Про обмін енергіею між полем та активним середовищем хвилеводу
DOI:
https://doi.org/10.26565/2312-4334-2019-3-06Ключові слова:
поглинання і випромінювання поля, дворівневе активне середовище, частота РабіАнотація
Робота на основі напівкласичного опису представляє результати вивчення процесів поглинання та генерації поля в формі стоячій хвилі в хвилеводі, що заповнений дворівневим активним середовищем. В умовах просторової неоднорідності інтенсивності поля виникає інтерференція осциляцій інверсії заселеності в різних локальних областях хвилеводу. Квазіперіодичні зміна інверсії заселеності визначається частотою Рабі, яка як відомо, пов'язана з ймовірністю індукованого випромінювання при позитивній інверсії заселеності, або індукованого поглинання при її негативному значенні. Так як зміна інверсії заселеності супроводжується поглинанням або випромінюванням квантів поля, це призводить до обміну енергією між полем та активним середовищем, що розміщено у хвилеводі. Показано, що затухання поля великої амплітуди в хвилеводі, що заповнений активним середовищем, є нелінійним. У розвиненому режимі цей процес носить характер обміну енергією між полем і активним середовищем. При цьому загасання хвилі змінюється її зростанням, подібно до того, як це відбувається у відомому випадку кінетичного загасання Ландау. Конкуренція процесів випромінювання і поглинання призводить до того, що характер осциляцій (нутацій) інверсії заселеності в різних точках простору хвилеводу виявляється різним. І в цьому випадку саме інтерференція несинхронних просторово локалізованих осциляцій інверсії заселеності в обсязі хвилеводу призводить до змін амплітуди поля. У роботі обговорюється також процес збудження поля в хвилеводі попередньо інвертованою дворівневим активним середовищем при обліку зовнішніх механізмів поглинання енергії коливань. Розгляд цих проблем важливий для розуміння процесів генерації індукованого випромінювання, яке як зазначив Ч. Таундс в великій мірі є випромінюванням когерентним.
Посилання
A.S. Davydov, Quantum mechanics, (Fizmatgiz, Moscow, 1963), pp. 748. (in Russian)
L. Allen and J. Eberly, Optical resonance and two-level atoms, (John Wiley and Sons, New York, London, Sydney, Toronto, 1975), pp. 222.
S.G. Zeiger, Yu.L. Klimontovich, P.S. Landa, E.G. Lariontsev and E.E. Fradkin, Wave and fluctuation processes in lasers, (Nauka, Moscow, 1974), pp. 415. (in Russian)
Landa P.S. Auto-oscillations in distributed systems, (Nauka, Moscow, 1983), pp. 320.
G. Haken, Synergetics, (Mir, Moscow, 1980), pp. 403. (in Russian)
V.V. Yanovskiy, Лекции о нелинейных явлениях. Том 1 [Lectures on nonlinear phenomena, Vol. 1], (Institute of Single Crystals, Kharkiv, 2006), pp. 456; V.V. Yanovskiy, Лекции о нелинейных явлениях. Том 2 [Lectures on nonlinear phenomena, Vol. 2], (Institute of Single Crystals, Kharkiv, 2007), pp. 448. (in Russian)
V.A. Buts, Problems of Atomic Science and Technology, 5(6), 146-148 (2012).
V.M. Vorobiev, V.M. Kuklin, Letters in ZhTF, 13(22), 1354-1360 (1987).
E.V. Belkin, A.V. Kirichok and A.S. Petrenko, Problems of Atomic Science and Technology, 4, 299-301 (2010).
V.M. Kuklin, Problems of atomic science and technology, Series “Plasma Electronics and New Methods of Acceleration”, 4(122), 91–95 (2019).
A.A. Andronov, Izvestiya Vuzov. Radiophysics, 4(5), 861–866 (1961). (in Russian)
Ch. Towns, UFN, 88(3), 461–483 (1966). (in Russian)
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
