Stáhnout prezentaci
Prezentace se nahrává, počkejte prosím
1
ZPOMALENÉ A ZASTAVENÉ SVĚTLO
Kalvová, FZÚ AV ČR, Praha a B. Velický, MFF UK a FZÚ AV ČR, Praha
2
A. Kalvová, FZÚ AV ČR, Praha a B. Velický, MFF UK a FZÚ AV ČR, Praha
... po pěti letech ZPOMALENÉ A ZASTAVENÉ SVĚTLO A. Kalvová, FZÚ AV ČR, Praha a B. Velický, MFF UK a FZÚ AV ČR, Praha
3
historicky první, ale naprosto typický výsledek experimentu
1999 historicky první, ale naprosto typický výsledek experimentu Plzeň CTS FZÚ AV ČR
4
1999 sodíková D-čára Plzeň CTS FZÚ AV ČR
5
1999 obálka pulsu na vstupu sodíková D-čára Plzeň CTS 2005 FZÚ AV ČR
Plzeň CTS FZÚ AV ČR
6
obálka pulsu na výstupu
1999 obálka pulsu na vstupu obálka pulsu na výstupu 7.05 s sodíková D-čára Plzeň CTS FZÚ AV ČR
7
obálka pulsu na výstupu
1999 obálka pulsu na vstupu obálka pulsu na výstupu sodíková D-čára Plzeň CTS FZÚ AV ČR
8
obálka pulsu na výstupu
1999 BEC ??? obálka pulsu na vstupu obálka pulsu na výstupu sodíková D-čára Plzeň CTS FZÚ AV ČR
9
Vývoj 1999 – 2004 atomová pára T 0 zpomalení 1999 2000 2001 2002 2003
Plzeň CTS FZÚ AV ČR
10
Vývoj 1999 – 2004 atomová pára T 0 zpomalení atomová pára T R.T.
2000 2001 2002 2003 2004 atomová pára T 0 zpomalení atomová pára T R.T. zpomalení Plzeň CTS FZÚ AV ČR
11
Vývoj 1999 – 2004 atomová pára T 0 zpomalení atomová pára T R.T.
2000 2001 2002 2003 2004 atomová pára T 0 zpomalení atomová pára T R.T. zpomalení zastavení zastavení Plzeň CTS FZÚ AV ČR
12
Vývoj 1999 – 2004 atomová pára T 0 zpomalení atomová pára T R.T.
2000 2001 2002 2003 2004 atomová pára T 0 zpomalení atomová pára T R.T. zpomalení zastavení zastavení krystal s def. T 5 K zpomalení & zastavení krystal s def. T R.T. zpomalení Plzeň CTS FZÚ AV ČR
13
nové principy (makro-skopické
Vývoj 1999 – 2004 1999 2000 2001 2002 2003 2004 atomová pára T 0 zpomalení atomová pára T R.T. zpomalení zastavení zastavení krystal s def. T 5 K zpomalení & zastavení krystal s def. T R.T. zpomalení nové principy (makro-skopické jevy) pomalé světlo a BEC A P L I K A C E ??? Plzeň CTS FZÚ AV ČR
14
nové principy (makro-skopické
Vývoj 1999 – 2004 1999 2000 2001 2002 2003 2004 atomová pára T 0 zpomalení "PLYN" TÉMĚŘ NEZÁVISLÝCH ATOMŮ V KOHERENTNÍ INTERAKCI SE SVĚTLEM atomová pára T R.T. zpomalení zastavení zastavení dnes nediskutujeme krystal s def. T 5 K zpomalení & zastavení krystal s def. T R.T. zpomalení nové principy (makro-skopické jevy) pomalé světlo a BEC A P L I K A C E ??? Plzeň CTS FZÚ AV ČR
15
Zpomalené a zastavené světlo v řídkých atomárních soustavách
... dnešní téma Makroskopický popis zpomalení i úplné zastavení světla ... malá grupová rychlost podmínka: vysoká disperse a malá absorpce kolem nosné frekvence pulsu Možnosti: na základě jevů kvantové koherence světla a hmotné soustavy Elektromagneticky Indukovaná Transparence -- EIT ... navrhováno dávno v teoretické kvantové optice – 1969 koherentní oscilace obsazení hladin ... teoreticky objeveno a zkoumáno od r. 1981 Realisace: počínajíc rokem 1999, stále v rozvoji DVA PILÍŘE v experimentální oblasti v teoretické oblasti laserová spektroskopie vysokého rozlišení kvantová optika volba, příprava a ovládání atomárních systémů atomová fysika Plzeň CTS FZÚ AV ČR
16
AKT I. ZPOMALENÉ SVĚTLO pohled makroskopické fysiky
pohled kvantové optiky pohled atomové fysiky a konkrétní experimenty
17
Pohled makroskopické fysiky
