Оптический распад является процессом релаксации возбуждения возбужденной квантовой системы, как правило , из - за спонтанное излучение в виде фотона или фонон . Оптический распад является доминирующим механизмом гашения возбуждения активных оптических сред. В твердотельных лазерах оптический распад ограничивает накопление энергии в активной среде.
Также термин оптический распад используется для описания 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 с помощью коэффициентов Эйнштейна . Для большинства лазерных систем эффекты декогеренции определяют спектральную ширину испускаемых фотонов, и нет причин 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. (Следует учесть некоторое количество куликдов, иначе оптический распад отсутствует.) В идеализированном случае эволюция системы нарушается только взаимодействием с континуумом мод электромагнитного поля. Тогда спектральная ширина излучаемых фотонов определяется скоростью релаксации. Для узких спектральных линий затухание почти экспоненциальное; Затем, профиль спектральной линии определяется преобразование Фурье от экспоненциального распада квантовой амплитуды вероятности того, что система все еще возбуждаемая; этот профиль лоренцианский. [2] [3]
Деформированный вакуум
На скорость распада может влиять искажение однородной плотности состояний фотонов, например, из-за наличия внешнего резонатора [4] или нановолокна, расположенного вблизи атома [5], либо просто помещая систему рядом с диэлектриком или металлическая граница.
Рекомендации
- ^ http://edoc.mpg.de/199219 DOI : 10.1051 / 0004-6361.20034409
- ^ В. Вайскопф, Э. Вигнер. Berechnung der naturlichen Lichtteorie, Ztschr. Phys. 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, чем время затухания. JOSA B , http://josab.osa.org/abstract.cfm?id=69013
- ^ Найяк КП, Мелентьев П.Н., Моринаг М, Киен FL, Балыкин В.И., Hakuta К (2007). «Оптическое нановолокно как эффективный инструмент для манипулирования и исследования атомной флуоресценции» . Оптика Экспресс . 15 (9): 5431–5438. Bibcode : 2007OExpr..15.5431N . DOI : 10,1364 / OE.15.005431 . PMID 19532797 .