Диссертация (Генерация, передача и хранение широкополосного яркого излучения в квантовой оптике и квантовой информатике), страница 3
Описание файла
Файл "Диссертация" внутри архива находится в папке "Генерация, передача и хранение широкополосного яркого излучения в квантовой оптике и квантовой информатике". PDF-файл из архива "Генерация, передача и хранение широкополосного яркого излучения в квантовой оптике и квантовой информатике", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "физико-математические науки" из Аспирантура и докторантура, которые можно найти в файловом архиве СПбГУ. Не смотря на прямую связь этого архива с СПбГУ, его также можно найти и в других разделах. , а ещё этот архив представляет собой докторскую диссертацию, поэтому ещё представлен в разделе всех диссертаций на соискание учёной степени доктора физико-математических наук.
Просмотр PDF-файла онлайн
Текст 3 страницы из PDF
Îïðåäåëåíû óñëîâèÿ äëÿ íàèëó÷øåãîíàáëþäåíèÿ ýôôåêòîâ ñæàòèÿ è ïåðåïóòûâàíèÿ ìåæäó ìîäàìè.• Ïîñòðîåíà ìîäåëü ñóáïóàññîíîâñêîãî ëàçåðà ñ çàõâàòîì ôàçû. Ïîêàçàíî, ÷òîóñëîâèå ïîäàâëåíèÿ äèôôóçèè ôàçû ñîãëàñóåòñÿ ñ òðåáîâàíèåì, íàêëàäûâàå-12Ââåäåíèåìûì íà ìîùíîñòü âíåøíåãî ñèíõðîíèçèðóþùåãî ïîëÿ, äëÿ ñîõðàíåíèÿ êâàíòîâûõ îñîáåííîñòåé èçëó÷åíèÿ.• Ïîñòðîåíà ìîäåëü ïðîñòðàíñòâåííî ìíîãîìîäîâîãî ïèêñåëüíîãî èñòî÷íèêà íåêëàññè÷åñêîãî ñâåòà, ïðîÿâëÿþùåãî ïðîñòðàíñòâåííî-âðåìåííîå ñæàòèå. Ïðåäëîæåííîâûé ìåòîä äåòåêòèðîâàíèÿ ÿðêîãî ïðîñòðàíñòâåííî ìíîãîìîäîâîãî èçëó÷åíèÿ, ïîçâîëÿþùèé èçìåðÿòü êâàäðàòóðû ïîëÿ áåç èñïîëüçîâàíèÿ ñõåìû ãîìîäèííîãî ïðèåìà.• Ïðîòîêîë ïëîòíîãî êîäèðîâàíèÿ îáîáùåí íà ñëó÷àé ïðîñòðàíñòâåííî-ìíîãîìîäîâîãîêâàíòîâîãî êàíàëà ñâÿçè.
Ðàññ÷èòàíà âçàèìíàÿ èíôîðìàöèÿ Øåííîíà äëÿ ïîòîêà êëàññè÷åñêèõ âõîäíûõ èçîáðàæåíèé â ïðîñòðàíñòâåííî-ìíîãîìîäîâîì êàíàëå.• Ïðîòîêîëû êâàíòîâîãî ïëîòíîãî êîäèðîâàíèÿ è êâàíòîâîé òåëåïîðòàöèè ñïåêòðàëüíî øèðîêîãî ñèãíàëà àïðîáèðîâàíû â ñõåìàõ ñ èñòî÷íèêàìè øèðîêîïîëîñíîãî ñæàòîãî ñâåòà. Ïðåäëîæåíû è îöåíåíû àäåêâàòíûå ìåðû ðàáîòû ïðîòîêîëîâ.• Ïðåäëîæåíà íîâàÿ ìîäåëü êâàíòîâîé ãîëîãðàôè÷åñêîé ïàìÿòè äëÿ êîðîòêèõèìïóëüñîâ íà îñíîâå àíñàìáëÿ Λ-àòîìîâ. Ïðîàíàëèçèðîâàíû ìåõàíèçìû ïîòåðü è âîçìîæíîñòè îïòèìèçàöèè ðàáîòû ñõåìû. Îöåíåíû ýôôåêòèâíîñòü è÷èñëî ñîõðàíÿåìûõ ìîä. Ïîñòðîåíî îáùåå òåîðåòè÷åñêîå îïèñàíèå âçàèìîäåéñòâèÿ äëÿ ïðîèçâîëüíîãî çíà÷åíèÿ îòñòðîéêè óïðàâëÿþùåãî è ñèãíàëüíîãî ïîëåé îò ÷àñòîò ïåðåõîäîâ Λ-àòîìîâ, íà îñíîâå êîòîðîé ïðîàíàëèçèðîâàíû óñëîâèÿ ïðèìåíèìîñòè ðåçîíàíñíîé è ðàìàíîâñêîé ìîäåëåé.