puls jako vlnové klubko v dispergujícím prostředí výrazy pro grupovou rychlost makroskopická elektrodynamika hmotných prostředí Maxwellovy rovnice, materiálový vztah, elmg. vlny komplexní index lomu, Kramers-Kronigovy relace podmínky pro zpomalení a zastavení světla
18
Šíření vlnových pulsů v dispergujícím prostředí
rovinná monochromatická vlna fázová rychlost vlny o frekvenci index lomu (Moivre ). f á z e Plzeň CTS FZÚ AV ČR
19
Šíření vlnových pulsů v dispergujícím prostředí
rovinná monochromatická vlna fázová rychlost vlny o frekvenci index lomu (Moivre ). bezdispersní prostředí f á z e Plzeň CTS FZÚ AV ČR
20
Šíření vlnových pulsů v dispergujícím prostředí II.
puls o nosné frekvenci vlnové klubko lineární superposice rovinných vln fáze do lineární aproximace podle grupový index lomu Plzeň CTS FZÚ AV ČR
21
Šíření vlnových pulsů v dispergujícím prostředí II.
puls o nosné frekvenci vlnové klubko nosná vlna obálka pulsu fázová rychlost grupová rychlost index lomu grupový index lomu n 4 ?????? Plzeň CTS FZÚ AV ČR
22
Šíření vlnových pulsů v dispergujícím prostředí II.
puls o nosné frekvenci vlnové klubko nosná vlna obálka pulsu fázová rychlost grupová rychlost index lomu grupový index lomu n 4 ?????? rozhodující je disperse indexu lomu Plzeň CTS FZÚ AV ČR
23
Šíření vlnových pulsů v dispergujícím prostředí III.
v bezdispersním prostředí se fáze a obálka pulsu pohybují společně, vf = vg v dispersivním prostředí fáze předbíhá obálku pulsu nízké frekvence -- vysoké, vf > vg čas t čas t souřadnice x souřadnice x Plzeň CTS FZÚ AV ČR
24
Elektrodynamika hmotných (spojitých) prostředí
Výchozí otázka: fysikální původ indexu lomu ½ odpovědi – Maxwellovy rovnice (neomezená homogenní isotropní látka) odpovědi – materiálový vztah uzavírá soustavu rovnic pro pole lokální, lineární, kausální funkce odezvy (paměťová funkce)↑ -- mikroskopický výpočet nutný Plzeň CTS FZÚ AV ČR
25
Elektrodynamika hmotných (spojitých) prostředí
Výchozí otázka: fysikální původ indexu lomu ½ odpovědi – Maxwellovy rovnice (neomezená homogenní isotropní látka) odpovědi – materiálový vztah uzavírá soustavu rovnic pro pole lokální, lineární, kausální funkce odezvy (paměťová funkce)↑ -- mikroskopický výpočet nutný dynamické rovnice okrajové podmínky Plzeň CTS FZÚ AV ČR
26
Elektrodynamika hmotných (spojitých) prostředí
Výchozí otázka: fysikální původ indexu lomu ½ odpovědi – Maxwellovy rovnice (neomezená homogenní isotropní látka) odpovědi – materiálový vztah uzavírá soustavu rovnic pro pole lokální, lineární, kausální funkce odezvy (paměťová funkce)↑ -- mikroskopický výpočet nutný dynamické rovnice posunutí vakua polní komponenta okrajové podmínky induk. polarisace hmotná komponenta Plzeň CTS FZÚ AV ČR
27
Elektrodynamika hmotných (spojitých) prostředí
Výchozí otázka: fysikální původ indexu lomu ½ odpovědi – Maxwellovy rovnice (neomezená homogenní isotropní látka) odpovědi – materiálový vztah uzavírá soustavu rovnic pro pole lokální, lineární, kausální funkce odezvy (paměťová funkce)↑ -- mikroskopický výpočet nutný dynamické rovnice posunutí vakua polní komponenta okrajové podmínky induk. polarisace hmotná komponenta Plzeň CTS FZÚ AV ČR
28
Elektrodynamika hmotných (spojitých) prostředí
