Управление распространением световых импульсов в рамановской индуцированной решетке

Изучено распространение слабого пробного импульса в периодической решетке, индуцируемой при рамановском взаимодействии со стоячей волной накачки и вторым управляющим полем (Рис.1). Решетка обусловлена периодической пространственной модуляцией рамановской восприимчивости и, соответственно, рамановского усиления, за счет стоячей волны накачки. Такую решетку называют рамановской индуцированной решеткой (РИР). Показано, что можно управлять не только амплитудой прошедшего и отраженного импульса (усиливать или подавлять), но и дисперсионными свойствами РИР от нормальной до аномальной, и, соответственно, групповой скоростью от субсветовой (медленный свет) до сверхсветовой (быстрый свет) (Рис.2). Такие решетки могут работать как оптические транзисторы и переключатели, управляемые линии задержки и нелинейные зеркала с усилением.

Рис.1. Схема четырехуровневого атома N-типа для рамановского взаимодействия пробного лазерного излучения с частотой ω2 со стоячей волной накачки (частота ω1) в присутствие управляющего лазерного поля (частота ω3). δi - отстройки от однофотонных резонансов. Поля распространяются вдоль оси z.

Рис. 2. Прошедший и отраженный пробный импульс для различных значений частоты Раби G₃. а, b: G₁=0.36, 1 – G₃=0, 2 – G₃=0.05, 3 – G₃=0.2;

c: G₁=0.8,  1 – G₃=0, 2 –  G₃=0.15, 3 – G₃=0.16, 4 – G₃=0.21, 5 – G₃=0.25.

На вставке показано пропускание T (a, c) и отражение R (b) как функция частоты Раби управляющего поля G₃. Частоты Раби в единицах γ₁₀.

1. G. Arkhipkin, S.A. Myslivets. Coherent control of light pulse propagation ina Raman induced grating. J. Opt. 19, 055501 ((2017).