Н. М. ТИЛЕНИН, В. П. ЯКОВЛЕВ
Московский инженерно-физический институт (государственный университет)
ДИНАМИКА ТЕМНОГО ПОЛЯРИТОНА
С УЧЕТОМ СПОНТАННОЙ РЕЛАКСАЦИИ
Рассматривается распространение двух циркулярно-поляризованных световых полей в когерентно управляемой 3-х уровневой атомной среде. Обсуждаются динамика темного поляритона, образованного когерентной суперпозицией вырожденных подуровней основного состояния, и потери, обусловленные спонтанной релаксацией.
В связи с определенными перспективами использования эффекта электромагнитно-индуцированной прозрачности для записи и хранения квантовой информации [1,2] в когерентно управляемой атомарной среде представляет интерес изучение динамики так называемого темного поляритона с учетом потерь, обусловленных спонтанной релаксацией.
Мы рассматриваем взаимодействие двух циркулярно-поляризованных оптических резонансных полей с атомной средой плотности N, состоящей из атомов с 
- конфигурацей рабочих уровней (см. рис. 1). Для простоты нижние уровни считаются вырожденными. Управляющее поле с постоянной амплитудой 
и частотой 
действует на переходе 
, а пробное поле 
с частотой 
взаимодействует с переходом 
. Считаем, что первоначально все атомы находятся в состоянии 
, и действует только одно управляющее поле, для которого такая среда является прозрачной. После того, как световой импульс пробного поля начинает входить в атомную среду, атомы, находящиеся в области переднего фронта импульса, переходят в когерентную суперпозицию атомных состояний и 
(темный поляритон). Динамика поляритона описывается самосогласованной системой оптических уравнений Блоха для атомной матрицы плотности вместе с уравнениями Максвелла для полей. Решение имеет вид:
где 
– число фотонов управляющего и пробного полей, а 
– общее число фотонов.
Рис. 2 Пространственно-временная зависимость относительного числа фотонов пробного поля 
. При расчетах считалось, что до взаимодействия амплитуда пробного поля описывается функцией 
, 
Вычислена населенность верхнего уровня 
, которая определяет потери, связанные со спонтанными переходами, происходящими, главным образом, на переднем и заднем фронтах поляритона.
Работа поддержана грантом РФФИ № и грантом Президента РФ “Поддержка ведущих научных школ” НШ-5898.2003.02.
Список литературы
1. Fleischhauer M. et all, Reviews of Modern Physics. V.77. No–6
2. Phillips D. F., Fleischhauer A., Mair A., Walsworth R. L. and Lukin M. D. Phys. Rev. Lett.
