Теоретическое исследование группового показателя преломления ng в четырехуровневой инвертированной системе Y-типа при взаимодействии атома 87Rb с лазерным излучением

Аннотация: Теоретически исследована дисперсия, связанная с электромагнитно-индуцированной прозрачностью (ЭИП), и соответствующие профили группового показателя преломления (ГПП) n_g четырехуровневой инвертированной системы Y-типа при взаимодействии трех оптических полей (пробного, накачки и управляющего) с атомами ⁸⁷Rb. Уравнения для матрицы плотности выводятся из полуклассического уравнения Лиувилля и для изучения когерентных нелинейно-оптических свойств среды решаются как численно, так и аналитически. Вначале представлены профили ЭИП, дисперсии и соответствующего ГПП n_g при включении/выключении, а также при резонансном/нерезонансном воздействии лазеров накачки и управления. При включении как лазера накачки, так и управляющего лазера, в центре линии перестройки частоты пробного излучения происходят увеличение окна ЭИП, резкий всплеск ЭИП и связанный с этим более крутой наклон дисперсии. Изучены профили ГПП в зависимости от напряженности отдельных приложенных оптических полей. Подробно исследовано влияние скорости декогеренции основного состояния на профиль ГПП. Обнаружено, что управление значениями n_g и изменение соответствующей групповой скорости υ_g пробной волны от субсветовых до сверхсветовых значений легко достигается изменением напряженности приложенных полей и скорости декогеренции основного состояния. Кроме того, изучение изменения ГПП в зависимости от частот Раби накачки и управляющего излучения дало возможность объяснить явление “оптического переключения” в среде на основе ЭИП.

Ключевые слова: электромагнитно-индуцированная прозрачность, дисперсия, групповой показатель преломления n_g, матрица плотности, атомы Rb, медленный и быстрый свет