Výchozí otázka: fysikální původ indexu lomu ½ odpovědi – Maxwellovy rovnice (neomezená homogenní isotropní látka) odpovědi – materiálový vztah uzavírá soustavu rovnic pro pole lokální, lineární, kausální funkce odezvy (paměťová funkce)↑ -- mikroskopický výpočet nutný dynamické rovnice posunutí vakua polní komponenta okrajové podmínky induk. polarisace hmotná komponenta t Plzeň CTS FZÚ AV ČR
29
Elektrodynamika hmotných (spojitých) prostředí
Výchozí otázka: fysikální původ indexu lomu ½ odpovědi – Maxwellovy rovnice (neomezená homogenní isotropní látka) odpovědi – materiálový vztah uzavírá soustavu rovnic pro pole lokální, lineární, kausální funkce odezvy (paměťová funkce)↑ dynamické rovnice posunutí vakua polní komponenta okrajové podmínky induk. polarisace hmotná komponenta Plzeň CTS FZÚ AV ČR
30
Elektrodynamika hmotných (spojitých) prostředí
Výchozí otázka: fysikální původ indexu lomu ½ odpovědi – Maxwellovy rovnice (neomezená homogenní isotropní látka) odpovědi – materiálový vztah uzavírá soustavu rovnic pro pole lokální, lineární, kausální funkce odezvy (paměťová funkce)↑ -- mikroskopický výpočet dynamické rovnice posunutí vakua polní komponenta okrajové podmínky induk. polarisace hmotná komponenta Plzeň CTS FZÚ AV ČR
31
Elektrodynamika hmotných (spojitých) prostředí
Výchozí otázka: fysikální původ indexu lomu ½ odpovědi – Maxwellovy rovnice (neomezená homogenní isotropní látka) odpovědi – materiálový vztah uzavírá soustavu rovnic pro pole lokální, lineární, kausální funkce odezvy (paměťová funkce)↑ -- mikroskopický výpočet dynamické rovnice posunutí vakua polní komponenta okrajové podmínky induk. polarisace hmotná komponenta FYSIKA Plzeň CTS FZÚ AV ČR
32
Materiálový vztah a komplexní index lomu N
dosadíme zkusmo rovinnou vlnu, Vektor polarisace P je pak rovněž tvaru rovinné vlny, komplexní susceptibilita Fourierova transformace funkce odezvy Maxw. r. podmínka řešitelnosti komplexní index lomu Plzeň CTS FZÚ AV ČR
33
Materiálový vztah a komplexní index lomu N
dosadíme zkusmo rovinnou vlnu, Vektor polarisace P je pak rovněž tvaru rovinné vlny, komplexní susceptibilita Fourierova transformace funkce odezvy Maxw. r. podmínka řešitelnosti komplexní index lomu komplexní permitivita Plzeň CTS FZÚ AV ČR
34
Materiálový vztah a komplexní index lomu N
dosadíme zkusmo rovinnou vlnu, Vektor polarisace P je pak rovněž tvaru rovinné vlny, komplexní susceptibilita Fourierova transformace funkce odezvy Maxw. r. podmínka řešitelnosti komplexní index lomu komplexní permitivita Maxwellův vztah Plzeň CTS FZÚ AV ČR
35
Kramers-Kronigova relace
(útlum/absorpce vlny) komplexní index lomu = index lomu + iextinkční koeficient Kramers-Kronigova relace: refrakce a absorpce nejsou nezávislé K-K relace je integrální transformace dvě reálná funkce jedna Plzeň CTS FZÚ AV ČR
36
Kramers-Kronigova relace
(útlum/absorpce vlny) komplexní index lomu = index lomu + iextinkční koeficient Kramers-Kronigova relace: refrakce a absorpce nejsou nezávislé K-K relace je integrální transformace „Bez absorpce není disperse“ Plzeň CTS FZÚ AV ČR
37
Kramers-Kronigova relace a lokální struktura n a k
(útlum/absorpce vlny) komplexní index lomu = index lomu + iextinkční koeficient Kramers-Kronigova relace: refrakce a absorpce nejsou nezávislé K-K relace je integrální transformace „Bez absorpce není disperse“ ale jádro integrálu je silně singulární pro = Plzeň CTS FZÚ AV ČR
38
Kramers-Kronigova relace a lokální struktura n a k
