КОГЕРЕНТНОЕ УПРАВЛЕНИЕ НАСЕЛЕННОСТЯМИ СВЯЗАННЫХ СОСТОЯНИЙ В КВАНТОВЫХ ЯМАХ ПАРОЙ ПОЛУПЕРИОДНЫХ АТТОСЕКУНДНЫХ ИМПУЛЬСОВ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Изучение особенностей взаимодействия униполярных субцикловых импульсов с веществом показало необходимость как пересмотра стандартных теорий взаимодействия световых импульсов с веществом, так и введения новых понятий в оптику, таких как интерференция площадей импульсов. В настоящей работе на основании численного решения временного уравнения Шредингера изучены особенности нелинейной интерференции площадей импульсов при возбуждении частицы в прямоугольной потенциальной яме, возбуждаемой парой полуцикловых, аттосекундных импульсов. Показано, что при изменении задержки между импульсами зависимость населенности связанных состояний от задержки имеет характерный вид биений, в отличие от простой гармонической зависимости, которая получается в случае малой амплитуды поля. Проведенные исследования напрямую показывают возможность управления квантовыми системами с помощью последовательности полуцикловых импульсов, в частности возможность увеличения вероятности ионизации или ее полного подавления и возможность наведения решеток разности населенностей в многоуровневой среде.

Об авторах

Р. М. Архипов

Cанкт-Петербургский государственный университет; Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук

Email: arkhipovrostislav@gmail.com
Санкт-Петербург, Россия

O. O. Дьячкова

Cанкт-Петербургский государственный университет; Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук

Санкт-Петербург, Россия; Санкт-Петербург, Россия

П. А. Белов

Cанкт-Петербургский государственный университет

Санкт-Петербург, Россия

М. В. Архипов

Cанкт-Петербургский государственный университет; Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук

Санкт-Петербург, Россия; Санкт-Петербург, Россия

А. В. Пахомов

Cанкт-Петербургский государственный университет

Санкт-Петербург, Россия

Н. Н. Розанов

Cанкт-Петербургский государственный университет; Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук

