COHERENT PROPAGATION OF HALF-CYCLE LIGHT PULSE IN A THREE-LEVEL MEDIUM

Capa

Citar

Texto integral

Resumo

Based on the numerical solution of Maxwell-Bloch equations, we study the dynamics of coherent propagation of unipolar, half-cycle, attosecond light pulse in a three-level resonantly absorbing medium. A comparison with the propagation of such pulse in a two-level medium is performed. It is shown that the pulse, which behaves like a 4π-pulse in a two-level medium, in a three-level medium behaves like a 6π-pulse and splits into three sub-pulses propagating at different velocities in the medium. The investigated phenomenon allows for a more detailed understanding of the still insufficiently studied dynamics of coherent propagation of half-cycle pulses in a resonant medium.

Sobre autores

R. Arkhipov

Saint Petersburg State University; Ioffe Institute of the Russian Academy of Sciences

Email: arkhipovrostislav@gmail.com
Rússia, 199034, Saint Petersburg; 194021, Saint Petersburg

A. Pakhomov

Saint Petersburg State University

Email: arkhipovrostislav@gmail.com
Rússia, 199034, Saint Petersburg

M. Arkhipov

Saint Petersburg State University; Ioffe Institute of the Russian Academy of Sciences

Email: arkhipovrostislav@gmail.com
Rússia, 199034, Saint Petersburg; 194021, Saint Petersburg

N. Rozanov

Saint Petersburg State University; Ioffe Institute of the Russian Academy of Sciences

Autor responsável pela correspondência
Email: arkhipovrostislav@gmail.com
Rússia, 199034, Saint Petersburg; 194021, Saint Petersburg