Èññëåäîâàíà âîçìîæíîñòü ñîõðàíåíèÿ øèðîêîïîëîñíîãî ñæàòîãî ñâåòà. Îñíîâûâàÿñü íà àíàëèçå ñîáñòâåííûõ ìîä ñõåì ïàìÿòè, îöåíåíû âîçìîæíîñòè õðàíåíèÿ øèðîêîïîëîñíûõñèãíàëîâ.ÂâåäåíèåÏîëîæåíèÿ, âûíîñèìûå íà çàùèòó.13 äèññåðòàöèè ðàññìàòðèâàþòñÿ òðèâçàèìíî ïåðåñåêàþùèõñÿ àñïåêòà, âàæíûõ äëÿ êâàíòîâîé îïòèêè è êâàíòîâîé èíôîðìàòèêè, à èìåííî, ãåíåðàöèÿ íåêëàññè÷åñêîãî ÿðêîãî ñâåòà, èñïîëüçîâàíèå åãî âêâàíòîâûõ êàíàëàõ ïåðåäà÷è è îáðàáîòêè èíôîðìàöèè, è õðàíåíèå (ñ ïîñëåäóþùèìâîñïðîèçâåäåíèåì) â ÿ÷åéêàõ êâàíòîâîé ïàìÿòè.Íà çàùèòó âûíîñÿòñÿ ñëåäóþùèå ïîëîæåíèÿ, îòíîñÿùèåñÿ ê ãåíåðàöèèíåêëàññè÷åñêîãî ñâåòà:1. Íèçêîðàçìåðíûé ïîëóïðîâîäíèêîâûé ëàçåð (âèêñåë) ÿâëÿåòñÿ ýôôåêòèâíûìèñòî÷íèêîì ïîëÿðèçàöèîííî-ñæàòîãî ïî îòíîøåíèþ ê ïàðàìåòðó Ñòîêñà S1 ÿðêîãî ñâåòà, äàæå â óñëîâèÿõ äâóëó÷åïðåëîìëåíèÿ è äèõðîèçìà â èçëó÷àþùåéñðåäå.2.
Íåâûðîæäåííûé òðåõìîäîâûé ïàðàìåòðè÷åñêèé ãåíåðàòîð ñâåòà, ðàáîòàþùèéâ íàäïîðîãîâîì ðåæèìå, ÿâëÿåòñÿ èñòî÷íèêîì ýôôåêòèâíî ñæàòûõ è ïåðåïóòàííûõ ñèãíàëüíîé è õîëîñòîé âîëí. Ïðè çíà÷èòåëüíîì ïðåâûøåíèè ìîùíîñòüþ íàêà÷êè ïîðîãîâîãî çíà÷åíèÿ, âîëíû îêàçûâàþòñÿ àìïëèòóäíî-ñæàòûìèíàïîëîâèíó ïî ñðàâíåíèþ ñ êîãåðåíòíûì ñîñòîÿíèåì. Ïðè íåáîëüøîì ïðåâûøåíèè, ñèãíàëüíàÿ è õîëîñòàÿ âîëíû îêàçûâàþòñÿ â ïåðåïóòàííîì ñîñòîÿíèè,à âîëíà íàêà÷êè - â ôàçîâî-ñæàòîì ñîñòîÿíèè.3. Ñóáïóàññîíîâñêèé ëàçåð, ñèíõðîíèçèðîâàííûé äîñòàòî÷íî ñëàáûì êîãåðåíòíûì âíåøíèì ýëåêòðîìàãíèòíûì ïîëåì, îñòàåòñÿ ýôôåêòèâíûì èñòî÷íèêîìíåêëàññè÷åñêîãî ñâåòà, îäíàêî îáíàðóæèâàåò óæå íå ñóáïóàññîíîâñêóþ ñòàòèñòèêó, à àìïëèòóäíîå ñæàòèå, ïîñêîëüêó äèôôóçèÿ ôàçû îêàçûâàåòñÿ ïîëíîñòüþ ïîäàâëåííîé.4. Ïèêñåëüíûé èñòî÷íèê, ïîñòðîåííûé êàê ñîâîêóïíîñòü òî÷å÷íûõ èñòî÷íèêîâñæàòîãî ñâåòà, ðàñïîëîæåííûõ ïåðèîäè÷åñêè â ïðîñòðàíñòâå íà íåêîòîðîé ïëîñ-14Ââåäåíèåêîñòè, ôîðìèðóåò ñâåò, ñæàòûé íå òîëüêî âî âðåìåíè, êàê îò èíäèâèäóàëüíîãîïèêñåëà, íî è â ïðîñòðàíñòâå.Íà çàùèòó âûíîñÿòñÿ ñëåäóþùèå ïîëîæåíèÿ, îòíîñÿùèåñÿ ê èñïîëüçîâàíèþ íåêëàññè÷åñêîãî ñâåòà â êâàíòîâûõ èíôîðìàöèîííûõ êàíàëàõ:5.
