Поляризационные и спектральные свойства бифотонных полей (1097828), страница 3
Текст из файла (страница 3)
В последнем разделе главы (раздел 2.3) экспериментально исследуетсяэффект антикорреляции для бифотонного поля, получаемого от фемтосекунднойимпульсной накачки. В противоположность более ранним работам, наблюдаемая формаантикорреляционного “провала” хорошо согласуется с теорией. На основе проведенныхизмерений сделан вывод о том, что наблюдавшиеся ранее аномалии связаны саппаратными эффектами.В части II работы, включающей две главы, исследуются поляризационные свойствабифотонных полей. Эта часть является центральной частью диссертации.
Рассматриваетсянаименее изученный случай коллинеарных (однопучковых) полей. Третья главапосвящена поляризационным состояниям бифотонных полей в одной пространственной ичастотной моде и их преобразованиям. В первом разделе главы предлагается наглядноепредставление таких состояний на сфере Пуанкаре. Следующий раздел (3.2) посвященизмерению поляризационного состояния по числу совпадений в схеме Брауна-Твисса свыделением определенных поляризационных состояний в каналах.
На основе такой схемыв разделе 3.3 сформулировано операциональное условие ортогональности произвольнополяризованных бифотонов. Таким образом, первые три раздела Главы 3 содержат толькотеоретические результаты. Разделы 3.4 и 3.5 - экспериментальные. Раздел 3.4непосредственно не относится к поляризационной оптике бифотонов, но в немрассматривается эффект “интерференции независимых бифотонов”, на котором основаныполяризационные преобразования бифотонных полей и синтез новых поляризационныхсостояний бифотонов.
В разделе 3.5 рассматриваются линейные поляризационныепреобразования одномодовых бифотонов. В эксперименте были получены бифотоны сортогональной поляризацией фотонов в парах - так называемые неполяризованныебифотоны, или “бифотоны типа II”. Показано, что из таких состояний можно составитьбазис, который позволяет (раздел 3.6) осуществить троичное кодирование квантовойинформации.В четвертой главе описано приготовление и исследование ряда новыхбифотонных состояний: пар произвольно (но ортогонально) поляризованных фотонов,поляризационно-частотных белловских состояний и, в частности, синглетного состояния,представляющего собой полностью неполяризованный свет.
В разделе 4.1 парыортогонально поляризованных фотонов синтезируются из пар одинаково поляризованныхфотонов. Исследован эффект антикорреляции для синтезированных состояний ипроведено сравнение формы антикорреляционного “провала” с формой огибающейкорреляционной функции первого порядка.
Эксперимент проводился как в режименепрерывной накачки (раздел 4.1.1), так и в режиме фемтосекундной импульсной накачки(раздел 4.1.2). В последнем случае дополнительный результат эксперимента состоит всинтезе в фемтосекундном режиме “бифотонов типа II”, для которых на выходе изприготовительной части установки отсутствует обычная задержка сигнального фотонаотносительно холостого и поэтому наблюдается двухфотонная интерференция с высокойвидностью. Раздел 4.2 посвящен эксперименту по синтезу поляризационно-частотныходнопучковых белловских состояний и исследованию их поляризационных свойств.Продемонстрировано наличие “скрытой поляризации” (поляризации в четвертом порядкепо полю) для трех из четырех белловских состояний.
Для четвертого состояния(синглетного) продемонстрировано отсутствие “скрытой поляризации”. В последнемразделе главы (раздел 4.3) теоретически показано, что двухфотонный свет в синглетномсостоянии должен обладать свойствами скалярного света: флуктуации трех параметровСтокса для него должны быть равны нулю.Часть III содержит одну главу (главу 5), в которой рассматривается ситуация,когда частота одного из двух коррелированных фотонов оказывается близкой к частотерешеточного резонанса.
Для случая не слишком сильной близости к резонансу (раздел 5.1)проводится учет поглощения при нелинейной интерференции. В подразделе 5.1.1полученообщеевыражениедляинтерференционнойформылинииСПРизпространственно-разделенных областей в случае произвольной геометрии эксперимента.В подразделе 5.1.2 проведен расчет для конкретного случая схемы Юнга; там же описанэксперимент по измерению поглощения в кристалле йодноватой кислоты по видностиинтерференции второго порядка в схеме Юнга. В разделе 5.2 рассматривается видугловых спектров СПР (РП) в существенно резонансном случае, когда велико не толькопоглощение, но и мнимая часть квадратичной восприимчивости.