(útlum/absorpce vlny) komplexní index lomu = index lomu + iextinkční koeficient Kramers-Kronigova relace: refrakce a absorpce nejsou nezávislé K-K relace je integrální transformace „Bez absorpce není disperse“ ale jádro integrálu je silně singulární pro = lokální vztahy k() maximum minimum vzestup pokles n() pokles vzestup maximum minimum Plzeň CTS FZÚ AV ČR
39
K-K relace a lokální struktura n a k : výchozí model
Dvě Lorentzovy linie Výchozí model: = 5, p = .9 , = 0,5 Plzeň CTS FZÚ AV ČR
40
K-K relace a lokální struktura n a k : výchozí model
Dvě Lorentzovy linie + Výchozí model: = 5, p = .9 , = 0,5 modrá – homogenně rozšířená absorpční linie disperse – střídá se normální | anomální | normální Plzeň CTS FZÚ AV ČR
41
K-K relace a lokální struktura n a k : výchozí model
Dvě Lorentzovy linie + - Výchozí model: = 5, p = .9 , = 0,5 modrá – homogenně rozšířená absorpční linie disperse – střídá se normální | anomální | normální červená – úzká "anti-absorpce" ... okno průhlednosti disperse – strmý téměř lineární nárůst indexu lomu Plzeň CTS FZÚ AV ČR
42
K-K relace a lokální struktura n a k : výchozí model
Dvě Lorentzovy linie + - Výchozí model: = 5, p = .9 , = 0,5 modrá – homogenně rozšířená absorpční linie disperse – střídá se normální | anomální | normální červená – úzká "anti-absorpce" ... okno průhlednosti disperse – strmý téměř lineární nárůst indexu lomu lokální vztahy mezi n a k Plzeň CTS FZÚ AV ČR
43
K-K relace a lokální struktura n a k : výchozí model
Dvě Lorentzovy linie + - Výchozí model: = 5, p = .9 , = 0,5 modrá – homogenně rozšířená absorpční linie disperse – střídá se normální | anomální | normální červená – úzká "anti-absorpce" ... okno průhlednosti disperse – strmý téměř lineární nárůst indexu lomu lokální vztahy mezi n a k puls - naladěný na okno - spektrálně úzký ( dostatečně dlouhý) ... zpomalený netlumený Plzeň CTS FZÚ AV ČR
44
K-K relace a lokální struktura n a k : výchozí model
Dvě Lorentzovy linie + - Výchozí model: = 5, p = .9 , = 0,5 modrá – homogenně rozšířená absorpční linie disperse – střídá se normální | anomální | normální červená – úzká "anti-absorpce" ... okno průhlednosti disperse – strmý téměř lineární nárůst indexu lomu lokální vztahy mezi n a k puls - naladěný na okno - spektrálně úzký ( dostatečně dlouhý) ... zpomalený netlumený kde hledat ??? aktivní prostředí buzené pomocným laserem Plzeň CTS FZÚ AV ČR
45
K-K relace a lokální struktura n a k : výchozí model
Dvě Lorentzovy linie + - Výchozí model: = 5, p = .9 , = 0,5 HLUBŠÍ VÝZNAM koherentní procesy v aktivním (otevřeném) prostředí modrá – homogenně rozšířená absorpční linie disperse – střídá se normální | anomální | normální červená – úzká "anti-absorpce" ... okno průhlednosti disperse – strmý téměř lineární nárůst indexu lomu lokální vztahy mezi n a k puls - naladěný na okno - spektrálně úzký ( dostatečně dlouhý) ... zpomalený netlumený kde hledat ??? aktivní prostředí buzené pomocným laserem Plzeň CTS FZÚ AV ČR
46
K-K relace a lokální struktura n a k : výchozí model
Dvě Lorentzovy linie + - Výchozí model: = 5, p = .9 , = 0,5 HLUBŠÍ VÝZNAM koherentní procesy v aktivním (otevřeném) prostředí modrá – homogenně rozšířená absorpční linie disperse – střídá se normální | anomální | normální červená – úzká "anti-absorpce" ... okno průhlednosti disperse – strmý téměř lineární nárůst indexu lomu lokální vztahy mezi n a k puls - naladěný na okno - spektrálně úzký ( dostatečně dlouhý) ... zpomalený netlumený kde hledat ??? aktivní prostředí buzené pomocným laserem Plzeň CTS FZÚ AV ČR
