ФОТОННОЕ ЭХО

Когерентный световой отклик среды на воздействие импульсом когерентного резонансного света, обусловленный обращением процесса неоднородной релаксации. Лазерный импульс 1 (см. рис.) вызывает поляризацию среды, обусловленную электрич. полем световой волны.

Простейшая (двухимпульсная) схема формирования фотонного эха (3).

Длительность его такова, что он создаёт максимальную величину поляризации. После окончания импульса поляризация начинает разрушаться под влиянием процессов релаксации. Следует различать необратимую релаксацию, обусловленную взаимодействием частиц среды, при к-рой изменяется энергия частиц, и обратимую релаксацию, обусловленную различием собств. частот атомных осцилляторов и не связанную с изменением энергии. Если характерное время обратимой релаксации t0 значит. меньше времени необратимой релаксации tно, а длительность импульсов Dt<�тно, наступает расфазировка колебаний ат. осцилляторов и, следовательно, исчезновение поляризации среды. Если на среду в этом состоянии подействовать 2-м лазерным импульсом, длительность к-рого в 2 раза превышает длительность первого (2 Dt), то произойдёт обращение расфазировки. Это означает, что в течение 2-го импульса разность фаз колебаний 2 любых осцилляторов изменит знак. По окончании 2-го импульса разность фаз начинает убывать. Поскольку процессы фазировки и расфазировки происходят самопроизвольно, то все осцилляторы окажутся в фазе через промежуток времени, равный интервалу т между возбуждающим и обращающим импульсами. Следовательно, в среде вновь возникает поляризация, приводящая к возникновению интенсивного светового импульса (эхо). Роль 2-го импульса состоит в изменении направления развития процесса расфазировки, далее система сама приходит в фазированное состояние. Если длительность взаимодействия электромагн. излучения со средой превосходит времена релаксации, то поляризация среды в каждый момент времени определяется значением напряжённости электромагн. поля в тот же момент времени. Если же длительность этого взаимодействия значительно меньше времён релаксации ат. осцилляторов, то поляризация перестаёт определяться значением поля в тот же момент. Динамика ат. системы в этом случае определяется значениями её параметров в предшествующие моменты времени. В этом случае говорят, что среда обладает фазовой памятью. Эффекты фазовой памяти ат. системы и являются причиной Ф. э., самоиндуцированной прозрачности и др. эффектов, где проявляется когерентное взаимодействие излучения среды.