Динамика релаксации люминесценции планарных и свернутых нанокристаллов CdSe в матрице фотонного кристалла

А. С. Селюков, М. И. Данилкин, С. П. Елисеев, А. С. Кузнецов, В. П. Графова, С. О. Климонский, Ю. Г. Вайнер, Р. Б. Васильев, А. Г. Витухновский

  • Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН, г. Москва
  • Всероссийский институт научной и технической информации РАН, г. Москва
  • Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет), г. Долгопрудный, Московская обл.
  • Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова
  • Институт спектроскопии РАН, г. Москва, г. Троицк
Аннотация: Приведены результаты исследования образцов инвертированных фотонно-кристаллических пленок, содержащих планарные и свернутые в форме свитков нанокристаллы CdSe. Получены спектры пропускания данных структур, подтверждающие наряду с изменением цвета пленок вхождение в них нанокристаллов, изучена динамика затухания интенсивности фотолюминесценции. Показано, что фотонно-кристаллическая матрица оказывает существенное влияние на кинетику люминесценции наноструктур. Различия кривых затухания, измеренных для нанокристаллов в фотонно-кристаллической матрице и для их ансамбля на стеклянной подложке, объяснены влиянием стоп-зоны фотонного кристалла, а также самой кристаллической матрицы, которая ориентирует анизотропные нанокристаллы и предотвращает их агрегацию. Полученные результаты могут представлять существенный интерес с точки зрения потенциальных применений в оптоэлектронных устройствах.
Ключевые слова: нанопластины, наносвитки, CdSe, фотонный кристалл, кинетика люминесценции
Поступила в редакцию: 03.02.2020
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:3, 252–255
Образец цитирования: А. С. Селюков, М. И. Данилкин, С. П. Елисеев, А. С. Кузнецов, В. П. Графова, С. О. Климонский, Ю. Г. Вайнер, Р. Б. Васильев, А. Г. Витухновский, “Динамика релаксации люминесценции планарных и свернутых нанокристаллов CdSe в матрице фотонного кристалла”, Квантовая электроника, 50:3 (2020), 252–255 [Quantum Electron., 50:3 (2020), 252–255]

Фемтосекундная динамика мод полости в пленке ZnSe на металле

Е. А. Виноградов

  • Институт спектроскопии РАН, г. Москва, г. Троицк
Аннотация: Методом фемтосекундной спектроскопии “накачка – широкополосное зондирование” изучена сверхбыстрая эволюция мод полости в пленке ZnSe на металле (Cr, Cu, Ni) во временном диапазоне несколько десятков фемтосекунд. При фемтосекундном возбуждении микрополости в ZnSe на металле возникают изменения параметров мод полости (мод Фабри–Перо в пленках ZnSe на металлической подложке). Сдвиги частот мод полости связаны с фотоиндуцированными изменениями граничных условий и оптической толщины микрополости.
Ключевые слова: фемтосекундная спектроскопия, полупроводниковые пленки, мода полости, граничные условия, диэлектрическая проницаемость, барьер Шоттки.
Поступила в редакцию: 24.12.2019
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:3, 246–251
Образец цитирования: Е. А. Виноградов, “Фемтосекундная динамика мод полости в пленке ZnSe на металле”, Квантовая электроника, 50:3 (2020), 246–251 [Quantum Electron., 50:3 (2020), 246–251]

Детектирование когерентных оптических фононов в тонкой плёнке висмута методом сверхбыстрой электронной дифракции

Б. Н. Миронов, С. А. Асеев, А. А. Ищенко, И. В. Кочиков, С. В. Чекалин, Е. А. Рябов

