Выделение двумерного контура изображения с использованием двух порядков брэгговской дифракции

В. М. Котов, С. В. Аверин

  • Фрязинский филиал Института радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН
Аннотация: Исследован процесс выделения двумерного контура изображения с использованием акустооптического пространственного фильтра, основанного на дифракции света в два порядка. Теоретически показано, что дифракция, происходящая в кристалле парателлурита на “медленной” звуковой волне, распространяющейся ортогонально оптической оси кристалла, позволяет выделять двумерный контур изображения, переносимого оптическим излучением с длиной волны 0.63 мкм, в широкой полосе акустических частот: 25–50 МГц. Экспериментально получено выделение двумерного контура изображения на частоте звука 29 МГц.
Ключевые слова: выделение двумерного контура изображения, акустооптическая дифракция, брэгговский режим, дифракция в два порядка
Поступила в редакцию: 23.10.2019
Исправленный вариант: 30.12.2019
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:3, 305–308
Образец цитирования: В. М. Котов, С. В. Аверин, “Выделение двумерного контура изображения с использованием двух порядков брэгговской дифракции”, Квантовая электроника, 50:3 (2020), 305–308 [Quantum Electron., 50:3 (2020), 305–308]

Наноалмазы с SiV-центрами окраски для квантовых технологий

А. И. Зеленеев, С. В. Большедворский, В. В. Сошенко, О. Р. Рубинас, А. С. Гаранина, С. Г. Ляпин, В. Н. Агафонов, Р. Е. Узбеков, О. С. Кудрявцев, В. Н. Сорокин, А. Н. Смолянинов, В. А. Давыдов, А. В. Акимов

  • Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)
  • Российский квантовый центр, Москва, Сколково
  • ООО “Фотонные нано-мета технологии”, Москва, Сколково
  • Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН, г. Москва
  • University of Tours, France
  • Институт физики высоких давлений им. Л. Ф. Верещагина РАН, г. Москва, г. Троицк
  • Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН, г. Москва
  • Texas A&M University, USA
Аннотация: Исследованы свойства центров окраски кремний-вакансия (SiV-центр) в ультрананоразмерных алмазах. Наноалмазы были получены посредством индуцируемых высокими давлениями и температурами превращений смесей органических и гетероорганических соединений, не содержащих металл-катализаторов. Распределение по размерам выращенных наноалмазов определялось методами просвечивающей электронной микроскопии и атомно-силовой микроскопии, а также оценивалось с использованием модели пространственной локализации фононов. Исследованы также спектры комбинационного рассеяния различных наноалмазов и люминесцентные свойства SiV-центров в них.
Ключевые слова: наноалмазы, SiV-центр, напряжения в кристаллической решетке, спектроскопия комбинационного рассеяния, люминесцентная спектроскопия, зондовая микроскопия
Поступила в редакцию: 14.11.2019
Исправленный вариант: 19.12.2019
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:3, 299–304
Образец цитирования: А. И. Зеленеев, С. В. Большедворский, В. В. Сошенко, О. Р. Рубинас, А. С. Гаранина, С. Г. Ляпин, В. Н. Агафонов, Р. Е. Узбеков, О. С. Кудрявцев, В. Н. Сорокин, А. Н. Смолянинов, В. А. Давыдов, А. В. Акимов, “Наноалмазы с SiV-центрами окраски для квантовых технологий”, Квантовая электроника, 50:3 (2020), 299–304 [Quantum Electron., 50:3 (2020), 299–304]

Поляризационный преобразователь на квантовой точке в оптомеханическом резонаторе

А. В. Цуканов, И. Ю. Катеев

  • Физико-технологический институт им. К.А.Валиева РАН, г. Москва
Аннотация: Предложена схема квантового преобразователя поляризации фотонов, которая базируется на управляемых электронфотон-фононных переходах в гибридной полупроводниковой наноструктуре. Данная структура состоит из квантовой точки (КТ) GaAs/InAs, имеющей форму параллелепипеда и содержащей один электрон, и оптомеханического микрорезонатора (МР) на основе фотонного кристалла (ФК), поддерживающего две фотонные моды с ортогональными поляризациями и одну механическую (фононную) моду. В рамках микроскопической теории найдены рабочие характеристики КТ и МР. Вычислены населенности состояний системы как функции времени и ее параметров. Показана принципиальная возможность конверсии поляризации фотонов с использованием переходов в пятиуровневой резонансной схеме для когерентного (однофотонного) и установившегося (субфотонного) режимов. Проведено моделирование оптического и механического спектров МР и подобраны параметры структуры ФК, обеспечивающие эффективную работу преобразователя.
Ключевые слова: квантовая точка, микрорезонатор, поляризация, фотонный кристалл, оптические фононы, оптомеханика
Поступила в редакцию: 07.11.2019
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:3, 291–298
Образец цитирования: А. В. Цуканов, И. Ю. Катеев, “Поляризационный преобразователь на квантовой точке в оптомеханическом резонаторе”, Квантовая электроника, 50:3 (2020), 291–298 [Quantum Electron., 50:3 (2020), 291–298]