Санкт-Петербург, Россия; Санкт-Петербург, Россия

Список литературы

  1. U. Keller, Nature 424, 831 (2003), doi: 10.1038/nature01938.
  2. T. Gaumnitz, A. Jain, Y. Pertot, M. Huppert, I. Jordan, F. Ardana-Lamas, and H. J. Worner, Opt.Express 25, 27506 (2017), DOI: 10.1364/ OE.25.027506.
  3. H.Y. Kim, M. Garg, S. Mandal, S. Mandal, L. Seiffert, T. Fennel, and E. Goulielmakis, Nature 613, 662 (2023), doi: 10.1038/s41586-022-05577-1.
  4. Е.А. Хазанов, КЭ 52, 208 (2022) [E.A. Khazanov, Quant.Electron. 52, 208 (2022), doi: 10.1070/QEL18001].
  5. K. Midorikawa, Nature Photon. 16, 267 (2022), doi: 10.1038/s41566-022-00961-9.
  6. D. Hui, H. Alqattan, S. Yamada, V. Pervak, K. Yabana, and M. Hassan, Nature Photon. 16, 33 (2022), doi: 10.1038/s41566-021-00918-4.
  7. F. Calegari, G. Sansone, S. Stagira, C. Vozzi, and M. Nisoli, J. Phys.B: Atom.Mol.Opt.Phys. 49, 062001(2016), doi: 10.1088/0953-4075/49/6/062001.
  8. G. Inzani, L. Adamska, A. Eskandari-asl, N. Di Palo, G. Luca Dolso, B. Moio, L. Jacopo D’Onofrio, A. Lamperti, A. Molle, R. Borrego-Varillas, M. Nisoli, St. Pittalis, C.A. Rozzi, A. Avella, and M. Lucchini, Nature Photon. 17, 1059 (2023), doi: 10.1038/s41566-023-01274-1.
  9. D. Ertel, D. Busto, I. Makos, M. Schmoll, J. Benda, H. Ahmadi, M. Moioli Frassetto et al., Sci.Adv. 9, 7747 (2023), doi: 10.1126/sciadv.adh7747.
  10. M.Ю. Рябикин, М.Ю. Емелин, В.В. Стрелков, УФН 193, 382 (2023), doi: 10.3367/UFNr.2021.10.039078 [M.Yu. Ryabikin, M.Yu. Emelin, and V.V. Strelkov, Phys.Usp. 66, 360 (2023), doi: 10.3367/UFNe.2021.10.039078].
  11. NobelPrize.org, Nobel Prize Outreach AB 2023, Press Release (accessed: 4 Oct 2023) URL: https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2023/press-release.
  12. 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), doi: 10.1070/QEL17348].
  13. С. В. Сазонов, Опт. и спектр. 130, 1846 (2022), doi: 10.21883/OS.2022.12.54090.45-22 [S.V. Sazonov, Opt. Spectr. 130, 1573 (2022), doi: 10.21883/EOS.2022.12.55244.45-22].
  14. Р. М. Архипов, М. В. Архипов, А. В. Пахомов, П. А. Образцов, Н. Н. Розанов, Письма в ЖЭТФ 117, 10 (2023), doi: 10.31857/S1234567823010020 [R.M. Arkhipov, M.V. Arkhipov, A.V. Pakhomov, P.A. Obraztsov, and N.N. Rosanov, JETP Lett. 117, 8 (2023), doi: 10.1134/S0021364022602652].
  15. Н.Н. Розанов, М. В. Архипов, Р.М. Архипов, А.В. Пахомов, Коллективная монография .Терагерцовая фотоника., под ред. В.Я. Панченко, А.П.Шкуринов, Российская академия наук, Москва (2023), с. 360.
  16. С. В. Сазонов, Письма в ЖЭТФ 116, 25 (2022), DOI: https://doi.org/10.31857/S1234567822130043 [S.V. Sazonov, JETP Lett. 116, 22 (2022)].
  17. A.V. Bogatskaya, E.A. Volkova, and A.M. Popov, Phys.Rev.E 105, 055203 (2022), doi: 10.1103/PhysRevE.105.055203.
  18. Pakhomov, N. Rosanov, M. Arkhipov, and R. Arkhipov, Optics Lett. 48 (24), 6504 (2023), doi: 10.1364/OL.503802.
  19. I.E. Ilyakov, B.V. Shishkin, E. S. Efimenko, S.B. Bodrov, and M. I. Bakunov, Opt.Express 30, 14978 (2022), doi: 10.1364/OE.455768.
  20. 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), doi: 10.1038/nature16528.
  21. H.-C. Wu and J. Meyer-ter Vehn, Nature Photon. 6, 304 (2012), doi: 10.1038/nphoton.2012.76.
  22. 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), doi: 10.1038/s41598-018-21052-2.
  23. S. Wei, Y. Wang, X. Yan, and B. Eliasson, Phys. Rev.E 106, 025203 (2022), doi: 10.1103/PhysRevE.106.025203.
  24. Q. Xin, Y. Wang, X. Yan, and B. Eliasson, Phys. Rev.E 107, 035201 (2023), doi: 10.1103/PhysRevE.107.035201.
  25. L. Feng, J. Mccain, and Y. Qiao, Laser Phys. 31, 055301 (2021), doi: 10.1088/1555-6611/abf241.
  26. Y. Shou, R. Hu, Z. Gong, J. Yu, J. erh Chen, G. Mourou, X. Yan, and W. Ma, New J. Phys. 23, 053003 (2021), doi: 10.1088/1367-2630/abf612.
  27. Л.В. Келдыш, УФН 187, 1280 (2017) [L.V. Keldysh, Phys.Usp. 60, 1187 (2017), doi: 10.3367/UFNe.2017.10.038229].
  28. А.В. Андреев, С.Ю. Стремоухов, О.А.Шутова, ЖЭТФ 138, 1060 (2010) [A.V. Andreev, S.Y. Stremoukhov, and O.A. Shutova, JETP 111, 936 (2010)].
