Comisia de atestare
Comisia de acreditare
Comisiile de experţi
Dispoziţii, instrucţiuni
Acte normative
Nomenclator
Instituţii
Consilii
Seminare
Teze
Conducători de doctorat
Deţinători de grad
Doctoranzi
Postdoctoranzi
CNAA logo

 română | русский | english


Aspectul cooperativ cuantic între fotoni la emisiile Raman și hyper-Raman


Autor: Ţurcan Marina
Gradul:doctor în ştiinţe fizico-matematice
Specialitatea: 01.04.02 - Fizică teoretică şi matematică
Anul:2016
Conducător ştiinţific: Nicolae Enache
doctor habilitat, profesor universitar, Institutul de Fizică Aplicată al AŞM
Consultant ştiinţific: VASEASHTA Ashok
doctor, profesor cercetător, Norwich University Applied Research Institutes, SUA
Instituţia: Institutul de Fizică Aplicată al AŞM

Statut

Teza a fost susţinută pe 5 ianuarie 2016 în CSS
şi aprobată de CNAA pe 25 februarie 2016

Autoreferat

Adobe PDF document0.87 Mb / în română

Teza

CZU [535.14+530.145](043.2)

Adobe PDF document 3.28 Mb / în română
143 pagini


Cuvinte Cheie

laser Raman, tranziții bicuantice, fotoni Stokes și anti-Stokes, efecte cuantice

Adnotare

Teza este alcătuită din introducere, trei capitole, concluzii generale și recomandări, bibliografia care conține 125 titluri bibliografice, cu volum total de 143 pagini, conține 40 figuri. Rezultatele prezentate în teză sunt publicate în 31 lucrări științifice.

Numărul de lucrări ştiinţifice publicate: Rezultatele științifice sunt publicate în 3 articole în reviste recenzate, 9 articole în culegeri și în 19 teze la conferințe.

Domeniul de cercetare: fizica statistică, optică neliniară și optică cuantică.

Scopul și obiectivele tezei. Scopul tezei este de a prezenta rezultatele cercetării aspectului cooperativ cuantic între fotoni la emisia Raman şi hyper-Raman, precum şi aplicarea proceselor cooperative ce apar la interacţiunea neliniară a subsistemului atomic şi a câmpului electromagnetic de cavitate. Printre obiectivele tezei se înscrie și stabilirea corelaţiei cuantice dintre fotonii modurilor Stokes şi anti-Stokes în procesul de emisie Raman şi hyper-Raman. Această corelaţie conţine aspect de grupare şi coerentizare dintre fotonii modurilor Stokes şi anti-Stokes în ambele procese de emisie de împrăştiere.

Noutatea ştiinţifică și originalitatea rezultatelor obținute. Pentru prima dată este propusă cuantificarea simultană a câmpului de pompaj şi a câmpului de împrăştiere şi formarea stărilor coerente bimodale în procesul cooperativ de încrucişare. În investigațiile realizate până în prezent doar unul din aceste câmpuri de pompaj (sau de împrăştiere) era considerat cuantificat, pe când celălalt-clasic.

Problema ştiinţifică importantă soluționată constă în faptul că proprietăţile statistice ale fotonilor Stokes şi anti-Stokes au fost descrise cu ajutorul funcţiilor de corelare dintre fotoni. Funcţiile de corelare ne oferă posibilitatea de a descrie funcţia de distribuţie cuantică a fotonilor generați în câmpul de împrăştiere ca funcţie de conversie a fotonilor din modul Stokes în anti-Stokes. Deoarece durata de viaţă a atomilor în cavitate este considerată cu mult mai mică decât timpul de împrăştiere cooperativă între câmpurile Stokes şi anti-Stokes, am eliminat variabilele atomice şi am obţinut trecerea câmpului bimodal Stokes şi anti-Stokes în stare coerentă.

Valoarea practică a tezei. Este determinată de posibilitatea aplicării rezultatelor cercetărilor descrise în teză la elaborarea dispozitivelor de transmitere a informaţiei prin intermediul fotonilor colectivi. S-a stabilit o corelaţie cuantică între fotonii modurilor Stokes şi anti-Stokes cu ajutorul căreia poate fi dirijată informaţia. Fluctuaţiile cuantice relative ale intensităţii fotonilor din ambele moduri tind spre un minim, fapt ce demonstrează realizarea stărilor coerente. Aceste stări coerente corespund unui minimum al potenţialului de stabilizare la ER şi EHR, care este descris de existenţa unui punct critic pentru care laserul începe să funcţioneze ca un generator de intensitate stabilă. Fenomenul coerenţei între perechile de fotoni poate fi utilizat atât în litografie, cât şi la perfecţionarea laserilor şi maserilor cu doi fotoni.

