WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 |

В третьей главе развита теория формирования стимулированного фотонного эха при наличии внешних неоднородных электромагнитных полей. Исследована зависимость частотно-временной корреляции неоднородного уширения и эффективность запирания информации от величины внешнего неоднородного электромагнитного поля при различных схемах возбуждения сигналов эха. Проведено сравнение эффективности запирания информации при воздействии на среду нерезонансных стоячих волн или бегущих волн с искусственно созданной пространственной неоднородностью.

Нерезонансные явления связаны с виртуальными переходами атомного электрона. Различие между виртуальными и реальными переходами определяется временем жизни атома в промежуточном состоянии.

Чтобы не учитывать изменение волновой функции атома после воздействия нерезонансного возмущения, необходимо, чтобы время жизни промежуточных виртуальных состояний было гораздо меньше рассматриваемых временных интервалов при формировании СФЭ, что и выполняется в оптической области частот.

Зависимость от местоположения оптического центра в образце связана с пространственной неоднородностью нерезонансного лазерного излучения. Такая неоднородность возникает, например, при воздействии стоячей волны. В этом случае [2, 3] изменение энергии уровня оптического центра

,

где

- частоты переходов с уровня на возмущающие уровни, - матричные элементы дипольного момента,

- волновой вектор,

- амплитуда напряженности электрического поля стоячей волны.

Полагая, что наибольшему сдвигу подвержен один из резонансных уровней, соответствующих неоднородно уширенной линии и, дополнительный частотный сдвиг будет иметь вид:

, (1)

где.

Для этого случая эффективность запирания сигнала СФЭ представлена на рис. 4.

Рис. 4. Зависимость интенсивности СФЭ от соотношения частот нерезонансных стоячих волн

Из рис. 4 следует, что в случае воздействия на разных временных интервалах нерезонансных стоячих волн с разными частотами, эффективность запирания информации оказывается зависящей от соотношения их частот, что может быть использовано при создании независимых каналов записи и воспроизведения информации.

Четвертая глава посвящена изучению угловых закономерностей запирания информации при наличии линейных градиентов внешнего неоднородного электрического поля, а также управлению эффективностью запирания сигналов при наличии ассоциативной оптической памяти и многоканальной записи информации (в зависимости от взаимной ориентации пространственно неоднородных электромагнитных полей). Аккумулированное эхо формируется путем подачи пар импульсов, в один из которых можно вводить информацию. Для извлечения определенной информации предложено между парами импульсов воздействовать неоднородным полем с определенным направлением градиента с последующим извлечением нужной информации путем наложения градиента поля между считывающим импульсом и самим откликом.

Показано существование угловой зависимости коэффициента частотно-временной корреляции и интенсивности отклика СФЭ при воздействии на резонансную среду на временных интервалах и двух неоднородных электрических полей с линейными градиентами и. Если связать систему координат (x, y, z) с первым градиентом, а - со вторым градиентом

,,

где - орты систем координат, то в системе (x, y, z) второй градиент будет иметь компоненты

, (2)

где - матрица вращений,

- углы Эйлера взаимной ориентации градиентов (=z^z').

Для простоты выбираются направления градиентов вдоль осей z и соответственно.

Тогда в выражении (1),

где СШ – штарковский коэффициент.

Рис. 5. Угловая зависимость коэффициента частотно-временной корреляции неоднородного уширения от величины линейного градиента внешнего неоднородного электрического поля [А4, А5]

На рис. 5 приведены результаты численного расчета коэффициента частотно-временной корреляции неоднородного уширения при (два одинаковых по величине градиента, но разные по направлению) и однородном распределении оптических центров по образцу. Первоначальное распределение оптических центров по частотам выбрано гауссовым с дисперсией.

Из рисунка следует, что под обратимым разрушением фазовой памяти резонансной среды следует понимать то, что при коэффициент корреляции. Т.е. несмотря на то, что каждое из возмущений на интервалах и создаёт случайные частотные сдвиги изохромат неоднородно уширенной линии, последовательное воздействие двух одинаковых пространственно-неоднородных возмущений приводит к восстановлению фазовой памяти резонансной среды на рассматриваемых временных интервалах.

Для записи информации в режиме аккумулированного долгоживущего фотонного эха (АДФЭ) эффективность запирания информации приведена на рисунке 6.

В этом случае анализ формирования АДФЭ показывает, что при происходит «запирание» информации от n-ого канала уже при углах между направлениями градиентов и менее 300, причём с увеличением это значение уменьшается. Таким образом, возможно создание более 30 независимых каналов записи и воспроизведения информации, ассоциативным ключом доступа к которым является значение угла между векторами и.

