برای مدتی متداول بود که اگر حالت های یک اتم با فر آیند های متناوب چند گذار ممکن جفت شود، تداخل بین دامنه های این فرآیندها ممکن است منجر به افزایش احتمال گذار کل ( یعنی تداخل سازنده ) و یا حذف کامل احتمال گذار شود. که در این حالت تداخل ویرانگر مطرح است. این اثرات بایستی برای به دست آوردن احتمال کل گذار در یک فرآیند جمع شوند چرا که در مکانیک کوانتومی دامنه های احتمال ( که ممکن است علامت های آن ها مثبت یا منفی باشد) سریعتر از احتمالات هستند.
حال مکانیسم مقدماتی حاکم بر پدیده را بررسی می کنیم. شکل یک اتم در حالت برانگیخته دوگانه با انرژی را نشان می دهد که یک حالت پیوستار مقید است و انرژی آن با حالت پیوستار تبهگن است به عبارتی هر دو دارای انرژی یکسان هستند. این دو حالت با برهم کنش کلمب بین دو الکترون به هم کوپل شده اند. یک میدان الکترومغناطیسی متناوب، باعث برانگیختگی فوتون از حالت پایه به حالت پیوستار می شود. این فوتویونیزاسیون می تواند با دو کانال ممکن صورت گیرد. این کانال ها را بازو های گذار های سیستم نامند. اول فوتویونیزاسیون مستقیم دوم فرآیند غیرمستقیم شامل برانگیختگی است و سپس گذار ( از طریق اندرکنش کولنی بین الکترون ها ).
2
1
شکل 3-1 تداخل بین مسیر ها در یک اتم سه ترازی توسط تابش های تناوبی میدان ها .حالت پایه
با دو مسیر تناوبی به حالت پیوستار متصل شده است. کانال 1 فوتویونیزاسیون مستقیم
توسط جذب یک فوتون با فرکانس و کانال 2 یک فرآیند غیر مستقیم در جذب فوتون
در واقع تداخل کوانتومی بین این دو کانال اتفاق می افتد و علامت سازنده یا ویرانگر بودن تداخل به فرکانس میدان الکترومغناطیسی ماورای بنفش وابسته است. این نوع تداخل توسط یک میدان لیزری اعمالی القا می شود که به کنترل لیزری خواص اپتیکی محیط اتمی بستگی دارد. شاید جذاب ترین مثال، حذف جذب میدان پروب باشد که در حالت تشدید گذار اتمی تنظیم شده است. در این فرآیند معمولاً جذب قوی مورد انتظار است. این پدیده اصطلاحاً شفافیت القا شده الکترومغناطیسی نامیده می شود. اثری که منجر به تداخل بین اتم های برانگیخته همدوس با میدان های الکترومغناطیسی شده و باعث می شود که یک محیط بسیار کدر به شفاف تبدیل شود. به همین ترتیب ویژگی های انکسار محیط ممکن است به شدت تغییر کند. این تغییر خواص در کنار شفافیت محیط خواسته مورد انتظار ماست، که در نیز مشاهده می شود. همچنین همبستگی معمولی ضریب انکسار بالا با جذب بالا ممکن است شکسته شود و باعث ایجاد محیطی با خواص اپتیکی بسیار غیر معمول شود. اخیراً تداخل میدان کلاسیکی مشابهی پیشنهاد شده است که به عنوان ابزاری برای حذف جذب انتشار پرتو الکترومغناطیسی در پلاسمای ایده آل در یک فرکانس می باشد. یکی از نتایج همدوسی و اثرات تداخل مربوط به که شناسایی شده است احتمال ساخت لیزر با طول موج کوتاه است که نیازی به انعکاس جمعیت در محیط اتمی ندارد.

مطلب مرتبط :   منابع پایان نامه ارشد درمورد مسئولیت قراردادی

3-3 اساس فیزیکی
ارتباط نزدیکی بین و دیگر پدیده های همدوسی اتمی همچون تله اندازی جمعیت همدوس و فرآیند های گذار جمعیت همدوس با روش بی دررو وجود دارد. همه این فر آیند ها شامل سیستم های اتمی سه ترازی هستند. ( یا حداقل سیستم هایی که در حین برهم کنش با میدان های الکترومغناطیسی به طور مناسب بتوانند به سه تراز کاهش یابند.) در قواعد انتخاب دو قطبی اتمی معمولاً ضروری است که دو جفت تراز دو قطبی با هم جفت شوند. به طوری که گذار بین جفت سوم دو قطبی غیر مجاز است. ما تراز ها را با کت های نشان می دهیم به طوری که گذار های اتمی و گذار های دو قطبی مجاز و گذار اتمی گذار غیر مجاز است زیرا حالت یک حالت شبه پایدار است. طبقه بندی این طرح ها وابسته به انرژی های نسبی این سه حالت است که به صورت زیر هستند:
الف. در یک طرح نردبانی1یا آبشاری2
ب. در یک الگوی جفت شدگی گونه ( هرچند در طرح متقارن اغلب و تبهگن هستند.)