Implementarea rezultatelor: Rezultatele obținute sunt utilizate în cadrul proiectului instituțional de cercetări științifice fundamentale 15.817.02.07F, direcția strategică „Efecte ale opticii şi cineticii cuantice în nanostructuri pentru informatică și biofotonica avansată”.

Cuprins


1. ABORDAREA CUANTICĂ A PROCESELOR RAMAN ȘI HYPER-RAMAN
  • 1.1.Studiul științific realizat în cazul proceselor Raman și hyper-Raman
  • 1.2 Fotonii Stokes și anti-Stokes în procesele de împrăștiere
  • 1.3. Împrăștierea Raman cooperativă pentru molecula de hidrogen
  • 1.4. Împrăstierea luminii superradiante din condensatul Bose Einstein captat
  • 1.5. Modelul Gauthier de descriere a laserului bifotonic
  • 1.6. Concluzii la capitolul 1

2. 2. PROCESE COLECTIVE DINTRE MODURILE STOKES ŞI ANTI-STOKES ÎN EMISIA RAMAN
  • 2.1. Hamiltonianul efectiv de interacţiune în cazul procesului Raman
  • 3. 2.2. Generarea coerentă a luminii bimodale și simetria distribuirii fotonilor în modurile de cavitate
  • 2.3. Metoda semiclasică de cercetare a emisiei anti-Stokes și determinarea punctelor critice de lucru ale laserului bimodal de tip Raman
  • 2.4. Soluţia cuantică a emisiei coerente bimodale şi studiul statisticii fotonilor în procesele neliniare de coerentizare de tip Raman
  • 2.5. Funcţiile de corelare pentru procesele neliniare de împrăştiere a luminii şi a ratei de conversie
  • 2.6. Concluzii la capitolul 2

3. STĂRI COERENTE DE BIFOTONI ÎN EMISIA LASERULUI HYPER-RAMAN
  • 3.1. Hamiltonianul de interacţiune pentru atomul de potasiu folosit în experimentul lui Gauthier
  • 3.2. Metoda de eliminare a operatorului nivelului virtual pentru obţinerea Hamiltonianului efectiv de interacţiune în procesul hyper-Raman
  • 3.3. Ecuaţia generalizată pentru câmpul bimodal de cavitate obţinută în procesul
  • hyper-Raman prin eliminarea operatorilor subsistemului de radiatori
  • 3.4. Metoda semiclasică de generare a perechilor de fotoni în procesul hyper-Raman şi obţinerea punctelor critice de trecere la stările coerente de emisie cooperativă dintre modurile Stokes şi anti-Stokes
  • 3.5. Metoda cuantică de cercetare a emisiei anti-Stokes şi Stokes în procesul de mixare a patru unde
  • 3.6. Concluzii la capitolul 3

4. ELIMINAREA DIVERGENŢELOR DIN ECUAŢIA MASTER PENTRU UN NUMĂR MARE DE FOTONI. DETECTAREA STĂRILOR BICUANTICE
  • 4.1 Interacțiunea sistemului cu două niveluri cu modurile de cavitate Stokes și anti-Stokes în procesele Raman și hyper-Raman
  • 4.2 Eliminarea operatorilor fluxului de radiatori pregătiţi în stare coerentă
  • 4.3 Trecerea la laserul bicuantic tradiţional considerând câmpul de pompaj clasic
  • 4.4 Ecuaţia generalizată şi Fokker-Plank pentru generarea bifotonică în microcavităţi
  • 4.5 Detectarea stărilor bicuantice dintr-o cavitate surdă prin metoda ionizării stărilor atomice, utilizată în micromaser
  • 4.6 Utilizarea stărilor coerente bicuantice în transmiterea şi prelucrarea informaţiei
  • 4.7. Concluzii la capitolul 4

CONCLUZII GENERALE ŞI RECOMANDĂRI