論文の概要: Dynamic Bragg microcavities in collisions of unipolar light pulses of unusual shape in two- and three-level medium

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.08243v1
• Date: Tue, 11 Mar 2025 10:07:05 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-12 19:17:30.424312
• Title: Dynamic Bragg microcavities in collisions of unipolar light pulses of unusual shape in two- and three-level medium
• Title（参考訳）: 2レベルおよび3レベル媒体における異常な形状の単一極性光パルスの衝突における動的ブラッグ微小キャビティ
• Authors: Rostislav Arkhipov, Mikhail Arkhipov, Nikolay Rosanov,
• Abstract要約: 非ゼロ電気領域を持つ単一極性光パルスは、量子系の超高速制御に使用できる。 原子特性を効率的に制御するには、使用するパルスの時間的形状を変える必要がある。 従来の多サイクルパルスでは不可能な新しい現象は、そのような一極性パルスと物質との相互作用を分析することによって発見された。
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• Abstract: Unipolar light pulses with a non-zero electric area due to the unidirectional action on charged particles can be used for the ultrafast control of the properties of quantum systems. To control atomic properties in an efficient way, it is necessary to vary the temporal shape of the pulses used. This has led to the problem of obtaining pulses of an unusual shape, such as a rectangular one. A number of new phenomena, not possible with conventional multi-cycle pulses, were discovered by analyzing the interaction of such unipolar pulses with matter. These include the formation of dynamic microcavities at each resonant transition of a multilevel medium when such pulses collide with the medium. In this work, we compare the behavior of dynamic microcavities in a two-level and a three-level medium when unipolar pulses of unusual shape (rectangular) are collided with the medium. We do this on the basis of the numerical solution of the system for the density matrix of the medium and the wave equation for the electric field. Medium parameters correspond to atomic hydrogen. It is shown that for rectangular pulses in a three-level medium, the dynamics of the cavities can be very different from the two-level model, as opposed to pulses of other shapes (e.g. Gaussian shape). When the third level of the medium is taken into account, the self-induced transparency-like regime disappears. Differences in the dynamics of resonators in a three-level medium are revealed when the pulses behave like 2{\pi} pulses of self-induced transparency.
• Abstract（参考訳）: 荷電粒子に対する一方向作用による非零電気領域を持つ一極性光パルスは、量子系の特性の超高速制御に利用できる。 原子特性を効率的に制御するには、使用するパルスの時間的形状を変える必要がある。 このことが、長方形のような異常な形状のパルスを得るという問題につながった。 このような一極性パルスと物質との相互作用を分析することによって、従来の多サイクルパルスでは不可能な多くの新しい現象が発見された。 これらは、そのようなパルスが媒質と衝突するとき、多層媒質の各共鳴遷移における動的微小空洞の形成を含む。 本研究では,不規則な形状(矩形)の単極パルスが媒体と衝突した場合の2層および3層媒体における動的微小空洞の挙動を比較検討した。 本研究では, 媒質の密度行列系と電界の波動方程式の数値解に基づいてこれを行う。 中間パラメータは水素原子に対応する。 三次元媒質中の長方形パルスの場合、キャビティのダイナミクスは他の形状(例えばガウス形状)のパルスとは対照的に、2レベルモデルとは大きく異なることが示されている。 媒体の第3レベルを考慮すると、自己誘起の透明性のような体制は消滅する。 3レベル媒質中の共振器のダイナミクスの違いは、パルスが自己誘起透過性の2{\pi}パルスのように振る舞うときに明らかになる。

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