  • Институт спектроскопии РАН, г. Москва, г. Троицк
  • Российский технологический университет (МИРЭА), Институт тонких химических технологий им.М.В.Ломоносова, г. Москва
  • Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, физический факультет
Аннотация: Когерентная динамика осцилляций решётки в плёнке толщиной ~20 нм, полученной термическим распылением висмута, исследовалась с помощью ультракоротких электронных сгустков, синхронизированных с облучающими образец фемтосекундными лазерными импульсами. Из фурье-анализа данных сверхбыстрой электронной дифракции (СЭД) следует, что наблюдаемая модуляция сигнала обусловлена ансамблем мод, отвечающих оптическим фононам с частотами приблизительно 3, 6 и 9 ТГц. Сделан вывод, что эти пики соответствуют проявлению моды A1g висмута (трёхтерагерцевый пик), а также её первого и второго обертонов, что, вероятно, обусловлено квантовым конфайнментом в 20-нанометровой наноструктуре Bi. Пронализирована возможность детального исследования квантово-размерного эффекта в висмуте с помощью просвечивающей СЭД.
Ключевые слова: сверхбыстрая электронная дифракция, фемтосекундное лазерное излучение, оптические фононы, тонкая плёнка висмута.
Поступила в редакцию: 29.01.2020
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:3, 242–245
Образец цитирования: Б. Н. Миронов, С. А. Асеев, А. А. Ищенко, И. В. Кочиков, С. В. Чекалин, Е. А. Рябов, “Детектирование когерентных оптических фононов в тонкой плёнке висмута методом сверхбыстрой электронной дифракции”, Квантовая электроника, 50:3 (2020), 242–245 [Quantum Electron., 50:3 (2020), 242–245]

Оптические свойства платоновых кластеров из плазмонных наночастиц

В. В. Климов, Г. В. Шаронов

  • Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН, г. Москва
  • Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н. И. Пирогова, г. Москва
Аннотация: В рамках дипольной аппроксимации разработана модель оптических свойств метаатома, состоящего из сферических наночастиц, расположенных в вершинах платоновых тел. На основе модели найдена и проанализирована динамика изменения оптических спектров при изменении длины ребра многогранника. Обнаружена сильная гибридизация и расщепление первоначально вырожденных мод отдельных наночастиц. Полученные результаты могут быть положены в основу работы оптического наносенсора, позволяющего определять изменение химического и биологического состава окружающей среды.
Ключевые слова: ДНК-оригами, плазмоны, наночастицы, метаатомы, олигонуклеотиды, ДНК, биосенсоры, платоновы кластеры, оптические спектры.
Поступила в редакцию: 29.01.2020
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:3, 237–241
Образец цитирования: В. В. Климов, Г. В. Шаронов, “Оптические свойства платоновых кластеров из плазмонных наночастиц”, Квантовая электроника, 50:3 (2020), 237–241 [Quantum Electron., 50:3 (2020), 237–241]

О деградации контраста короткого светового импульса в CPA-системе

А. В. Масалов, В. В. Чвыков

  • Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН, г. Москва
  • Colorado State University, USA
Аннотация: Рассчитано влияние четырехволнового смешения основного импульса излучения с компонентами фонового излучения на величину контраста выходного излучения в системе усиления чирпированных импульсов петаваттных лазерных установок. Представлены формулы, позволяющие количественно оценить вклады двух механизмов – керровской нелинейности показателя преломления усиливающей среды и насыщения усиления. Для типичных значений нелинейного показателя преломления оба вклада сопоставимы. Отмечена возможность взаимного погашения нелинейных вкладов. Рассмотрено влияние спектральной фильтрации излучения на контраст выходного импульса.
Ключевые слова: контраст импульса, четырехволновое смешение, керровская нелинейность, насыщение усиления, чирпированные импульсы.
Поступила в редакцию: 10.02.2020
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:3, 231–236
Образец цитирования: А. В. Масалов, В. В. Чвыков, “О деградации контраста короткого светового импульса в CPA-системе”, Квантовая электроника, 50:3 (2020), 231–236 [Quantum Electron., 50:3 (2020), 231–236]

Управление лазерным полем субизлучательных состояний системы из нескольких атомов в конфигурации, близкой к правильному многоугольнику

