Оптический распад
Оптический распад — это процесс релаксации возбуждения возбужденной квантовой системы, обычно за счет спонтанного испускания фотона или фонона . Оптический распад — это доминирующий механизм гашения возбуждения активных оптических сред. В твердотельных лазерах оптический распад ограничивает запас энергии в активной среде.
Также термин оптический распад используется для обозначения эффекта быстрого уменьшения светимости астрофизических объектов [1].
Феноменология оптического распада
В первом приближении оптический распад можно рассматривать как просто спонтанное излучение , а его скорость определяется коэффициентами Эйнштейна . Для большинства лазерных систем эффекты декогеренции определяют спектральную ширину испускаемых фотонов, и нет смысла подробно рассматривать эволюцию изолированных квантово-механических систем, которые демонстрируют оптический распад.
Форма спектральной линии при оптическом распаде идеализированного атома
«Изолированная» квантовая система (атом, ион, молекула или даже квантовая точка) может иметь метастабильные состояния, слабо связанные с внешним миром. (Необходимо учитывать некоторые кулоны; в противном случае оптического распада не происходит.) В идеализированном случае эволюция системы нарушается только взаимодействием с континуумом мод электромагнитного поля. Тогда спектральная ширина испускаемых фотонов определяется скоростью релаксации. Для узких спектральных линий распад почти экспоненциален; тогда профиль спектральной линии определяется преобразованием Фурье экспоненциального распада квантовой амплитуды вероятности того, что система все еще возбуждена; этот профиль является лоренцианом. [2] [3]
Деформированный вакуум
На скорость распада может влиять искажение равномерной плотности состояний фотонов, например, из-за внешней полости [4] или нановолокна, расположенного вблизи атома [5], или просто из-за размещения системы вблизи диэлектрической или металлической границы.
Ссылки
- ^ http://edoc.mpg.de/199219 doi :10.1051/0004-6361.20034409
- ^ В.Вайскопф, Э.Вигнер. Berechnung der naturlichen Lichtteorie, Ztschr. Физ. 63, 54–73 (1930)
- ^ Элементарный процесс распада. http://en.wikisource.org/wiki/Elementary_Decay_Process_%28Kouznetsov%29#Schroedinger_equation_and_single-photon_states
- ^ Х. Роде, Дж. Эшнер, Ф. Шмидт-Калер, Р. Блатт Оптический распад из резонатора Фабри-Перо быстрее времени распада. JOSA B , http://josab.osa.org/abstract.cfm?id=69013
- ^ Nayak KP, Melentiev PN, Morinaga M, Kien FL, Balykin VI, Hakuta K (2007). «Оптическое нановолокно как эффективный инструмент для манипулирования и зондирования атомной флуоресценции». Optics Express . 15 (9): 5431– 5438. Bibcode : 2007OExpr..15.5431N. doi : 10.1364/OE.15.005431 . PMID 19532797.