Ïðîñòðàíñòâåííî-ìíîãîìîäîâûé êâàíòîâûé èíôîðìàöèîííûé êàíàë îáåñïå÷èâàåò ïàðàëëåëüíóþ ïåðåäà÷ó ìîä ñèãíàëà áåç äîáàâëåíèÿ êâàíòîâîãî øóìà âîáëàñòè ýôôåêòèâíîãî ñæàòèÿ, ÷òî ïðèâîäèò ê çíà÷èòåëüíîìó óâåëè÷åíèþ åãîèíôîðìàöèîííîé åìêîñòè ïî ñðàâíåíèþ ñ îäíîìîäîâûì.  îòëè÷èå îò êëàññè÷åñêîãî êàíàëà, â ýòîì ñëó÷àå ìîæíî óêàçàòü îïòèìàëüíîå ñîîòíîøåíèå ìåæäóïðîñòðàíñòâåííîé ïëîòíîñòüþ ýëåìåíòîâ ñèãíàëüíîãî èçîáðàæåíèÿ è øèðèíîéïðîñòðàíñòâåííîãî ñïåêòðà ïåðåïóòûâàíèÿ, îáåñïå÷èâàþùåå ìàêñèìàëüíóþ åìêîñòü êàíàëà.
Âûâîä ñäåëàí èç àíàëèçà ñõåìû ïëîòíîãî êîäèðîâàíèÿ îïòè÷åñêîãî èçîáðàæåíèÿ.6. Ïðèìåíåíèå øèðîêîïîëîñíîãî ñâåòà â ñõåìå ïëîòíîãî êîäèðîâàíèÿ ñóùåñòâåííîóâåëè÷èâàåò âçàèìíóþ èíôîðìàöèþ Øåííîíà, îáåñïå÷èâàÿ âðåìåííîé ìíîãîêàíàëüíûé ïàðàëëåëèçì ïðè ïåðåäà÷å èíôîðìàöèè. Èñïîëüçîâàíèå øèðîêîïîëîñíîãî ñâåòà â ñõåìå òåëåïîðòàöèè ïîçâîëÿåò ïåðåäàòü øèðîêîïîëîñíûé ñèãíàë ñ âåðíîñòüþ êàæäîé ìîäû çàìåòíî ïðåâîñõîäÿùåé êëàññè÷åñêèé ïðåäåë.Íà çàùèòó âûíîñÿòñÿ ñëåäóþùèå ïîëîæåíèÿ, îòíîñÿùèåñÿ ê ñîõðàíåíèþíåêëàññè÷åñêîãî ñâåòà â ÿ÷åéêàõ êâàíòîâîé ïàìÿòè:7. Äëÿ äîñòàòî÷íî ïëîòíîé òðåõóðîâíåâîé ñðåäû êâàíòîâàÿ øèðîêîïîëîñíàÿ ïàìÿòü (ïàìÿòü äëÿ êîðîòêèõ èìïóëüñîâ) ðåàëèçóåòñÿ íå ñòàòè÷åñêè, êàê â ñëó÷àå EIT-ïàìÿòè, íî äèíàìè÷åñêè, ïîñêîëüêó ïðè òàêîì âçàèìîäåéñòâèè ñâåòà ñîñðåäîé ýôôåêò "îñòàíîâêè"ñâåòà íå óñïåâàåò ðåàëèçîâàòüñÿ çàìåòíûì îáðàçîì.Ââåäåíèå158. Ýôôåêòèâíîñòü ïîëíîãî öèêëà øèðîêîïîëîñíîé ïàìÿòè ïðè îïòèìàëüíîì âûáîðå ïàðàìåòðîâ çàäà÷è (ïðè ìèíèìàëüíûõ ïîòåðÿõ â ïðîöåññå çàïèñè) îêàçûâàåòñÿ áëèçêîé ê ñòà ïðîöåíòàì.9.
