Оптическая система для выполнения точных двухкубитовых вентилей с нейтральными атомами

П. И. Бетлени, И. И. Бетеров

  • Институт физики полупроводников им. А. В. Ржанова СО РАН, г. Новосибирск
  • Новосибирский государственный университет
  • Институт лазерной физики СО РАН, г. Новосибирск
  • Новосибирский государственный технический университет
Аннотация: Рассмотрены схемы лазерного возбуждения ультрахолодных ридберговских атомов рубидия в оптических дипольных ловушках для выполнения двухкубитовых вентилей с нейтральными атомами. Обсуждаются достоинства и недостатки схем с использованием объективов, устанавливаемых снаружи стеклянной ячейки, и с использованием асферических линз, устанавливаемых внутри вакуумной камеры. Предложена схема объектива с числовой апертурой 0.39 и рабочим отрезком 19 мм, который может быть установлен внутри вакуумной камеры и совмещен с системой электродов для управления электрическим полем в области взаимодействия атомов с лазерным излучением.
Ключевые слова: ридберговские атомы, дипольные ловушки, квантовые вычисления.
Поступила в редакцию: 23.05.2022

Образец цитирования: П. И. Бетлени, И. И. Бетеров, “Оптическая система для выполнения точных двухкубитовых вентилей с нейтральными атомами”, Квантовая электроника, 52:7 (2022), 640–644

 

Модуляционная неустойчивость при распространении трех или четырех волноводных мод в тонкой левоориентированной пленке на правоориентированной нелинейной подложке

Ю. В. Зеленецкая, Е. В. Кузьминская, Р. В. Литвинов, Н. Р. Мелихова

  • Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники
  • Национальный исследовательский Томский политехнический университет
Аннотация: Модуляционная неустойчивость ТЕ2-мод, распространяющихся в тонкой левоориентированной пленке на правоориентированной керровской подложке на одной частоте вблизи нуля их групповой скорости, рассмотрена для случаев распространения трех и четырех мод. Проанализирована зависимость инкремента неустойчивости от поперечного волнового числа амплитудных возмущений мод. Определены особенности модуляционной неустойчивости, связанные с распространением мод с отрицательными групповыми скоростями. Выполнено сравнение инкрементов и областей неустойчивости для различных вариантов распространения одной, двух, трех и четырех мод.
Ключевые слова: тонкая левоориентированная пленка, волноводные моды, отрицательная групповая скорость, модуляционная неустойчивость.
Поступила в редакцию: 25.02.2022
Исправленный вариант: 04.04.2022
Образец цитирования: Ю. В. Зеленецкая, Е. В. Кузьминская, Р. В. Литвинов, Н. Р. Мелихова, “Модуляционная неустойчивость при распространении трех или четырех волноводных мод в тонкой левоориентированной пленке на правоориентированной нелинейной подложке”, Квантовая электроника, 52:7 (2022), 631–639

Улучшение линейности отклика фазового волоконного рефлектометра с помощью усреднения откликов по множеству волокон в волоконном кабеле

Д. Е. Симикин, А. Э. Алексеев, Б. Г. Горшков, В. Т. Потапов, М. А. Таранов

  • Фрязинский филиал Института радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН
  • ООО «ПетроФайбер», г. Новомосковск, Тульская обл.
  • Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук, г. Москва
Аннотация: Предложен метод улучшения линейности отклика волоконного фазового рефлектометра на внешнее воздействие. В основе метода лежит схема соединения чувствительных волокон в многоволоконном кабеле по цепочке. Такое соединение позволяет провести усреднение откликов различных пространственно-разнесенных участков оптического волокна, подверженных одному и тому же внешнему возмущению. Результирующий усредненный отклик содержит меньше нелинейных искажений, т. е. является линеаризованным по отношению к внешнему воздействию. Проведены три серии экспериментов, для оценки эффективности линеаризации рассчитывался коэффициент нелинейных искажений для единичных откликов и усредненного отклика. В эксперименте с гармоническим акустическим воздействием на волоконно-оптический кабель уменьшение коэффициента нелинейных искажений в среднем составило 12 дБ, в эксперименте с гармоническим сейсмическим воздействием на закопанный в грунт кабель – 11 дБ. Для эксперимента с импульсным воздействием кувалдой было отмечено снижение влияния фазовых скачков на результирующий сигнал. Во всех случаях усреднение откликов привело к увеличению отношения сигнал / шум на 7 – 8 дБ.
Ключевые слова: когерентный волоконный рефлектометр, фазовый волоконный рефлектометр, линеаризация отклика.
Поступила в редакцию: 05.03.2022
Исправленный вариант: 05.05.2022
Образец цитирования: Д. Е. Симикин, А. Э. Алексеев, Б. Г. Горшков, В. Т. Потапов, М. А. Таранов, “Улучшение линейности отклика фазового волоконного рефлектометра с помощью усреднения откликов по множеству волокон в волоконном кабеле”, Квантовая электроника, 52:7 (2022), 625–630