Влияние отстроек частоты на генерацию бриллюэновского излучения в микрорезонаторах

Д. А. Коробко, И. О. Золотовский, В. В. Светухин, А. В. Жуков, А. Н. Фомин, К. В. Борисова, А. А. Фотиади

  • Ульяновский государственный университет
  • Научно-производственный комплекс “Технологический Центр” г. Москва, г. Зеленоград
  • University of Mons, Belgium
Аннотация: Теоретически исследована генерация бриллюэновского излучения в микрорезонаторах в случае несовпадения бриллюэновского сдвига с межмодовым расстоянием микрорезонатора. Показано, что, несмотря на возрастание порога генерации, в этом случае можно добиться существенного повышения интенсивности бриллюэновского сигнала по сравнению с резонансным случаем. Необходимым условием этого эффекта является выбор оптимального значения отстройки частоты излучения накачки от частоты соответствующей моды микрорезонатора. Следствием повышения порога генерации является также сужение диапазона генерации бриллюэновского сигнала в нерезонансном случае, что при оптимальном выборе отстройки приводит к снижению уровня шумов сигнала. Аналитические расчеты подтверждены результатами численного моделирования.
Ключевые слова: узкополосные лазеры, ВРМБ-лазеры, микрорезонаторы, бриллюэновский сдвиг
Поступила в редакцию: 22.10.2019
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:3, 284–290
Образец цитирования: Д. А. Коробко, И. О. Золотовский, В. В. Светухин, А. В. Жуков, А. Н. Фомин, К. В. Борисова, А. А. Фотиади, “Влияние отстроек частоты на генерацию бриллюэновского излучения в микрорезонаторах”, Квантовая электроника, 50:3 (2020), 284–290 [Quantum Electron., 50:3 (2020), 284–290]

Многочастотные планарные лазеры среднего ИК диапазона с импульсной СВЧ накачкой

А. П. Минеев, С. М. Нефедов, П. П. Пашинин, П. А. Гончаров, В. В. Киселев, О. М. Стельмах

  • Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН, г. Москва
Аннотация: Исследованы и оптимизированы характеристики излучения импульсно-периодических планарных HF-, DF-, HF–DF-, Xe- и HF–DF–Xe(Kr)-лазеров, возбуждаемых СВЧ разрядом (2.45 ГГц), с диффузионным охлаждением в зависимости от длительности (10–40 мкс) и частоты следования (50–400 Гц) импульсов накачки, состава и давления смеси рабочих газов (30–200 Тор) при малых (до 0.6 л /с) скоростях прокачки газа. В газоразрядном HF–DF–Xe-лазере впервые продемонстрирована одновременная работа как химического молекулярного HF–DF-лазера, так и рекомбинационного лазера на переходах атома ксенона, генерирующих широкополосное (октава) излучение в диапазоне 2.0–4.2 мкм с выходной средней мощностью излучения 43 мВт и КПД 0.9%. При замене ксенона на криптон в HF–DF–Kr-лазере получена генерация на длинах волн 2.52–4.15 мкм. В HF–DF-лазере осуществлена генерация одновременно в двух спектральных диапазонах: 2.7–2.9 мкм и 3.6–4.2 мкм с выходной мощностью излучения ~50 мВт. Установлено, что уменьшение длительности импульсов накачки при увеличении частоты их следования (ЧСИ) для сохранения среднего энерговклада приводит к росту средней выходной мощности и КПД лазера. При небольших ЧСИ (50–100 Гц) и малой скорости прокачки смеси газов возможна эффективная замена буферного газа гелия на неон. Генерация Хе-лазера получена в спектральном диапазоне 2.03–3.65 мкм; средняя выходная мощность излучения при длительности импульса накачки 20 мкс и ЧСИ до 10 кГц составила 580 мВт при максимальном КПД 0.55%. Полученные экспериментальные результаты демонстрируют возможность создания широкополосного HF–DF–Xe-лазера в области частот излучения 2–4 мкм с заданным соотношением интенсивностей в различных спектральных диапазонах.
Ключевые слова: планарный HF–DF–Xe-лазер, газовый разряд, спектральные характеристики, многочастотная генерация.
Поступила в редакцию: 29.10.2019
Исправленный вариант: 21.11.2019
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:3, 277–283
Образец цитирования: А. П. Минеев, С. М. Нефедов, П. П. Пашинин, П. А. Гончаров, В. В. Киселев, О. М. Стельмах, “Многочастотные планарные лазеры среднего ИК диапазона с импульсной СВЧ накачкой”, Квантовая электроника, 50:3 (2020), 277–283 [Quantum Electron., 50:3 (2020), 277–283]