А. А. Макаров, В. И. Юдсон

  • Институт спектроскопии РАН, г. Москва, г. Троицк
  • Национальный исследовательский университет “Высшая школа экономики”, г. Москва
Аннотация: Часть коллективных возбуждений ансамбля близкорасположенных (двухуровневых) атомов может характеризоваться чрезвычайно малыми скоростями радиационного распада, что представляет значительный интерес для хранения квантовой информации. Такие (тёмные) состояния реализуются, например, в планарной геометрии, когда атомы находятся в узлах правильного многоугольника. Однако скорость распада таких возбуждений резко возрастает при отклонении геометрии от идеальной. На примере малой деформации квадрата в ромб показано, что увеличение скорости распада тёмного состояния из-за нарушения симметрии может быть компенсировано подстройкой частоты перехода некоторых атомов при воздействии внешнего лазерного излучения.
Ключевые слова: атомные ансамбли, спонтанный распад, субизлучательные состояния, квантовая информация.
Поступила в редакцию: 11.02.2020
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:3, 225–230
Образец цитирования: А. А. Макаров, В. И. Юдсон, “Управление лазерным полем субизлучательных состояний системы из нескольких атомов в конфигурации, близкой к правильному многоугольнику”, Квантовая электроника, 50:3 (2020), 225–230 [Quantum Electron., 50:3 (2020), 225–230]

Раби-спектроскопия часового перехода в атомах тулия в одномерной оптической решетке

Е. С. Федорова, Д. О. Трегубов, А. А. Головизин, Д. А. Мишин, Д. И. Проворченко, К. Ю. Хабарова, В. Н. Сорокин, Н. Н. Колачевский

  • Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН, г. Москва
  • Российский квантовый центр, Москова, Сколково
Аннотация: Описаны результаты исследований часового перехода на длине волны 1.14 мкм в атомах тулия, захваченных в одномерную оптическую решетку в режиме Лэмба–Дике, что позволяет полностью подавить как уширение перехода за счет эффекта Доплера первого порядка, так и вызванный эффектом отдачи сдвиг частоты перехода. Исследованы спектры возбуждения боковых колебательных частот и осцилляции Раби населенности между уровнями часового перехода под действием резонансного излучения
Ключевые слова: оптическая решетка, боковые колебательные частоты, режим Лэмба–Дике, осцилляции Раби, оптические часы, часовой переход, ультрахолодные атомы, тулий
Поступила в редакцию: 11.02.2020
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:3, 220–224
Образец цитирования: Е. С. Федорова, Д. О. Трегубов, А. А. Головизин, Д. А. Мишин, Д. И. Проворченко, К. Ю. Хабарова, В. Н. Сорокин, Н. Н. Колачевский, “Раби-спектроскопия часового перехода в атомах тулия в одномерной оптической решетке”, Квантовая электроника, 50:3 (2020), 220–224 [Quantum Electron., 50:3 (2020), 220–224]

Трехчастичные резонансы Фёрстера нового типа в ридберговских атомах

П. Шене, К.-Л. Фам, П. Пиле, И. И. Бетеров, И. Н. Ашкарин, Д. Б. Третьяков, Е. А. Якшина, В. М. Энтин, И. И. Рябцев