Bibliografia

  1. Дж. Джексон, Классическая электродинамика, Мир, Москва (1965) [J.D. Jackson, Classical Electrodynamics, Wiley, Hoboken, New York (1997)].
  2. Е. Г. Бессонов, ЖЭТФ 80, 852 (1981) [E.G. Bessonov, Sov.Phys. JETP 53, 433 (1981)].
  3. Н.Н. Розанов, Опт. и спектр. 107, 761 (2009) [N.N.Rosanov, Opt. Spectr. 107, 721 (2009)].
  4. Р.М. Архипов, М. В. Архипов, Н.Н. Розанов, КЭ 50, 801 (2020) [R.M. Arkhipov, M.V. Arkhipov, and N.N. Rosanov, Quant.Electron. 50, 801 (2020)].
  5. Н.Н. Розанов, УФН 193, 1127 (2023) [N.N.Rosanov, Phys.Usp. 66, 1059 (2023)].
  6. Н.Н. Розанов, Р.М. Архипов,М. В. Архипов, УФН 188, 1347 (2018) [N.N. Romanov, R.M. Arkhipov, and M.V. Arkhipov, Phys.Usp. 61, 1227 (2018)].
  7. W. Pauli, Handbuch der Physik, Springer (1933).
  8. А.Б. Мигдал, ЖЭТФ 9, 1163 (1939).
  9. L. Schiff, Quantum Mechanics, McGraw-Hill (1968).
  10. А.М. Дыхне, Г.Л.Юдин, УФН 125, 377 (1978) [A.M. Dykhne and G. L. Yudin, Sov.Phys.Usp. 21, 549 (1978)].
  11. D. Dimitrovski, E.A. Solov’ev, and J. S. Briggs, Phys.Rev.A 72, 043411 (2005).
  12. S. Moskalenko, Z.-G. Zhu, and J. Berakdar, Phys.Rep. 672, 1 (2017).
  13. N. Rosanov, D. Tumakov, M. Arkhipov, and R. Arkhipov, Phys.Rev.A 104, 063101 (2021).
  14. Pakhomov, N. Rosanov, M. Arkhipov, and R. Arkhipov, JOSA B 41, 46 (2024).
  15. В.Л. Гинзбург, С.И. Сыроватский, УФН 87, 65 (1965) [V. L. Ginzburg and S. I. Syrovatskii, Sov. Phys.Usp. 8, 674 (1966)].
  16. M.T.Hassan, T.T. Luu, A.Moulet, O.Raskazovskaya, P. Zhokhov, M. Garg, N. Karpowicz, A.M. Zheltikov, V. Pervak, F. Krausz, and E. Goulielmakis, Nature 530, 66 (2016).
  17. H.-C. Wu and J. Meyer-ter Vehn, Nature Photon. 6, 304 (2012).
  18. J. Xu, B. Shen, X. Zhang, Y. Shi, L. Ji, L. Zhang, T. Xu, W. Wang, X. Zhao, and Z. Xu, Sci.Rep. 8, 2669 (2018).
  19. I.E. Ilyakov, B.V. Shishkin, E.S.Efimenko, S.B.Bodrov, and M. I. Bakunov, Opt.Express 30, 14978 (2022).
  20. S. Wei, Y. Wang, X. Yan, and B. Eliasson, Phys. Rev.E 106, 025203 (2022).
  21. Q. Xin, Y. Wang, X. Yan, and B. Eliasson, Phys. Rev.E 107, 035201 (2023).
  22. A.V. Bogatskaya, E.A. Volkova, and A.M. Popov, Phys.Rev.E 104, 025202 (2021).
  23. M.Arkhipov, A.Pakhomov, R.Arkhipov, and N.Rosanov, Opt. Lett. 47, 4637 (2023).
  24. Н. Н. Розанов, М. В. Архипов, Р. М. Архипов, А. В. Пахомов, Коллективная монография .Терагерцовая фотоника., под ред. В.Я. Панченко, А.П.Шкуринова, Российская академия наук, Москва (2023), с. 360.
  25. X. Song, W. Yang, Z. Zeng, R. Li, and Z. Xu, Phys. Rev.A 82, 053821 (2010).
  26. S. Hughes, Phys.Rev. Lett. 81, 3363 (1998).
  27. V.P. Kalosha and J. Herrmann, Phys.Rev. Lett. 83, 544 (1999).
  28. A.V. Tarasishin, S.A. Magnitskii, V.A. Shuvaev, and A.M. Zheltikov, Opt.Express 8, 452 (2001).
  29. V.P. Kalosha and J. Herrmann, Phys.Rev. Lett. 83, 544 (1999).
  30. D.V. Novitsky, Phys.Rev.A 84, 013817 (2011).
  31. D.V. Novitsky, Phys.Rev.A 85, 043813 (2012).
  32. D.V. Novitsky, J.Phys.B: Atom.Mol.Opt.Phys. 47, 095401 (2014).
  33. D.V. Novitsky, Opt.Commun. 358, 202 (2016).
  34. J. Cheng and J. Zhou, Phys.Rev.A 67, 041404 (2003).
  35. А.Ю. Пархоменко, С.В. Сазонов, Письма в ЖЭТФ 67, 887 (1998) [A.Y. Parkhomenko and S.V. Sazonov, JETP Lett. 67, 934 (1998)].
  36. С. В. Сазонов, А. Ф. Соболевский,ЖЭТФ 123, 919 (2003) [S.V. Sazonov and A. F. Sobolevskii, JETP 96, 807 (2003)].
  37. O.D. Mucke, T. Tritschler, M. Wegener, and U. Morgner, Phys.Rev. Lett. 87, 057401 (2001).
  38. Pakhomov, N. Rosanov, M. Arkhipov, and R. Arkhipov, JOSA B 41, 46 (2024).
  39. R.K. Bullough and F. Ahmad, Phys.Rev. Lett. 27, 330 (1971).
  40. Н.В. Высотина, Н.Н. Розанов, В.Е. Семенов, Письма в ЖЭТФ 83, 337 (2006) [N.V. Vysotina, N.N. Rozanov, and V.E. Semenov, JETP Lett. 83, 279 (2006)].
  41. А.Ю. Пархоменко, С. В. Сазонов, ЖЭТФ 114, 1595 (1998) [A.Y. Parkhomenko and S.V. Sazonov, JETP 87, 864 (1998)].
  42. А.И. Маймистов, КЭ 30, 287 (2000) [A. I.Maimistov, Quant.Electron. 30, 287 (2000)].
  43. А.И. Маймистов, КЭ 40, 756 (2010) [A. I.Maimistov, Quant.Electron. 40, 756 (2010)].
  44. D.U. Mihalache, Roman.Rep.Phys. 69, 403 (2017).
  45. С. В. Сазонов, Опт. и спектр. 130, 1846 (2022) [S.V. Sazonov, Opt. Spectr. 130, 1573 (2022)].
  46. Э. М. Беленов, П. Г. Крюков, А. В. Назаркин, А. Н. Ораевский, А. В. Усков, Письма в ЖЭТФ 47, 442 (1988) [E. M. Belenov, P. G. Kryukov, A. V. Nazarkin, A. N. Oraevskii, and A. V. Uskov, JETP Lett. 47, 523 (1988)].
  47. Э.М. Беленов, А.В. Назаркин, Письма в ЖЭТФ 51, 252 (1990) [E.M. Belenov and A.V. Nazarkin, JETP Lett. 51, 288 (1990)].
  48. Э.М. Беленов, А.В. Назаркин, В.А. Ущаповский, ЖЭТФ 100, 762 (1991) [E. Belenov, A. Nazarkin, and V. Ushchapovskii, Sov.Phys. JETP 73, 422 (1991)].
  49. А.В. Богацкая, А.М. Попов, Письма в ЖЭТФ 188, 291 (2023) [A.V. Bogatskaya and A.M. Popov, JETP Lett. 118, 296 (2023)].
  50. A.V. Bogatskaya, E.A. Volkova, and A.M. Popov, Laser Phys. Lett. 21, 015401 (2024).
  51. А.В. Пахомов, Н.Н. Розанов, М.В. Архипов, Р.М. Архипов, Письма в ЖЭТФ 119, 100 (2024) [A.V. Pakhomov, N.N. Rosanov, M.V. Arkhipov, and R.M. Arkhipov, JETP Lett. 119 (2024)].
  52. Р.М. Архипов, Н.Н. Розанов, Опт. и спектр. 124, 691 (2018) [R.M. Arkhipov and N.N. Rosanov, Opt. Spectr. 124, 726 (2018)].
  53. R. Arkhipov, M. Arkhipov, I. Babushkin, A.Pakhomov, and N. Rosanov, JOSA B 38, 2004 (2021).
  54. S. L. McCall and E. L. Нahn, Phys.Rev. 183, 457 (1969).
  55. П. Г. Крюков, В.С. Летохов, УФН 99, 169 (1969) [P.G. Kryukov and V. S. Letokhov, Sov.Phys.Usp. 12, 641 (1970)].
  56. И.А. Полуэктов, Ю.М. Попов, В.С. Ройтберг, УФН 114, 97 (1974) [I.A. Poluektov, Yu.M. Popov, and V. S. Roitberg, Sov.Phys.Usp. 18, 673 (1975)].
  57. Л. Аллен, Дж. Эберли, Оптический резонанс и двухуровневые атомы, Мир, Москва (1978) [L. Allen and J.H. Eberly, Optical Resonance and TwoLevel Atoms, Wiley, New York (1975)].
  58. А. Ярив, Квантовая электроника, Сов. радио, Москва (1980) [A. Yariv, Quantum Electronics, Wiley, New York (1975)].

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2024

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).