  29. А.В. Андреев, С.Ю. Стремоухов, О.А.Шутова, Письма в ЖЭТФ 93, 522 (2011) [A.V. Andreev, S.Y. Stremoukhov, and O.A. Shoutova, JETP Lett. 93, 476 (2011).]
  30. Д.Н. Макаров, В.И. Матвеев, Письма в ЖЭТФ 103, 464 (2016) [D.N. Makarov and V. I. Matveev, JETP Lett. 103, 415 (2016)].
  31. Д.Н. Макаров, В.И. Матвеев, Письма в ЖЭТФ 103, 851 (2016) [D.N. Makarov and V. I. Matveev, JETP Lett. 103, 756 (2016)].
  32. R.M. Arkhipov, A.V. Pakhomov, M.V. Arkhipov, I. Babushkin, A. Demircan, U. Morgner, and N.N. Rosanov, Opt. Lett. 44, 1202 (2019).
  33. Р. М. Архипов, М. В. Архипов, А. В. Пахомов, Н. Н. Розанов, Письма в ЖЭТФ 114, 156 (2021), doi: 10.31857/S1234567821150039 [R.M. Arkhipov, M.V. Arkhipov, A.V. Pakhomov, and N.N. Rosanov, JETP Lett. 114, 129 (2021), doi: 10.1134/S0021364021150029].
  34. N. Rosanov, D. Tumakov, M. Arkhipov, and R. Arkhipov, Phys.Rev.A 104, 063101 (2021), doi: 10.1103/PhysRevA.104.063101.
  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. Н.В. Знаменский, С.В. Сазонов, Письма в ЖЭТФ 85, 440 (2007) [N.V. Znamenskii and S.V. Sazonov, JETP Lett. 85, 358 (2007), DOI: https://doi.org/10.1134/S0021364007080036].
  38. R.M. Arkhipov, M.V. Arkhipov, A.V. Pakhomov, and N.N. Rosanov, Laser Phys. 32, 066002 (2022), doi: 10.1088/1555-6611/ac6ace.
  39. М. Борн, Э. Вольф, Основы оптики, Наука, Москва (1973) [M. Born and E. Wolf, Principles of Optics: Electromagnetic Theory of Propagation, Interference and Diffraction of Light, Pergamon Press, Oxford (1980)].
  40. Е. Б. Александров, УФН 107, 595 (1972) [E. B. Aleksandrov, Sov.Phys.Usp. 15, 436 (1973)], doi: 10.1070/PU1973v015n04ABEH004991].
  41. В. В. Самарцев, Е.И. Штырков, ФТТ 18, 3140 (1976).
  42. Е.И.Штырков, В.В. Самарцев, Опт. и спектр. 40, 392 (1976).
  43. С.А. Моисеев, Н.Л. Невельская, Е.И. Штырков, Опт. и спектр. 79, 382 (1995).
  44. Е.И.Штырков, Опт. и спектр. 114, 105 (2013), doi: 10.7868/S0030403413010236 [E. I. Shtyrkov, Opt. Spectr. 114, 96 (2013)].
  45. R.M. Arkhipov, M.V. Arkhipov, I. Babushkin, A. Demircan, U. Morgner, and N.N. Rosanov, Sci. Rep. 7, 12467 (2017).
  46. R. Arkhipov, A. Pakhomov, M. Arkhipov, I. Babushkin, A. Demircan, U. Morgner, and N.N. Rosanov, Sci.Rep. 11, 1961 (2021), doi: 10.1038/s41598-02181275-8.
  47. S. Zhang, S. Li, Y. Bai, and K. Huang, J.Nanophoton. 17, 016013 (2023), doi: 10.1117/1.JNP.17. 016013.
  48. Р.М. Архипов, Письма в ЖЭТФ 113, 636 (2021), doi: 10.31857/S1234567821100025 [R.M. Arkhipov, JETP Lett. 113, 611 (2021)] .
  49. Р. М. Архипов, П. А. Белов, М. В. Архипов, А. В. Пахомов, Н.Н. Розанов, Опт. и спектр. 130, 969 (2022), doi: 10.21883/OS.2022.06.52641.309821 [R.M. Arkhipov, P.A. Belov, M. V. Arkhipov, A. V. Pakhomov, and N. N. Rosanov, Opt. Spectr. 130, 772 (2022), doi: 10.21883/EOS.2022.06.54715.3098-21].
  50. Q. Su and J.H. Eberly, Phys.Rev.A 44, 599 (1991), doi: 10.1103/physreva.44.5997.
  51. Н.Р. Врублевская, Д.Е. Шипило, И.А. Николаева, Н.А. Панов, О. Г. Косарева, Письма в ЖЭТФ 117, 400 (2023), doi: 10.31857/S1234567823060022 [N.R. Vrublevskaya, D.E. Shipilo, I.A. Nikolaeva, N.A. Panov, and O.G. Kosareva, JETP Lett. 117, 408 (2023); doi: 10.1134/S0021364023600301].
  52. Ж.И. Алферов, ФТП 32, 3 (1998) [Zh. I. Alferov, Semiconductors 32, 1 (1998), doi: 10.1134/1.1187350].
  53. E. L. Ivchenko, Optical Spectroscopy of Semiconductor Nanostructures, Alpha Science (2005).
  54. L. Shi, I. Babushkin, A. Husakou, O. Melchert, B. Frank, J. Yi, G. Wetzel, A. Demircan, C. Lienau, H. Giessen, M. Ivanov, U. Morgner, and M. Kovacev, Laser Photon.Rev. 15, 2000475 (2021), doi: 10.1002/lpor.202000475.
  55. M. Belloni and R.W. Robinett, Phys.Rep. 540, 25 (2014).
  56. Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц, Квантовая механика. Нерелятивистская теория, Наука, Москва (1989) [L.D. Landau and E.M. Lifshitz, Quantum Mechanics, Pergamon (1974)].
  57. J. Crank and P. Nicolson, Math.Proc. of the Cambridge Philosophical Society 43, 50 (1947), doi: 10.1017/S0305004100023197.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024