  • Laboratoire Aime Cotton, CNRS, France
  • Université Paris-Sud, France
  • ENS-Cachan, Université Paris-Saclay, France
  • Институт физики полупроводников СО РАН, г. Новосибирск
  • Новосибирский государственный университет
  • Новосибирский государственный технический университет
Аннотация: Трехчастичные резонансы Фёрстера 3 × nP3/2(|M|) → nS1/2 + (n + 1)S1/2 + nP3/2(|M*|), управляемые постоянным электрическим полем, реализованы ранее авторами в ансамбле нескольких холодных ридберговских атомов Rb. Одним из недостатков таких резонансов при возможном использовании их для выполнения трехкубитовых квантовых операций является близость двухчастичного резонанса Фёрстера 2 × nP3/2 → nS1/2 + (n + 1)S1/2, а также возможность их реализации только для состояний со значениями главного квантового числа n ≤ 38. Предложен и проанализирован трехчастичный резонанс нового типа 3 × nP3/2 → nS1/2 + (n + 1)S1/2 + nP1/2, который можно реализовать для произвольных n. Его особенностью является также то, что третий атом переходит в состояние с другим полным моментом J = 1/2, которое не имеет штарковской структуры, поэтому двухчастичный резонанс полностью отсутствует. Численные расчеты показали, что для не слишком сильного взаимодействия возможно наблюдение когерентных трехчастичных осцилляций населенностей коллективных состояний, что представляет интерес для разработки новых схем трехкубитовых квантовых операций, управляемых электрическим полем.
Ключевые слова: ридберговские атомы, взаимодействие, резонанс Фёрстера
Поступила в редакцию: 30.01.2020
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:3, 213–219
Образец цитирования: П. Шене, К.-Л. Фам, П. Пиле, И. И. Бетеров, И. Н. Ашкарин, Д. Б. Третьяков, Е. А. Якшина, В. М. Энтин, И. И. Рябцев, “Трехчастичные резонансы Фёрстера нового типа в ридберговских атомах”, Квантовая электроника, 50:3 (2020), 213–219 [Quantum Electron., 50:3 (2020), 213–219]

Спектроскопия поглощения атомов в оптической дипольной ловушке методом их спектрально-селективного нагрева пробным полем

А. Е. Афанасьев, A. M. Машко, А. А. Мейстерсон, В. И. Балыкин

  • Институт спектроскопии РАН, г. Москва, г. Троицк
  • Национальный исследовательский университет “Высшая школа экономики”, г. Москва
Аннотация: Исследованы спектральные свойства атомов, локализованных в оптической дипольной ловушке, методом их спектрально-селективного нагрева пробным полем. В основе метода лежит измерение числа атомов в ловушке после их взаимодействия с пробным полем. Зависимость числа атомов от частоты пробного поля полностью характеризует сдвиг и ширину спектральной линии поглощения локализованных атомов.
Ключевые слова: оптическая дипольная ловушка, оптическая локализация атомов, спектрально-селективный нагрев, лазерное пробное поле.
Поступила в редакцию: 11.02.2020
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:3, 206–212
Образец цитирования: А. Е. Афанасьев, A. M. Машко, А. А. Мейстерсон, В. И. Балыкин, “Спектроскопия поглощения атомов в оптической дипольной ловушке методом их спектрально-селективного нагрева пробным полем”, Квантовая электроника, 50:3 (2020), 206–212 [Quantum Electron., 50:3 (2020), 206–212]

К 80-летию со дня рождения В.С.Летохова

В. Н. Задков

  • Институт спектроскопии РАН, г. Москва, г. Троицк
Аннотация: Подмосковный Троицк занимает особое место среди городов, связанных с лазерной физикой и фотоникой и их применениями. Именно здесь находится Институт спектроскопии РАН, в котором работал выдающийся советский и российский учёный Владилен Степанович Летохов. В честь 80-летия со дня его рождения в Институте спектроскопии с 11 по 12 ноября 2019 г. проходил организованный при поддержке РФФИ Международный симпозиум по лазерной спектроскопии, программа которого охватывала наиболее актуальные направления лазерной спектроскопии атомов, ионов, молекул, кластеров, конденсированных сред, оптики и спектроскопии единичных нанообъектов и наноструктур, а также вопросы разработки и применения новых спектральных методов и оптических приборов для решения научных и прикладных задач.
Поступила в редакцию: 18.02.2020
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:3, 205
Образец цитирования: В. Н. Задков, “К 80-летию со дня рождения В.С.Летохова”, Квантовая электроника, 50:3 (2020), 205 [Quantum Electron., 50:3 (2020), 205]