Íàèëó÷øåå âîñïðîèçâåäåíèå êâàíòîâûõ ñâîéñòâ ñâåòà (ñæàòèå) äîñòèãàåòñÿ íåîáÿçàòåëüíî ïðè ìàêñèìàëüíîé ýôôåêòèâíîñòè ïàìÿòè, ÷òî ñâÿçàíî ñ îñîáåííîñòÿìè ìîä Øìèäòà äëÿ ÿ÷åéêè ïàìÿòè.Äîñòîâåðíîñòü ïîëó÷åííûõ â äèññåðòàöèè ðåçóëüòàòîâ îáåñïå÷èâàåòñÿ òåì, ÷òî âîñíîâó âñåõ ðàñ÷åòîâ ïîëîæåíû àäåêâàòíûå êâàíòîâî-ìåõàíè÷åñêèå ìîäåëè, âñå ñäåëàííûå ïðèáëèæåíèÿ è ïðåäïîëîæåíèÿ èìåþò ïîä ñîáîé ôèçè÷åñêèå îñíîâàíèÿ èíèêàêèå âîëþíòàðèñòñêèå øàãè íå äîïóñêàëèñü. Äëÿ ðåøåíèÿ çàäà÷ ïðèìåíÿþòñÿõîðîøî çàðåêîìåíäîâàâøèå ñåáÿ ìåòîäû êâàíòîâîé ýëåêòðîäèíàìèêè.
Àíàëèç ðåçóëüòàòîâ âêëþ÷àåò ñðàâíåíèå ñ ðåçóëüòàòàìè äðóãèõ èññëåäîâàòåëåé. Çíà÷èòåëüíàÿ÷àñòü ðàáîòû âûïîëíåíà â òåñíîì êîíòàêòå ñ ýêñïåðèìåíòàëüíûìè ãðóïïàìè ÊëîäàÔàáðà è Ýëèçàáåò Äæàêîáèíî (Óíèâåðñèòåò Ïüåðà è Ìàðèè Êþðè, Ïàðèæ). Íàêîíåö,ïîëó÷åííûå ðåçóëüòàòû îáñóæäàëèñü íà íàó÷íûõ ñåìèíàðàõ ñ êîëëåãàìè, äîêëàäûâàëèñü äèññåðòàíòîì íà ïðåäñòàâèòåëüíûõ íàó÷íûõ êîíôåðåíöèÿõ, îïóáëèêîâàíû âðåâüþèðóåìûõ æóðíàëàõ.Àïðîáàöèÿ ðåçóëüòàòîâ. Îñíîâíûå ðåçóëüòàòû äèññåðòàöèè èçëîæåíû â 19 ñòàòüÿõ [G1-G19], èç êîòîðûõ 17 - â æóðíàëàõ, âêëþ÷åííûõ â ñïèñîê ÂÀÊ, à òàêæå äîêëàäûâàëèñü íà ñëåäóþùèõ ìåæäóíàðîäíûõ êîíôåðåíöèÿõ: International QuantumElectronics Conference, Ìîñêâà, 2002; International Conference on Quantum Optics,Ìèíñê, 2002, 2004, 2006; Russian-French Laser Symposium, Ìîñêâà, 2003; Îïòèêà,Ñ.Ïåòåðáóðã, 2003, 2013; Ìåæäóíàðîäíûå ÷òåíèÿ ïî êâàíòîâîé îïòèêå, Ñ.Ïåòåðáóðã,2003; Russian-French Laser Physics Workshop for Young Scientists, 2004, 2006; Ôóíäà-16Ââåäåíèåìåíòàëüíûå ïðîáëåìû îïòèêè, Ñ.Ïåòåðáóðã, 2004; Êâàíòîâûå èçìåðåíèÿ è ôèçèêàìåçîñêîïè÷åñêèõ ñèñòåì, ã.
Âëàäèìèð, 2005; International Conference on Coherent andNonlinear Optics (ICONO/LAT), Ñ.Ïåòåðáóðã, 2005; Ñåìèíàð ïàìÿòè Ä.Í.Êëûøêî,Ìîñêâà, 2005, 2007; Quantum Physics and Communication, Äóáíà, 2005; ICO TopicalMeeting on Optoinformatics/Information Photonics, Ñ.Ïåòåðáóðã, 2006; Coherent Controlof the Fundamental Processes in Optics and X-ray-Optics, Íèæíèé Íîâãîðîä, 2006;NATO Advanced Research Workshop "Quantum Communication and Security Ãäàíüñê,2006, 2009; Frontiers of nonlinear physics, Íèæíèé Íîâãîðîä, 2007, 2010; InternationalLaser Physics Workshop, Òðîíõåéì, 2008; International Workshop on High DimensionalEntanglement 2009, 2010, 2011; International Conference on Quantum Technologies, Ìîñêâà,2011, 2013; Continuous Variable Quantum Information Processing, Êîïåíãàãåí, 2012;Central European Workshop on Quantum Optics, Ñèíàÿ, 2012; Conference on SqueezedStates and Uncertainty Relations, Íþðåíáåðã, 2013.Ëè÷íûé âêëàä àâòîðà.