Оптические свойства высокоапертурных кварцевых волокон с оболочкой из аморфных перфторированных полимеров

В. И. Соколов, И. О. Горячук, А. А. Замятин, А. А. Маковецкий, Д. В. Ряховский

  • Федеральный научно-исследовательский центр «Кристаллография и фотоника» Российской академии наук
  • Фрязинский филиал Института радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН
Аннотация: Изготовлены образцы оптических кварцевых волокон со светоотражающей оболочкой из аморфных перфторированных сополимеров перфтор-2,2-диметил-1,3-диоксола и перфторпропилвинилового эфира. Сополимеры обладают высокой оптической прозрачностью и сверхнизким показателем преломления n = 1.293 – 1.314 в видимом и ближнем ИК диапазонах длин волн, что позволяет формировать оптические волокна с высокой числовой апертурой. Полимерная оболочка наносилась на кварцевую световедущую жилу волокна фильерным способом как из расплавов, так и из растворов сополимеров. Исследованы оптические потери, апертурные и рассеивающие свойства сформированных кварц-полимерных волокон. Проведено их сравнение с оптическими свойствами волокон со светоотражающими оболочками из кремнийорганических эластомеров и из поликристаллических фторполимеров.
Ключевые слова: аморфные перфторированные полимеры, сверхнизкий показатель преломления, кварц-полимерные оптические волокна, оптические потери, апертурные и рассеивающие свойства кварц-полимерных волокон.
Поступила в редакцию: 01.03.2022
Образец цитирования: В. И. Соколов, И. О. Горячук, А. А. Замятин, А. А. Маковецкий, Д. В. Ряховский, “Оптические свойства высокоапертурных кварцевых волокон с оболочкой из аморфных перфторированных полимеров”, Квантовая электроника, 52:7 (2022), 620–624

Усиление электрического поля металлодиэлектрической метаповерхностью на основе периодических нанорезонаторов

А. В. Иванов, Н. В. Бахолдин, М. С. Михайлов, А. Н. Лагарьков, И. А. Рыжиков, К. Н. Афанасьев, И. В. Быков, А. Ф. Смык, А. В. Шурыгин, А. Н. Шалыгин, Г. Барбийон, А. К. Сарычев

  • Институт теоретической и прикладной электродинамики РАН, г. Москва
  • Национальный исследовательский университет «Московский энергетический институт»
  • Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», г. Москва
  • ООО »Джеймс Ривер Бранч», Россия, Москва
  • Физический факультет, Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
  • EPF-Ecole d’Ingénieurs
Аннотация: Рассмотрена оптическая метаповерхность, фокусирующая свет в нанометpовых масштабах. Метаповерхность выполнена из периодических диэлектрических наноямок с поверхностным слоем серебра. При взаимодействии со светом на метаповерхности возбуждаются плазмонные резонансы, приводящие к усилению напряженности оптического электрического поля. Рассчитанные и экспериментальные спектры отражения демонстрируют минимумы, свидетельствующие о локализации света на метаповерхности. Мы полагаем, что представленная метаповерхность может выступать в роли эффективной подложки, усиливающей сигнал гигантского комбинационного рассеяния (ГКР) для идентификации различных белков, бактерий, вирусов и их метаболитов.
Ключевые слова: метаповерхность, усиление электрического поля, гигантское комбинационное рассеяние, оптические химические сенсоры.
Поступила в редакцию: 14.02.2022
Исправленный вариант: 18.04.2022
Образец цитирования: А. В. Иванов, Н. В. Бахолдин, М. С. Михайлов, А. Н. Лагарьков, И. А. Рыжиков, К. Н. Афанасьев, И. В. Быков, А. Ф. Смык, А. В. Шурыгин, А. Н. Шалыгин, Г. Барбийон, А. К. Сарычев, “Усиление электрического поля металлодиэлектрической метаповерхностью на основе периодических нанорезонаторов”, Квантовая электроника, 52:7 (2022), 615–619