Для этого случая вподразделе 5.2.1 предложен способ измерения комплексных восприимчивостей первого ивторого порядков, а также мнимой части кубичной восприимчивости, по угловымспектрам рассеяния (k-спектроскопия). В подразделе 5.2.2 этот способ применен дляэкспериментального исследования дисперсии восприимчивостей различных порядков вкристалле йодноватой кислоты в диапазоне 1000 - 1200 см-1, содержащем многофононныевозбуждения, а также фундаментальное колебание OH-группы. В разделе 5.3 крезонансным участкам спектров РП применяется метод частотных спектров (ωспектроскопия). Здесь проводится сравнение между данными этого метода, полученнымидля поляритона в кристалле йодата лития, и литературными данными, полученнымиметодом спектроскопии КАРС с пространственным и временным разрешением.
В том жеразделе методами ω-спектроскопии и k-спектроскопии поляритонов исследуются спектрыРП в кристалле ниобата лития. Обнаружено различие между дисперсионнымизависимостями, полученными по частотным и угловым спектрам.В Заключении сформулированы основные выводы работы.ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ1.
Проанализированы различные методы исследования бифотонных полей, сводящиеся кизмерению корреляционных функций первого и второго порядка.1.1. Показано, что для бифотонного поля существует принципиальное различиемежду корреляционными функциями первого и второго порядка. В частности,выполнен эксперимент, в котором за счет дисперсионного расплыванияменяется КФ второго порядка, в то время как КФ первого порядка остаетсянеизменной.1.2. Показано,чтоприрегистрацииэффектаантикорреляцииформаантикорреляционного “провала” совпадает с перевернутой и вдвое сжатойогибающей КФ первого порядка.2. Исследованы свойства бифотонного света при его генерации в поле накачки с конечнойшириной спектра.2.1. Зарегистрирована интерференция четвертого порядка по полю для бифотонов,генерируемых в различные моменты времени:а) в поле фемтосекундной импульсной накачки;б) в поле непрерывной накачки с несколькими продольными модами.2.2. Экспериментально исследован эффект антикорреляции для бифотонного поля,генерируемого при СПР типа II в поле фемтосекундной импульсной накачки.Показано, что при этом антикорреляционный “провал”, в соответствии ссуществующей теорией, имеет плоскую симметричную форму.3.
Исследованы поляризационные свойства бифотонных полей, генерируемых при СПР вколлинеарном режиме.3.1. Разработанонаглядноепредставлениепроизвольнополяризованныхбифотонов, принадлежащих одной пространственной и частотной моде(“одномодовых” бифотонов”). Получены простые выражения для параметровСтокса и степени поляризации.3.2. Полученооперациональноеусловиеортогональности“одномодовых”бифотонов, позволяющее экспериментально выделять бифотон из множестваему ортогональных.3.3.
Экспериментально“одномодовых”выполненыбифотонов,поляризационныепереводящиетрипреобразованияортогональныхбазисныхполяризационных состояния друг в друга. Предложена троичная кодировкаквантовой информации на основе “одномодовых” произвольно поляризованныхбифотонов.3.4. Экспериментально синтезированы и исследованы новые бифотонные состоянияс поляризационными свойствами бифотонов, генерируемых при СПР типа II испектральными свойствами бифотонов, генерируемых при СПР типа I.Эксперимент выполнен как в непрерывном, так и в фемтосекундномимпульсном режиме.3.5. Для бифотонного поля, принадлежащего одной пространственной и двумчастотнымприготовленымодамчетыре(“однопучковые”бифотоны)поляризационно-частотныхэкспериментальнобелловскихсостояния.Показано, что три состояния поляризованы в четвертом порядке по полю, аодно (синглетное) состояние неполяризовано во всех порядках по полю.4. Исследованы поля, генерируемые при СПР в случае слабого поглощения холостогоизлучения, а также при рассеянии на поляритонах (РП).4.1.
Получено соотношение для распределения интенсивности бифотонного поля,учитывающее влияние поглощения на интерференцию второго порядкабифотонных полей. Для случая схемы Юнга по видности интерференционнойкартины измерено поглощение в кристалле йодноватой кислоты вблизивалентного колебания OH-связи на частоте 2950 см-1.4.2. Теоретически и экспериментально исследована угловая форма линии рассеянияна поляритонах вблизи решеточных резонансов. Показано, что эта форма линииимеет интерференционный вид за счет конкуренции вкладов параметрическогои комбинационного процесса. Разработан метод измерения комплекснойдиэлектрической проницаемости, комплексной квадратичной восприимчивостии мнимой части кубичной восприимчивости по угловым спектрам (“kспектрам”).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
