Оптический распад - Optical decay

Оптический распад представляет собой процесс релаксации возбуждения возбужденной квантовой системы, обычно за счет спонтанное излучение из фотон или фонон.Оптический распад является доминирующим механизмом тушения возбуждения активных оптических сред. В твердотельные лазеры оптический распад ограничивает накопление энергии в активной среде.

Также термин оптический распад используется для эффекта быстрого уменьшения светимости астрофизических объектов[1]

Феноменология оптического распада

В первом приближении оптический затухание можно рассматривать как просто спонтанное излучение, а его скорость определяется Коэффициенты Эйнштейна.Для большинства лазерных систем влияние декогеренция определить спектральную ширину излучаемых фотонов, и нет причин подробно рассматривать эволюцию изолированных квантово-механических систем, которые демонстрируют оптический распад.

Форма спектральной линии при оптическом распаде идеализированного атома

«Изолированная» квантовая система (атом, ион, молекула или даже квантовая точка) может иметь метастабильные состояния, слабо связанные с внешним миром (следует учитывать некоторую куликенду; в противном случае оптический распад отсутствует). В идеализированном случае эволюция системы нарушается только взаимодействием с континуумом мод электромагнитного поля. Тогда спектральная ширина излучаемых фотонов определяется скоростью релаксации. Для узких спектральных линий распад почти экспоненциальный; тогда профиль спектральной линии определяется преобразование Фурье из экспоненциальный спад квантовой амплитуды вероятности того, что система все еще возбуждена; этот профиль лоренцианский.[2][3]

Деформированный вакуум

На скорость распада может влиять искажение однородной плотности состояний фотонов, например, из-за внешнего резонатора [4]или нановолокно, расположенное вблизи атома[5] или просто поместив систему рядом с диэлектрической или металлической границей.

Рекомендации

  1. ^ http://edoc.mpg.de/199219 Дои:10.1051/0004-6361.20034409
  2. ^ В. Вайскопф, Э. Вигнер. Berechnung der naturlichen Lichtteorie, Ztschr. Phys. 63, 54-73 (1930)
  3. ^ Элементарный процесс распада.http://en.wikisource.org/wiki/Elementary_Decay_Process_%28Kouznetsov%29#Schroedinger_equation_and_single-photon_states
  4. ^ Х. Роде, Дж. Эшнер, Ф. Шмидт-Калер, Р. Блатт Оптический распад из резонатора Фабри-Перо быстрее, чем время затухания.JOSA B, http://josab.osa.org/abstract.cfm?id=69013
  5. ^ Наяк К.П., Мелентьев П.Н., Моринага М., Киен Ф.Л., Балыкин В.И., Хакута К. (2007). «Оптическое нановолокно как эффективный инструмент для манипуляции и исследования атомной флуоресценции». Оптика Экспресс. 15 (9): 5431–5438. Bibcode:2007OExpr..15.5431N. Дои:10.1364 / OE.15.005431. PMID  19532797.