Îñíîâíûå ðåçóëüòàòû, ïðåäñòàâëåííûå â äèññåðòàöèè,ïîëó÷åíû àâòîðîì ëè÷íî.  ðàáîòàõ, îïóáëèêîâàííûõ â ñîàâòîðñòâå, â ìàòåðèàëûäèññåðòàöèè âêëþ÷åíû òîëüêî òå ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèé, â ïîëó÷åíèè êîòîðûõäèññåðòàíòó ïðèíàäëåæèò îïðåäåëÿþùàÿ ðîëü.Ñòðóêòóðà è îáúåì äèññåðòàöèè. Äèññåðòàöèÿ ñîñòîèò èç ââåäåíèÿ, ñåìè ãëàâ,çàêëþ÷åíèÿ è îäíîãî ïðèëîæåíèÿ. Ïîëíûé îáúåì äèññåðòàöèîííîé ðàáîòû ñîñòàâëÿåò 268 ñòðàíèö, â òîì ÷èñëå 47 ðèñóíêîâ è 192 íàèìåíîâàíèÿ â ñïèñêå ëèòåðàòóðû.Ãåíåðàöèÿ ïîëÿðèçàöèîííî ñæàòîãî ñâåòà17Ãëàâà 1Êâàíòîâàÿ òåîðèÿ âèêñåëîâ:ãåíåðàöèÿ ïîëÿðèçàöèîííî ñæàòîãîñâåòàÈäåÿ èñïîëüçîâàíèÿ ëàçåðà äëÿ ãåíåðàöèè íåêëàññè÷åñêîãî ñâåòà áûëà âïåðâûå âûñêàçàíà â ðàáîòå [28], ãäå àâòîðû ïðåäëîæèëè èñïîëüçîâàòü êîðîòêèå ðåãóëÿðíûåèìïóëüñû äëÿ ñîçäàíèÿ íàêà÷êè ñ ïîëíûì âîçáóæäåíèåì â êàæäîì èìïóëüñå, ÷òîïðèâîäèò (ïðè âûïîëíåíèè ïðî÷èõ íåîáõîäèìûõ óñëîâèé) ê ôîðìèðîâàíèþ ñóáïóàññîíîâñêîé ñòàòèñòèêè èçëó÷åíèÿ.
 ðàáîòàõ [4750] áûëî ïîêàçàíî, ÷òî ê ïîâûøåíèþðåãóëÿðíîñòè èçëó÷åíèÿ ëàçåðà ìîãóò ïðèâåñòè è äðóãèå ñïîñîáû óïðàâëåíèÿ ñëó÷àéíûìè ïðîöåññàìè, îòâå÷àþùèìè çà ýôôåêòèâíîå ëèíåéíîå óñèëåíèå (âêëþ÷àÿâíóòðèðåçîíàòîðíûå ïîòåðè) ëàçåðà. Çàñëóæèâàþò âíèìàíèÿ ìåòîäû ñîçäàíèÿ ðåãóëÿðíîãî ïîòîêà ôîòîíîâ èëè ôîòîòîêà â ëàçåðàõ ñ îòðèöàòåëüíîé îáðàòíîé ñâÿçüþ.Îòíîñèòåëüíî ýòîé ñèñòåìû äî ñèõ ïîð àêòóàëüíà íàó÷íàÿ äèñêóññèÿ î òîì, ÿâëÿåòñÿëè èçëó÷åíèå ýòèõ ëàçåðîâ ñóáïóàññîíîâñêèì [5155] èëè òàêàÿ ñòàòèñòèêà õàðàêòåðíà òîëüêî äëÿ ôîòîòîêà [5658, G4, G6]. ýòîé ñâÿçè âíèìàíèå èññëåäîâàòåëåé ïðèâëåêëè ïîëóïðîâîäíèêîâûå ëàçåðû íàêâàíòîâûõ ÿìàõ. Ê òàêèì ëàçåðàì îòíîñèòñÿ ïåðâûé èç îáúåêòîâ íàøåãî èíòåðåñà- âèêñåë.
