بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله یک محیط اتمی متشکل از سامانههای کوانتومی - اتمهای - چهار ترازی V دو گانه را در نظر میگیریم که در نزدیکی یک نانوساختار پلاسمونی با یک پرتو لیزری کاوشگر، یک پرتو لیزری کنترلی ایستاده و یک پرتو لیزری میکروموج برهمکنش میکند. با فرض اینکه نانو ساختار پلاسمونی تنها گسیل خودبهخود سامانه V بالا را تحت تاثیر قرار دهد، نتایج نشان میدهد که اعمال پرتو لیزری میکروموج باعث میشود تا محیط اتمی برای پرتو لیزری کاوشگر همانند یک توری پراش عمل کند. به طوریکه این پراش با مودوله شدن فاز پرتو کاوشگر نیز همراه است. همپنین مشاهده میکنیم که تنظیم شدت پرتو میکرو موج باعث تقویت الگوی پراش نیز میشود.
مقدمه
در سامانههای اپتیک کوانتومی میتوان پاسخ اپتیکی سامانه اتمی به پرتو کاوشگر را توسط القای همدوسی کوانتومی از طریق اعمال یک میدان لیزری قوی به سامانه کنترل نمود. تحت شرایط مناسب، جذب پرتو کاوشگر از بین می رود و محیط نسبت به میدان کاوشگر شفاف میشود. این پدیده به عنوان شفافیت القایی الکترومغناطیسی - EIT - شناخته میشود.[1] همچنین اگر در این پدیده موج رونده توسط یک موج ایستاده جایگزین شود، یک توری اتمی شکل می گیرد که به عنوان توری القایی الکترومغناطیسی - - EIG شناخته می شود.[2] بنابراین محیط همانند یک توری پراش عمل میکند و در نتیجه میدان کاوشگر میتواند در جهت مراتب بالاتر پراشیده شود.
این پدیده به این مقاله به شرط در دسترس بودن در وبگاه www.psi.ir/?physics96 معتبر است. طور آزمایشگاهی در نمونههای اتمی سرد[3] و گرم[4] مشاهده شده است. از طرف دیگر امروزه نانوساختارهای پلاسمونی کاربرد ویژهای در حوزه اپتیک کوانتومی پیدا کردهاند. نشان داده شده است که گسیل خودبهخودی بین ترازهای یک سامانه کوانتومی چهار ترازی V دوگانه میتواند به شدت تحت تاثیر حضور نانوساختار پلاسمونی مجاورش قرار گیرد. در واقع حضور نانو ساختار پلاسمونی در مجاورت این سامانه کوانتومی باعث ایجاد تداخل کوانتومی بین گسیلهای خودبهخود آن میشود5]و.[6
مدل بندی و روابط ریاضی :
شکل: 1 سلول اتمی مورد مطالعه که از سامانههای اتمی Vدوگانه پر شده و اتمهای موجود در آن در حال برهمکنش با میدانهای اعمالی هستند. همانند شکل 1 آنسامبلی از اتمهای ربیبدیم Rb 87 را در یک سلول اتمی در نظر میگیریم که به آن یک میدان لیزری کاوشگر، یک میدان لیزری کنترلی ایستا و همچنین یک میدان میکروموج اعمال شده باشد. فرض میکنیم در مجاورت این سلول یک آرایه دو بعدی از نانو کرههای دی الکتریک با پوششی از فلز که به عنوان نانوساختار پلاسمونی شناخته میشود، قرار داشته باشد. فرکانس و قطبش میدانهای اعمالی را به گونهای در نظر میگیریم که گذار خط D1 5P1/ 2 - - 5S1/ 2 این اتمها را تحریک نمایند. در چنین شرایطی هر سامانه اتمی همانند یک سامانه کوانتومی چهار ترازی V شکل دوگانه، که در شکل 2 نمایش داده شده، عمل میکند.