47
Pohled kvantové optiky
zředěný oblak dvouhladinových "atomů" atomová polarisovatelnost, komplexní index lomu zředěný oblak tříhladinových "atomů" (-systém) kvantové provázání hladin, temné stavy, EIT a dál výsledný komplexní index lomu reálné podmínky pro zpomalení a zastavení světla
48
Optická odezva dvouhladinového atomu
P Plzeň CTS FZÚ AV ČR
49
Optická odezva dvouhladinového atomu
P základní stav (obsazený) excitovaný stav (prázdný, konečná doba života) Plzeň CTS FZÚ AV ČR
50
Optická odezva dvouhladinového atomu
P rozladění resonanční frekvence P ... "probe", měřicí sonda proměnná frekvence P- laseru základní stav (obsazený) excitovaný stav (prázdný, konečná doba života) Plzeň CTS FZÚ AV ČR
51
Optická odezva dvouhladinového atomu
kvantová Lorentzova resonance atomová susceptibilita: P rozladění resonanční frekvence P ... "probe", měřicí sonda proměnná frekvence P- laseru oscilátorová mohutnost šířka optické linie základní stav (obsazený) excitovaný stav (prázdný, konečná doba života) Bohrova resonanční podmínka Plzeň CTS FZÚ AV ČR
52
Optická odezva tříhladinového atomu: EIT
- systém atomových hladin 1 ... základní obsazený stav 2 ... nižší ze dvou excitovaných stavů prázdný, přechod 1 2 zakázaný 3 ... vyšší excit. stav, konečná šířka přechody 1 3, 2 3 dovolené naladěná frekvence Probe laseru naladěná frekvence Coupling laseru Velmi produktivní systém v kvantové optice Zde jen EIT Elektromagneticky Indukovaná Transparence C P P C Plzeň CTS FZÚ AV ČR
53
Optická odezva tříhladinového atomu: EIT
Elektromagneticky Indukovaná Transparence C-laser naladěný přesně na intensivní Rabiho frekvence kvantové provázání prázdných stavů 2,3 P-laser naladěný přesně na nevybudí optické přechody 1 3. temné stavy EIT ... P svazek prochází 3. Při rozladění pravděpodobnost přechodu strmě roste úzké okno průzračnosti velká positivní disperse indexu lomu C P C P = - P 0 Plzeň CTS FZÚ AV ČR
54
Optická odezva tříhladinového atomu: EIT
Elektromagneticky Indukovaná Transparence atomová susceptibilita (lineární) pro P svazek v přítomnosti C svazku C P = - P Plzeň CTS FZÚ AV ČR
55
Optická odezva tříhladinového atomu: EIT
Elektromagneticky Indukovaná Transparence atomová susceptibilita (lineární) pro P svazek v přítomnosti C svazku C P = - P návrat k dvouhladině Plzeň CTS FZÚ AV ČR
56
Optická odezva tříhladinového atomu: EIT
Elektromagneticky Indukovaná Transparence atomová susceptibilita (lineární) pro P svazek v přítomnosti C svazku C P = - P Plzeň CTS FZÚ AV ČR
57
Optické konstanty prostředí při EIT
zředěný plyn ... malá hustota částic relativní permitivita podmínka komplexní index lomu C laser odpojen ("dvouhladina") C laser zapojen EIT grupová rychlost Plzeň CTS FZÚ AV ČR
58
Optické konstanty prostředí při EIT
zředěný plyn ... malá hustota částic relativní permitivita podmínka komplexní index lomu C laser odpojen ("dvouhladina") C laser zapojen EIT grupová rychlost Plzeň CTS FZÚ AV ČR
59
Pohled atomové fysiky a experimenty
páry atomů alkalických kovů za nízkých teplot výběr -systému pro grupovou rychlost páry atomů alkalických kovů za pokojových teplot potlačení Dopplerova jevu ionty vzácných zemin využití jevu "spectral hole burning" ionty přechodových kovů (chrom v rubínu) koherentní oscilace obsazení hladin
