имото, Нобуюки (1999-06-01). «Наблюдение электромагнитной решетки в холодных атомах натрия». Физический обзор A. Американское физическое общество (APS). 59 (6): 4773–4776. Дои:10.1103 / Physreva.59.4773. ISSN 1050-2947.
^ Табоса, Дж. (1999). "Переходная брэгговская дифракция на решетке перенесенной населенности: приложение для велосиметрии холодных атомов". Оптика Коммуникации. 165 (1–3): 59–64. Bibcode:1999OptCo.165 ... 59T. Дои:10.1016 / S0030-4018 (99) 00228-X.
^ Cardoso, G.C .; и другие. (2002). «Электромагнитно индуцированные решетки в вырожденной открытой двухуровневой системе». Физический обзор A. 65 (3): 033803. Bibcode:2002PhRvA..65c3803C. Дои:10.1103 / PhysRevA.65.033803..
^ Браун, Энди У .; Сяо, Минь (2005-04-01). «Полностью оптическая коммутация и маршрутизация на основе решетки электромагнитно-индуцированного поглощения». Письма об оптике. Оптическое общество. 30 (7): 699. Дои:10.1364 / ол.30.000699. ISSN 0146-9592.
^ Su, X. M .; Хэм, Б. С. (31 января 2005 г.). «Динамическое управление фотонной запрещенной зоной с использованием квантовой когерентности». Физический обзор A. Американское физическое общество (APS). 71 (1): 013821. Дои:10.1103 / Physreva.71.013821. ISSN 1050-2947.
^ Cardoso, G.C .; Табоса, J.W.R. (2002). «Насыщенные формы линий и восприимчивость высоких порядков холодных атомов цезия, наблюдаемые через решетку перенесенной населенности». Оптика Коммуникации. Elsevier BV. 210 (3–6): 271–276. Дои:10.1016 / с0030-4018 (02) 01820-5. ISSN 0030-4018.

Уильямс, Скип; Zare, Ричард Н .; Ран, Ларри А.; Пол, Филип Х .; Форсман, Джон В. (1994-11-01). «Лазерно-индуцированные тепловые решетки в пламени». Письма об оптике. Оптическое общество. 19 (21): 1681-1683. Дои:10.1364 / ол.19.001681. ISSN 0146-9592.

[1] Мицунага, Масахару; Имото, Нобуюки (1999-06-01). «Наблюдение электромагнитной решетки в холодных атомах натрия». Физический обзор A. Американское физическое общество (APS). 59 (6): 4773–4776. Дои:10.1103 / Physreva.59.4773. ISSN 1050-2947.

[2] Табоса, Дж. (1999). "Переходная брэгговская дифракция на решетке перенесенной населенности: приложение для велосиметрии холодных атомов". Оптика Коммуникации. 165 (1–3): 59–64. Bibcode:1999OptCo.165 ... 59T. Дои:10.1016 / S0030-4018 (99) 00228-X.

[3] Cardoso, G.C .; и другие. (2002). «Электромагнитно индуцированные решетки в вырожденной открытой двухуровневой системе». Физический обзор A. 65 (3): 033803. Bibcode:2002PhRvA..65c3803C. Дои:10.1103 / PhysRevA.65.033803..

[4] Браун, Энди У .; Сяо, Минь (2005-04-01). «Полностью оптическая коммутация и маршрутизация на основе решетки электромагнитно-индуцированного поглощения». Письма об оптике. Оптическое общество. 30 (7): 699. Дои:10.1364 / ол.30.000699. ISSN 0146-9592.

[5] Su, X. M .; Хэм, Б. С. (31 января 2005 г.). «Динамическое управление фотонной запрещенной зоной с использованием квантовой когерентности». Физический обзор A. Американское физическое общество (APS). 71 (1): 013821. Дои:10.1103 / Physreva.71.013821. ISSN 1050-2947.

[6] Cardoso, G.C .; Табоса, J.W.R. (2002). «Насыщенные формы линий и восприимчивость высоких порядков холодных атомов цезия, наблюдаемые через решетку перенесенной населенности». Оптика Коммуникации. Elsevier BV. 210 (3–6): 271–276. Дои:10.1016 / с0030-4018 (02) 01820-5. ISSN 0030-4018.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]