Рис. 6. Угловая зависимость интенсивности СФЭ от величины линейного градиента внешнего неоднородного электрического поля [А4, А5]

Отметим также, что число независимых каналов записи информации можно увеличить, используя поляризацию импульсов [4]. В этом случае ассоциативным ключом выбора информации будет поляризационно-угловой ключ и число независимых каналов превысит 60.

Возможно управление эффективностью запирания сигнала АДФЭ при наличии нерезонансных стоячих волн и бегущих волн с искусственно созданной пространственной неоднородностью.

Рис. 7. Угловая зависимость интенсивности СФЭ от различных значений напряженности электрического поля стоячей волны [А8]

На рис. 7 приведены результаты численного расчета угловой зависимости эффективности «запирания» (воспроизведения) информации СФЭ от различных значений напряженности электрического поля стоячих волн.

Численный расчет дает угловую зависимость эффективности «запирания» (воспроизведения) информации из -го информационного канала в отклике АДФЭ, приведённую на рис.8.

Рис. 8. Угловая зависимость интенсивности СФЭ от различных значений напряженности электрического поля бегущей волны с искусственно созданной пространственной неоднородностью [А9]

Анализ полученной угловой зависимости показывает, что происходит "запирание" информации от -го канала в отклике АДФЭ уже при углах между пространственными ориентациями стоячих волн меньше 10. Таким образом, можно создать большое число независимых каналов записи и воспроизведения информации, ассоциативным ключом доступа к которым является значение угла или между волновыми векторами (или между направлениями градиентов для бегущих волн).

Из развитой в [А11] теории следует, что возможно формирование отклика эха при одноимпульсном лазерном возбуждении и одновременном наложении соответствующих неоднородных электрических полей.

В случае когда после лазерного импульса на среду накладывается линейный градиент электрического поля и через время направление градиента меняется на 1800 ( в выражении (2)), возможно формирование отклика типа эхо, который экспериментально наблюдался в работе [6] на переходе в кристалле Eu:Y2SiO5.

В заключении сформулированы основные результаты и выводы диссертационной работы.

Основные результаты и выводы

  1. При воздействии на резонансную среду пространственно-неоднородного электрического поля возникает обратимое разрушение фазовой памяти резонансной среды, проявляющееся в изменении частотно-временной корреляции неоднородного уширения.
  2. Доказано, что возможно управление эффективностью запирания информации в режиме стимулированного фотонного эха путем варьирования градиента внешнего неоднородного электрического поля.
  3. Показано, что преимуществом предложенной схемы записи информации и ее ассоциативной выборки является то, что в каждом канале информация записывается сразу на всех оптических центрах, что не уменьшает интенсивности отклика от каждого канала. Кроме того, в каждом канале может быть записана и эхо-голографическая информация, закодированная в волновых фронтах возбуждающих импульсов, что не влияет на независимость отдельных каналов записи информации.
  4. Использование в качестве ассоциативного ключа доступа к записанной информации взаимной пространственной ориентации градиентов электрических полей, позволяет создавать большое количество независимых каналов записи информации.
  5. Показано, что подбор временных интервалов между парами возбуждающих импульсов приводит к высокому соотношению сигнал / шум при ассоциативной выборке информации.
  6. Исследована эффективность запирания информации при изменении взаимной ориентации градиентов внешних электрических полей, а также бегущих и стоячих нерезонансных волн. Все это дает возможность разработки ассоциативной оптической памяти, где ассоциативным ключом выборки информации является пространственная геометрия эксперимента.
  7. Теоретически доказано, что в случае воздействия на разных временных интервалах нерезонансных стоячих волн с разными частотами эффективность запирания информации оказывается зависящей от соотношения частот, что может быть использовано при создании независимых каналов записи и воспроизведения информации.
  8. Обосновано формирование градиентного (штарковского) эха, которое возникает при одноимпульсном лазерном возбуждении наложением неоднородных полей с противоположно направленными градиентами.

Список публикаций по теме диссертации

А1. Хакимзянова (Гарнаева) Г.И. Эффект запирания фотонного эха при различной геометрии эксперимента / Г.И. Хакимзянова (Гарнаева), Л.А. Нефедьев // Сборник статей Восьмой Международной молодежной научной школы «Когерентная оптика и оптическая спектроскопия» / Казань: КГУ. -2004. -С.353-358.

А2. Хакимзянова (Гарнаева) Г.И. Управление фазовой памятью в эхо-голографии / Г.И. Хакимзянова (Гарнаева), Л.А. Нефедьев // Сборник тезисов III Международного оптического конгресса «Оптика – XXI век», конференции «Фундаментальные проблемы оптики - 2004» / Санкт-Петербург: СПбГУ ИТМО. -2004. -С.20-21.