60
EIT – objev a první pokusy
teoretická práce – S.E. Harris 1969 experiment – S.E. Harris 1991 poprvé v parách alk. kovu shoda s teorií snížení absorpce 200 milion krát Plzeň CTS FZÚ AV ČR
61
čtyři výchozí práce Plzeň CTS FZÚ AV ČR
62
Pomalé světlo ve studených parách sodíku
Plzeň CTS FZÚ AV ČR
63
Pomalé světlo v horkých parách rubidia
Fysikální problém: tepelný pohyb atomů Dopplerův jev Posun frekvencí při nízkých teplotách tento problém nevzniká Plzeň CTS FZÚ AV ČR
64
Pomalé světlo v horkých parách rubidia
Fysikální problém: tepelný pohyb atomů Dopplerův jev Posun frekvencí při nízkých teplotách tento problém nevzniká nehomogenní rozšíření spektrálních čar Plzeň CTS FZÚ AV ČR
65
Pomalé světlo v horkých parách rubidia
Fysikální problém: tepelný pohyb atomů Dopplerův jev Posun frekvencí řešení Dopplerův posuv stejný pro oba svazky při společném působení se posuvy kompensují Plzeň CTS FZÚ AV ČR
66
Zpomalené světlo v krystalech Pr:YSO
hyperjemná rozštěpení řádu MHz při optických frekvencích řádu 1015 Hz problém: nehomogenní šířka řádu GHz Plzeň CTS FZÚ AV ČR
67
Zpomalené světlo v krystalech Pr:YSO
hyperjemná rozštěpení řádu MHz při optických frekvencích řádu 1015 Hz problém: nehomogenní šířka řádu GHz Plzeň CTS FZÚ AV ČR
68
Zpomalené světlo v krystalech Pr:YSO
SPECTRAL HOLE BURNING Plzeň CTS FZÚ AV ČR
69
Zpomalené světlo v krystalech Pr:YSO
Vytvoření EIT v Pr:YSO technikou vypálení spektrální díry vzniká (nekoherentní) okno v široké čáře excitací ("repump") v něm vytvořena úzká distribuce ("antidíra") ta je vlastně triplet homog. rozšíř. čar na prostřední je naladěn C laser, vzniká EIT Plzeň CTS FZÚ AV ČR
70
Zpomalené světlo v krystalech Pr:YSO
Vytvoření EIT v Pr:YSO technikou vypálení spektrální díry vzniká (nekoherentní) okno v široké čáře excitací ("repump") v něm vytvořena úzká distribuce ("antidíra") ta je vlastně triplet homog. rozšíř. čar na prostřední je naladěn C laser, vzniká EIT Plzeň CTS FZÚ AV ČR
71
Zpomalené světlo v krystalech Pr:YSO
Vytvoření EIT v Pr:YSO technikou vypálení spektrální díry vzniká (nekoherentní) okno v široké čáře excitací ("repump") v něm vytvořena úzká distribuce ("antidíra") ta je vlastně triplet homog. rozšíř. čar na prostřední je naladěn C laser, vzniká EIT Plzeň CTS FZÚ AV ČR
72
Zpomalené světlo v krystalech Pr:YSO
výsledky srovnatelné se zředěnými atomovými parami Plzeň CTS FZÚ AV ČR
73
Zpomalené světlo v rubínu
rubín – Cr:Al2O3 při pokojové teplotě koherentní oscilace obsazení jednoduché zařízení Plzeň CTS FZÚ AV ČR
74
Zpomalené světlo v rubínu
výsledky srovnatelné se zředěnými atomovými parami jsou však dosud ve vývoji Plzeň CTS FZÚ AV ČR
75
AKT II. ZASTAVENÉ SVĚTLO
76
Jak se dá zastavit světlo ???
Tyto úvahy navázaly na zpomalení světla, byly však mnohem hlubší Zpomalený puls se prostorově smrští v poměru Příklad: puls trvá dobu je dlouhý ve vakuu při 30 m/s měří jen 2 s m m Může se celý vejít do EIT aktivního prostředí a dlouho tam pobýt Během této doby je možno jeho rychlost řídit regulací výkonu C-laseru, dá se i "zastavit" Otázka: je možná jeho rekuperace a opětné rozběhnutí? To by dávalo možnost nejenom zpožďování, ale i ukládání světelného pulsu do paměti Od statického k dynamickému EIT Plzeň CTS FZÚ AV ČR
77
Jak se dá zastavit světlo ???