Скачать (.pdf)

Управление свойствами наноструктур с помощью предельно коротких световых импульсов

Р. М. Архиповa, П. А. Белов, М. В. Архипов, А. В. Пахомов, Н. Н. Розановa

  • Санкт-Петербургский государственный университет
  • Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук, г. Санкт-Петербург
  • Санкт-Петербургский государственный университет, Лаборатория Оптики спина имени И.Н. Уральцева
Аннотация: На основании численного решения временного уравнения Шрёдингера изучается взаимодействие аттосекундных электромагнитных импульсов с частицей в одномерной глубокой прямоугольной квантовой яме. Показано, что в случае, когда на данную систему воздействует униполярный импульс, изменение населенностей уровней происходит эффективнее и быстрее, чем в случае воздействия биполярных многоцикловых импульсов с нулевой электрической площадью.
Ключевые слова: аттосекундные импульсы, униполярные импульсы, электрическая площадь импульса, атомная мера электрической площади, одномерные квантовые ямы, наноструктуры.
Поступила в редакцию: 20.03.2022
Образец цитирования: Р. М. Архипов, П. А. Белов, М. В. Архипов, А. В. Пахомов, Н. Н. Розанов, “Управление свойствами наноструктур с помощью предельно коротких световых импульсов”, Квантовая электроника, 52:7 (2022), 610–614

Волоконный лазер с гармонической синхронизацией мод: cтабилизация и контроль частоты следования импульсов при помощи узкополосной компоненты в спектре

В. А. Рибенек, И. О. Золотовский, П. А. Итрин, Д. А. Коробко

  • Ульяновский государственный университет
Аннотация: Рассмотрен кольцевой волоконный лазер солитонного типа с гармонической синхронизацией мод на основе нелинейного вращения поляризации. Характерной особенностью спектра лазера является присутствие узкополосной компоненты. Показано, что при сближении длины волны узкополосной компоненты со спектральным пиком Келли уровень супермодового шума в радиочастотном спектре лазера может быть снижен на 27 – 32 дБ в диапазоне частот следования импульсов 275 – 1230 МГц. Также продемонстрирована возможность настройки частоты следования импульсов с максимальной точностью, равной фундаментальной частоте резонатора, во всем диапазоне ее изменения – до максимального значения 1760 МГц. Подобная подстройка оказывается возможной при совмещении длины волны узкополосной компоненты с определенной резонансной областью солитонного спектра.
Ключевые слова: солитон, волоконный лазер, синхронизация мод, частота следования импульсов.
Поступила в редакцию: 20.03.2022
Исправленный вариант: 05.05.2022
Образец цитирования: В. А. Рибенек, И. О. Золотовский, П. А. Итрин, Д. А. Коробко, “Волоконный лазер с гармонической синхронизацией мод: cтабилизация и контроль частоты следования импульсов при помощи узкополосной компоненты в спектре”, Квантовая электроника, 52:7 (2022), 604–609

Лазеры на кристаллах Er3+:YAG, Er3+:Cr3+:YSGG и Ho3+:Yb3+:Cr3+:YSGG с диодной накачкой высокой мощности

В. П. Митрохин, А. Д. Саввин, В. А. Симонова, А. А. Сироткин, К. Н. Фирсов, А. Е. Дормидонов

  • Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н. Л. Духова, г. Москва
  • Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук, г. Москва
Аннотация: Исследована генерация лазеров трехмикронного диапазона на кристаллах Er3+:YAG, Er3+:Cr3+:YSGG и Ho3+:Yb3+:Cr3+:YSGG при оптической накачке импульсными диодными матрицами с суммарной пиковой мощностью до 15 кВт на длине волны 970 нм и частоте следования импульсов до 50 Гц. В лазере на кристалле Er3+:Cr3+:YSGG с диодной накачкой впервые достигнута максимальная энергия выходного излучения более 0.8 Дж в режиме свободной генерации. В случае активной модуляции добротности пиковая мощность выходных лазерных импульсов длительностью 55 нс превышала 1 МВт со стабильностью энергии (стандартным отклонением) менее 3 %. При использовании разработанных лазерных систем в качестве источников стабильной импульсной накачки лазера на монокристалле Fe2+:ZnSe с коротким оптическим резонатором получены импульсы длительностью менее 2 нс на длине волны в окрестности 4.3 мкм.
Ключевые слова: кристаллы Er3+:YAG, Er3+:Cr3+:YSGG, Ho3+:Yb3+:Cr3+:YSGG, Fе2+:ZnSe, диодная накачка, твердотельный лазер, средний ИК диапазон.
Поступила в редакцию: 07.04.2022
Образец цитирования: В. П. Митрохин, А. Д. Саввин, В. А. Симонова, А. А. Сироткин, К. Н. Фирсов, А. Е. Дормидонов, “Лазеры на кристаллах Er:YAG, Er:Cr:YSGG и Ho:Yb:Cr:YSGG с диодной накачкой высокой мощности”, Квантовая электроника, 52:7 (2022), 597–603

Сверхвысокое модовое усиление в инжекционных полосковых лазерах и микролазерах на основе квантовых точек InGaAs/GaAs

Ф. И. Зубов, Ю. М. Шерняков, Н. Ю. Гордеев, С. А. Минтаиров, Н. А. Калюжный, М. В. Максимов, Н. В. Крыжановская, Э. И. Моисеев, А. М. Надточий, А. Е. Жуков

  • Санкт-Петербургский научно-исследовательский академический университет им. Ж.И.Алферова РАН, г. Санкт-Петербург
  • Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук, г. Санкт-Петербург
  • Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики», С.-Петербург
Аннотация: Исследованы лазеры различной конструкции (полосковые лазеры и лазеры с полудисковым резонатором) с квантовыми точками InGaAs, формируемыми по механизму роста, отличному от механизма Странского – Крастанова. Продемонстрирована возможность достижения лазерной генерации на основном оптическом переходе при рекордно высоких (134 – 153 см-1) оптических потерях. По оценке, насыщенное модовое усиление составило 45 см-1 на один слой квантовых точек, что в разы превышает значения, характерные для лазеров на квантовых точках традиционного типа.
Ключевые слова: полупроводниковый лазер, квантовые точки, оптическое усиление.
Поступила в редакцию: 18.03.2022
Образец цитирования: Ф. И. Зубов, Ю. М. Шерняков, Н. Ю. Гордеев, С. А. Минтаиров, Н. А. Калюжный, М. В. Максимов, Н. В. Крыжановская, Э. И. Моисеев, А. М. Надточий, А. Е. Жуков, “Сверхвысокое модовое усиление в инжекционных полосковых лазерах и микролазерах на основе квантовых точек InGaAs/GaAs”, Квантовая электроника, 52:7 (2022), 593–596

Моделирование предельных параметров поляриметрического волоконно-оптического датчика тока на spun-световоде

И. Л. Ловчий

  • Научно-исследовательский институт оптико-электронного приборостроения, Россия, Сосновый Бор
Аннотация: Представлены результаты численного моделирования предельных параметров поляриметрического волоконно-оптического датчика тока на основе spun-световода. Описана методика моделирования параметров датчика. С использованием формализма сферы Пуанкаре анализируются траектория изменения состояния поляризации и эффективность накопления магнитооптического отклика датчика вдоль световода. Представлены основные характеристики датчика, зависящие от поляризационных параметров световода: начальная чувствительность, рабочий диапазон измерений и его симметричность относительно нулевого значения тока, форма кривой отклика датчика в диапазоне измерений. Описаны условия коррекции – линеаризации отклика датчика изгибным двулучепреломлением. Промоделировано влияние ширины спектра источника излучения на отклик датчика.
Ключевые слова: поляриметрический волоконно-оптический датчик тока, spun-световод, сфера Пуанкаре, состояние поляризации, чувствительность, диапазон измерений, коррекция отклика датчика.
Поступила в редакцию: 12.12.2021
Исправленный вариант: 09.06.2022
Образец цитирования: И. Л. Ловчий, “Моделирование предельных параметров поляриметрического волоконно-оптического датчика тока на spun-световоде”, Квантовая электроника, 52:8 (2022), 764–774

Citing articles in Google Scholar: Russian citations, English citations
Related articles in Google Scholar: Russian articles, English articles