Высокоэффективный когерентный контроль квантового состояния атомов Ne и генерации околопороговых гармоник в комбинации УФ поля и его субгармоники
М. Ю. Емелин+*, И. Р. Хайрулин+*, М. М. Попова+×, М. Ю. Рябикин+*, В. А. Антонов+*
+Институт прикладной физики им. А. В. Гапонова-Грехова РАН, 603950 Н. Новгород, Россия
*Нижегородский государственный университет им. Н. И. Лобачевского, 603950 Н. Новгород, Россия
×Научно-исследовательский институт ядерной физики им. Д. В. Скобельцына, МГУ имени М. В. Ломоносова,
119991 Москва, Россия
Abstract
В настоящей работе предложен высокоэффективный метод когерентного управления
квантовым состоянием среды, а также генерацией подпороговых и околопороговых
гармоник, в комбинации ультрафиолетового поля и его субгармоники. Переход к
ультрафиолетовому полю, генерируемому посредством нелинейно-оптического преобразования
инфракрасного лазерного излучения в кристаллах, позволяет многократно повысить эффективность
многофотонного возбуждения среды по сравнению с инфракрасным полем в результате
уменьшения фотонной кратности переходов. В то же время, добавление к ультрафиолетовому полю
его субгармоники позволяет управлять квантовым состоянием атома и спектром генерируемых
гармоник посредством интерференции квантовых путей, в которых одно и
то же финальное состояние системы "атом + поле" достигается с поглощением различного
числа фотонов ультрафиолетового поля и его субгармоники. В качестве примера рассмотрен атом
неона в комбинированном поле четвертой и второй гармоник иттербиевого лазера с
длинами волн 257.5 и 515 нм, соответственно, частоты которых близки к резонансам
с четырех- и семифотонными переходами в возбужденные состояния атома. Показано,
что при оптимальном соотношении интенсивностей спектральных компонент поля изменение
субцикловой задержки между ними приводит к существенному (на порядок
величины) изменению эффективности возбуждения атома и позволяет управлять распределением
населенности между возбужденными состояниями. Кроме того, вариация
субцикловой задержки между ультрафиолетовым полем и излучением субгармоники оказывает существенное влияние на эффективность генерации подпороговых и околопороговых гармоник поля вакуумного ультрафиолетового диапазона и спектральный состав генерируемого излучения.