disperse extinkce frekvence intensita C-laseru Plzeň CTS FZÚ AV ČR
78
Jak se dá zastavit světlo ???
disperse extinkce frekvence intensita C-laseru Plzeň CTS FZÚ AV ČR
79
Jak se dá zastavit světlo ???
disperse extinkce frekvence intensita C-laseru # necháme puls celý vstoupit do látky # vypínáním C-laseru snižujeme grupovou rychlost až k nule # co se však stane po opětovném zapnutí ??? Plzeň CTS FZÚ AV ČR
80
2001 Harvard opět první Plzeň CTS FZÚ AV ČR
81
Zastavené světlo v chladných parách sodíku
Plzeň CTS FZÚ AV ČR
82
Zastavené světlo v chladných parách sodíku
C laser IN OUT Plzeň CTS FZÚ AV ČR
83
tři publikované práce Plzeň CTS FZÚ AV ČR
84
tři publikované práce Plzeň CTS FZÚ AV ČR
85
Zastavené světlo v horkých parách rubidia
Plzeň CTS FZÚ AV ČR
86
Zastavené světlo v horkých parách rubidia
INTERFERMETRICKY PROKÁZANÁ KOHERENCE Plzeň CTS FZÚ AV ČR
87
Zastavené světlo v krystalech Pr:YSO
Plzeň CTS FZÚ AV ČR
88
Jak se dá zastavit a opět vypustit světlo ???
Připomenutí: v hmotném prostředí se světlo pojí s polarisací, výsledné je spojení obou EIT Možné stavy atomů |1 + P - světlo |2 - hmotná excitace (stav |3 je virtuální a prostřednictvím C - fotonu oba koherentně propojí) Plzeň CTS FZÚ AV ČR
89
Jak se dá zastavit a opět vypustit světlo ???
Připomenutí: v hmotném prostředí se světlo pojí s polarisací, výsledné je spojení obou EIT Možné stavy atomů |1 + P - světlo |2 - hmotná excitace (stav |3 je virtuální a prostřednictvím C - fotonu oba koherentně propojí) RAMAN Plzeň CTS FZÚ AV ČR
90
Jak se dá zastavit a opět vypustit světlo ???
Připomenutí: v hmotném prostředí se světlo pojí s polarisací, výsledné je spojení obou EIT Možné stavy atomů |1 + P - světlo |2 - hmotná excitace (stav |3 je virtuální a prostřednictvím C - fotonu oba koherentně propojí) P – světlo propojí koherentně všechny excit. |2 atomy ... TEMNÝ POLARITON |2 1| ... "spin", spinová koherence jako kolektivní excitace v adiabatickém (pomalém) režimu P – světlo spinová koherence RAMAN Plzeň CTS FZÚ AV ČR
91
Jak se dá zastavit a opět vypustit světlo ???
Výsledek teorie Při vypínání C laseru zároveň grupová rychlost klesá k nule hmotná excitace tvoří 100% temného polaritonu Zastavena je tedy koherentní excitace atomového podsystému. Po opětném uvolnění se koherentně a vratně promění zpět na světlo Plzeň CTS FZÚ AV ČR
92
AKT III. BEC A ZPOMALENÉ SVĚTLO
93
Přímé pozorování zpomaleného a zastaveného pulsu
zobrazení pomocí CCD2 zobrazení všech atomů |1 základní stav BEC: 2D Gaussovka selektivní zobrazení atomů ve stavu |2 ... "spinová koherence" puls venku dlouhý cca 2 km vtéká ... hustota oblaku roste po 5 s je celý uvnitř, stlačený na 25 m a zastaven srpkovitý tvar: na krajích je hustota BEC menší, grupová rychlost tedy větší č a s ... HAU Plzeň CTS FZÚ AV ČR
94
Atomový laser ... HAU 4.2 cm/s 45° Plzeň CTS FZÚ AV ČR
95
Atomový laser ... HAU 4.2 cm/s 45° kondensát |2 -atomů
tvarová změna ... interference Plzeň CTS FZÚ AV ČR
96
Atomový laser ... HAU RAMAN P 4.2 cm/s |1 |3 45° C |3 |2
kondensát |2 -atomů tvarová změna ... interference Plzeň CTS FZÚ AV ČR
97
ZÁVĚR: KAŽDÝ SI UDĚLEJ SÁM
Podobné prezentace
© 2024 SlidePlayer.cz Inc.
All rights reserved.