Источник излучения на длине волны 457 нм на основе полупроводникового лазера для прецизионной спектроскопии атомов магния

А. Н. Гончаров, В. И. Барауля, А. Э. Бонерт, М. А. Тропников

  • Институт лазерной физики СО РАН, г. Новосибирск
  • Новосибирский национальный исследовательский государственный университет
  • Новосибирский государственный технический университет
Аннотация: Сообщается о создании высокостабильного источника излучения на длине волны 457 нм на основе диодного лазера и полупроводникового усилителя с расширяющимся каналом усиления, работающего по двухпроходной схеме. Частота излучения полупроводникового лазера стабилизировалась по полосе пропускания высокодобротного опорного интерферометра Фабри–Перо и удваивалась в нелинейном кристалле PPSLT, помещенном во внешний резонатор. При максимальной мощности излучения на длине волны 457 нм, равной 200 мВт, ширина линии излучения составила менее 5 кГц. Работоспособность источника излучения продемонстрирована в экспериментах по прецизионной спектроскопии холодных атомов магния в магнитооптической ловушке.
Ключевые слова: стандарты частоты, магний, полупроводниковый лазер, оптический усилитель, магнитооптическая ловушка, прецизионная спектроскопия
Поступила в редакцию: 02.12.2019
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:3, 272–276
Образец цитирования: А. Н. Гончаров, В. И. Барауля, А. Э. Бонерт, М. А. Тропников, “Источник излучения на длине волны 457 нм на основе полупроводникового лазера для прецизионной спектроскопии атомов магния”, Квантовая электроника, 50:3 (2020), 272–276 [Quantum Electron., 50:3 (2020), 272–276]

Передача сигнала частоты по высокостабильному открытому воздушному каналу

К. С. Кудеяров, Д. С. Крючков, Г. А. Вишнякова, Н. О. Жаднов, К. Ю. Хабарова, Н. Н. Колачевский

  • Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН, г. Москва
  • ФГУП “Всероссийский научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений”, п. Менделеево, Московская обл.
  • Российский квантовый центр, Москова, Сколково
Аннотация: Продемонстрирована передача оптического сигнала на длине волны 1542 нм по высокостабильному открытому воздушному каналу длиной 5 м с системой компенсации фазовых шумов, вызванных атмосферными флуктуациями. Исследованы фазовые шумы, вносимые линией, и их вклад в нестабильность передачи частоты. Показано, что при включенной системе фазовой компенсации вклад линии в относительную нестабильность передаваемого сигнала в терминах девиации Аллана достигает 1.7 × 10-19 на времени усреднения 5000 с.
Ключевые слова: передача оптического сигнала частоты, относительная нестабильность частоты, девиация Аллана, спектральная плотность мощности флуктуаций, открытый воздушный канал, атмосферная турбулентность
Поступила в редакцию: 04.02.2020
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:3, 267–271
Образец цитирования: К. С. Кудеяров, Д. С. Крючков, Г. А. Вишнякова, Н. О. Жаднов, К. Ю. Хабарова, Н. Н. Колачевский, “Передача сигнала частоты по высокостабильному открытому воздушному каналу”, Квантовая электроника, 50:3 (2020), 267–271 [Quantum Electron., 50:3 (2020), 267–271]

Структурный фазовый переход и проявление вихревых токов в ИК спектрах отражения полупроводниковых пленок PbSnTe

В. А. Яковлев, А. В. Муратов, И. В. Кучеренко, В. С. Виноградов, Н. Н. Новикова, Г. Карчевски, Ш. Шрайэк

