Строительные исследования
страница - 0
Когерентный контроль ионизации атома последовательными лазерными импульсами
Н.П. Полуэктов (nickel@aha.ru) Институт общей физики РАН 117942 Москва, ул. Вавилова, 38
Проведенные численные расчеты показали, что эффект когерентного контроля степени ионизации ридберговского атома лазерным полем в режиме резонансной стабилизации (V-стабилизации) имеет место в случае гладкой формы лазерного импульса. Таким образом, показано, что степень ионизации ридберговского атома при облучении его двумя последовательными импульсами в режиме V-стабилизации существенно зависит от времени задержки между импульсами как в случае прямоугольных (с малым временем включения-выключения), так и гладких (синусоидальных и гауссовых) импульсов.
Введение
Интерференционная стабилизация ридберговских атомов - явление, изучаемое со второй половины 80-х годов [1-6]. Суть эффекта заключается в том, что, начиная с определенного значения напряженности лазерного поля, степень ионизации атома за импульс выходит на насыщение (на уровне, меньшем единицы) или даже начинает спадать, в противоположность поведению в слабых полях, удовлетворяющих критериям применимости теории возмущений. В основе явления лежит деструктивная интерференция переходов в континуум с соседних риберговских уровней, когерентно перезаселяемых в процессе фотоионизации за счет переходов рамановского типа.
Помимо рамановских переходов Л-типа (через континуум), причиной когерентного перезаселения ридберговских уровней может быть также их резонансное взаимодействие с каким-либо
СО, | Г | ||
1 - | |||
\ | |||
w | С, | ||
V | |||
Рис. 1. Схема инРуцированных лазерным полем переходов между ридберговскими уровнями через континуум (Л-типа) и нижележащие резонансные состояния (V-типа).
дискретным уровнем меньшей энергии (переходы V-типа, см. Рис. 1), если такое взаимодействие имеет место. Соответственно,принято
различать интерференционную стабилизацию Л- и V-типа. Проще всего понять физический смысл эффекта можно на языке квазиэнергийи
квазиэнергетических состояний. Как известно [7, 8], квантовая система, находящаяся в периодическом по времени внешнем поле, может быть описана на языке собственных состояний и отвечающих им собственных чисел (квазиэнергий). При приближенном описании ионизации в рамках адиабатического исключения континуума, квазиэнергии комплексны, а квазиэнергетические уровни имеют ненулевую распадную ширину. В случае теории возмущений, ширина каждого квазиэнергетического уровня пропорциональна квадрату матричного элемента VnE свободно-связанного перехода, индуцированного полем. В случае же сильного поля, когда рамановское взаимодействие становится существенным, квазиэнергетический
спектр перестраивается таким образом, что образуется (в рамках модели, предполагающей количество уровней в спектре конечным) один уровень с большой распадной шириной. С другой стороны, нетрудно показать, что сумма всех квазиэнергий не зависит от характера взаимодействия между соседними уровнями - то есть, в "затравочном" спектре, не учитывающем перемешивания соседних ридберговских уровней, и в конечном, рассчитанном с учетом рамановского взаимодействия, эта сумма одинакова. Таким образом, с необходимостью приходим к тому, что оставшиеся квазиэнергетические уровни должны иметь меньшую ширину, чем та, что была вычислена по золотому правилу Ферми. Соответственно, процесс ионизации оказывается существенно подавленным.
Явления стабилизации Л- и V-типа, несмотря на то, что они обусловлены схожими физическими причинами, имеют качественные отличия. В случае Л-системы, спектр квазиэнергий (в приближении эквидистантных атомных уровней, достаточно хорошо описывающем высоковозбужденный (ридберговский) атом) инвариантен по отношению к сдвигу на к-А (А = En+1 - En « 1/n -расстояние между соседними уровнями энергии, k - произвольное целое). Поэтому ионизационное уширение всех квазиэнергетических
содержание:
[стр.Введение] [стр.1] [стр.2] [стр.3] [стр.4] [стр.5] [стр.6]