ج. در یک پیکربندی شکل. ( هر چند در طرح متقارن ، و تبهگن اند )
.Cascad2 Ladder . 1
در یک طرح یا نردبانی معمولاً حالت پایه اتم را در نظر می گیریم و درابتدا اکثر جمعیت دراین حالت پایه قرار دارد. به طرح های نردبانی و گونه مرتبط است به طوری که در این فرآیند ها نیازی به گذار جمعیت نیست. ( در مقایسه با که در آن دو پالس لیزری اعمال شده جهت برانگیختگی گذار های اتمی و تله اندازی جمعیت اتمی در دو تراز پایین تر تا اندازه ای با هم برابر هستند ) و حالت های و الزاماً در طول فرآیند می توانند جمعیت دار نباشند. برای درک بهتر این که چگونه میدان های لیزری ممکن است با یک اتم سه ترازی اندرکنش کرده و برهم نهی همدوسی از حالت های پایه اتمی ایجاد کنند، بایستی ابتدا را در یک طرح گونه بررسی کنیم. یک سیستم سه ترازی گونه شامل حالت های و با دو میدان لیزری نزدیک تشدید ( که بر حسب فرکانس های رابی تعریف شده اند ) با قدرت ( در فرکانس ) و ( در فرکانس ) متصل می شوند. با تعریف فرکانس گذار بین حالت ها به صورت و و . در آینده می توانیم انحرافات فرکانس رامان یک و دو فوتونی را به صورت و و تعریف کنیم. در این سیستم هامیلتونی اتم ساده باید مشخص شود و اندرکنش های منجر شده به دو اتصال را بایستی شامل شود این هامیلتونی به صورت است، که در آن می یاشد. ویژه حالت های این هامیلتونی جدید یک برهم کنش خطی از حالت های اتمی سادهو خواهند بود. در شرایط تشدید دو فوتونی که در آن است .
دو ویژه حالت هامیلتونی کل به اندرکنش همدوس متقارن و پادمتقارن دو حالت پایینی اتم ساده پایه به صورت زیر تبدیل می شوند:
(3-1)
(3-2)
که در آن است. نکته جالب توجه این است که هیچ مؤلفه ای از حالت اتم ساده در این اندرکنش ها ظاهر نمی شود. به این فرم ویژه کت های سیستم اتم – میدان ( که یکی کت با حالت میانی با برهم کنش دو قطبی الکتریکی و دیگری حالت است که جدا از هم هستند) حالت تاریک1 یا تله اندازی شده گویند. این حالت تاریک از حالت برانگیخته مجزا است چرا که دامنه احتمال گذار الکترونیکی با دامنه احتمال گذار تداخل ویرانگر دارد. وقتی یک الکترون در حالت تاریک به دام افتاده است و نمی تواند به حالت بر انگیخته شود ، باعث می شود محیط برای میدان های اپتیکی شفاف شود.
.Dark state1
اگر اندازه میدان های اتصالی ( پالس های لیزری ) و به طور تعادلی نسبت به هم تنظیم شوند، علامت منفی در برهم نهی همدوس حالت هایو که حالت را نتیجه می دهند، تضمین خواهد کرد که ممان دو قطبی متناظر از بین خواهد رفت و نا پدید خواهد شد.
بنابراین، دو جمله ای که باهم جمع می شوند تا دامنه گذار بین و را نتیجه دهند مشابه هم بوده ودارای اندازه معکوس هستند، بنابراین کل دامنه از بین خواهد رفت. حالت اغلب به حالت غیر اتصالی اشاره دارد به طوری که حالت در اتصال با میدان های الکترومغناطیسی باقی می ماند. با فرض اینکه برهم نهی حالت کل جمعیت سیستم از طریق پمپاژ اپتیکی اعمالی نتیجه خواهد داد. نکته جالب اینکه گسیل خودبه خودی از حالت، را جمعیت دار خواهد کرد اما هیچ فرآیند جذبی از به جهت جمعیت دار کردن آن وجود ندارد.
در طرح معمولی که در آن ، هر دو قدرت جفت کننده دارای بزرگی قابل مقایسه ای هستند، ضمن اینکه میدان ها نیز جهت رسیدن به وضعیت اشباع گذار دو فوتونی به اندازه کافی قوی می باشند. در واقع در این شرط ضرورتاً لازم نیست که میدان ها کافی باشند تا گذار های تک فوتونی و را اشباع کنند چرا که تحت شرایط تشدید دو فوتونی، حالت می تواند به صورت بی دررو حذف شود و بنابراین به ملاحظات مرتبط با جفت شدگی بین اتم ها و میدان ها وارد نمی شود.