  • Институт спектроскопии РАН, г. Москва, г. Троицк
  • Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН, г. Москва
  • Institute of Physics, Polish Academy of Sciences, Poland
  • Physikalisches Institute, Universität Würzburg, Germany
Аннотация: Исследованы температурные зависимости спектров инфракрасного отражения тонких (~60 нм) пленок Pb1-xSnxTe с х = 0.25, 0.53 и 0.59, выращенных методом молекулярно-лучевой эпитаксии на гибридных подложках GaAs/CdTe в области 20–5500 см-1 в интервале температур 5–300 K. Из спектров определены температурные зависимости частот поперечных фононов и плазмонов этих пленок, позволившие обнаружить структурный фазовый переход при ТC ≈ 50 K. Выявлено увеличение плазменных частот с уменьшением ширины запрещенной зоны при охлаждении образца от 300 до 77 K. Увеличение плазменной частоты в основном может быть связано с увеличением концентрации носителей и c переходом их из вихревых токов на поверхности пленки в валентную зону.
Ключевые слова: спектры отражения, дисперсионный анализ, поперечные фононы, фазовый переход, плазменная частота, вихревые токи
Поступила в редакцию: 03.02.2020
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:3, 263–266
Образец цитирования: В. А. Яковлев, А. В. Муратов, И. В. Кучеренко, В. С. Виноградов, Н. Н. Новикова, Г. Карчевски, Ш. Шрайэк, “Структурный фазовый переход и проявление вихревых токов в ИК спектрах отражения полупроводниковых пленок PbSnTe”, Квантовая электроника, 50:3 (2020), 263–266 [Quantum Electron., 50:3 (2020), 263–266]

Спектроскопическое исследование кристаллов GdVO4 : Yb + Er

С. А. Климин, П. Луазо, Д. Коран, М. Н. Попова

  • Институт спектроскопии РАН, г. Москва, г. Троицк
  • Chimie ParisTech, PSL Research University, CNRS, Institut de Recherche de Chimie Paris, France
Аннотация: Синтезированы кристаллы GdVO4, легированные эрбием и иттербием с разными концентрациями, с целью выяснения их спектроскопических и кинетических свойств и природы активных центров. По спектрам пропускания и люминесценции в поляризованном свете построены схемы электронных уровней иона Er3+. Обнаружено, что время жизни на нижнем уровне возбужденного мультиплета 4I11/2 заметно снижается при увеличении концентрации иттербия. Наблюдалось образование неэквивалентных центров эрбия в кристаллах при повышении концентрации иттербия.
Ключевые слова: GdVO4 :Yb + Er, штарковские уровни, люминесценция, времена жизни, неэквивалентные центры
Поступила в редакцию: 04.02.2020
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:3, 259–262
Образец цитирования: С. А. Климин, П. Луазо, Д. Коран, М. Н. Попова, “Спектроскопическое исследование кристаллов GdVO4 : Yb + Er”, Квантовая электроника, 50:3 (2020), 259–262 [Quantum Electron., 50:3 (2020), 259–262]

Неоднородное уширение и расщепление линий в спектрах YAG:Tm

М. Н. Попова, Е. П. Чукалина, С. А. Климин, М. Ч. Чу

  • Институт спектроскопии РАН, г. Москва, г. Троицк
  • Center of Crystal Research, National Sun Yat-Sen University, Taiwan
Аннотация: По спектрам высокого разрешения исследованы форма и тонкая структура линий электронных f – f переходов ионов Tm3+ в многофункциональных кристаллах гранатов Y3Al5O12. Неоднородно уширенные линии имеют лоренцеву форму, что свидетельствует о доминирующем вкладе точечных дефектов в неоднородное уширение. Дефекты типа “иттрий на месте алюминия”, возникающие в процессе высокотемпературного роста из расплава, обуславливают также появление спектральных спутников около основных линий.
Ключевые слова: YAG:Tm, спектроскопия высокого разрешения, форма линий, спектральные спутники
Поступила в редакцию: 10.02.2020
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:3, 256–258
Образец цитирования: М. Н. Попова, Е. П. Чукалина, С. А. Климин, М. Ч. Чу, “Неоднородное уширение и расщепление линий в спектрах YAG:Tm”, Квантовая электроника, 50:3 (2020), 256–258 [Quantum Electron., 50:3 (2020), 256–258]