А3. Нефедьев Л.А. Корреляция неоднородного уширения и эффективность запирания информации в оптических эхо-процессорах / Л.А. Нефедьев, Г.И. Хакимзянова (Гарнаева) // Оптика и спектроскопия. -2005. -Т.98. № 1. -С.41-45.

А4. Хакимзянова (Гарнаева) Г.И. Угловые закономерности эффекта запирания фотонного эха / Г.И. Хакимзянова (Гарнаева), Л.А. Нефедьев // Сборник тезисов III Международной конференции «Фундаментальные проблемы физики» / Казань: КГУ. -2005. -С.172-173.

А5. Хакимзянова (Гарнаева) Г.И. Пространственные закономерности в эффекте «запирания» сигналов фотонного эха / Г.И. Хакимзянова (Гарнаева), Л.А. Нефедьев // Сборник тезисов III Международного симпозиума по фотонному эху и когерентной спектроскопии (ФЭКС – 2005) / Калининград (Светлогорск): -2005. -С.2.

А6. Хакимзянова (Гарнаева) Г.И. Ассоциативная оптическая память на основе эффекта «запирания» сигналов фотонного эха / Г.И. Хакимзянова (Гарнаева), Л.А. Нефедьев // Сборник тезисов IV Международной конференции молодых ученых и специалистов «Оптика - 2005» / Санкт-Петербург: СПбГУ ИТМО. -2005. -С.18-19.

А7. Нефедьев Л.А. Пространственные закономерности в эффекте «запирания» сигналов фотонного эха и ассоциативная оптическая память / Л.А. Нефедьев, Г.И. Хакимзянова (Гарнаева) // Оптика и спектроскопия. -2006. -Т.101. № 4. -С.637-641.

А8. Хакимзянова (Гарнаева) Г.И. Многоканальная запись информации при использовании эффекта «запирания» сигналов фотонного эха / Г.И. Хакимзянова (Гарнаева), Л.А. Нефедьев // Сборник статей десятой Международной молодежной научной школы «Когерентная оптика и оптическая спектроскопия» / Казань: КГУ. -2006. -С.103-106.

А9. Гарнаева (Хакимзянова) Г.И. Эффект «запирания» сигналов фотонного эха нерезонансными стоячими волнами с разными частотами / Г.И. Гарнаева (Хакимзянова), Л.А. Нефедьев // Сборник статей двенадцатой Международной молодежной научной школы «Когерентная оптика и оптическая спектроскопия» / Казань: КГУ. -2008.

А10. Гарнаева (Хакимзянова) Г.И. Эффект «запирания» информации лазерными нерезонансными импульсами в оптической эхо-голографии / Г.И. Гарнаева (Хакимзянова), Л.А. Нефедьев // Сборник тезисов V Международная конференция «Фундаментальные проблемы оптики» «ФПО - 2008» / Санкт-Петербург: СПбГУ ИТМО. -2008.

А11. Нефедьев Л.А. Эффект «запирания» сигналов фотонного эха при многоканальной записи информации / Л.А. Нефедьев, Г.И. Гарнаева (Хакимзянова) // Оптика и спектроскопия. -2008. -Т.105. № 6. -С.1007-1012.

А12. Гарнаева (Хакимзянова) Г.И. Структурные исследования успеваемости студентов физического факультета ТГГПУ / Г.И. Гарнаева (Хакимзянова), Л.А. Нефедьев, Е.А. Кузнецов // Вестник ТГГПУ / Казань: ТГГПУ. -2008. №4 (15). –С.45-48.

А13. Гарнаева (Хакимзянова) Г.И. Многоканальная запись информации при эффекте «запирания» сигнал фотонного эха / Г.И. Гарнаева (Хакимзянова), Л.А. Нефедьев, Л.И. Хасанова // Вестник ТГГПУ / Казань: ТГГПУ. -2008. №4 (15). –С.21-24.

А14. Гарнаева Г.И. Эффект «запирания» информации в оптических запоминающих устройствах на основе фотонного эха / Г.И. Гарнаева, Л.А. Нефедьев // Вестник ЧелГУ. -2009. Выпуск 6 (физика). № 25 (163). -С.13-22.

А15. Гарнаева Г.И. Эффективность «запирания» информации в зависимости от взаимной ориентации пространственно неоднородных электромагнитных полей / Г.И. Гарнаева, Л.А. Нефедьев // Вестник ЧелГУ. -2009. Выпуск 5 (физика). № 24 (162). -С.40-49.

А16. Гарнаева (Хакимзянова) Г.И. Многоканальная запись информации на основе эффекта «запирания» сигналов фотонного эха / Г.И. Гарнаева (Хакимзянова), Л.А. Нефедьев, Р.Г. Усманов // Оптический журнал. -2009.

Список цитируемой литературы

Pages:     | 1 || 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»