Исследование вынужденных сил светового давления на атомы тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.05 ВАК РФ

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ИНСТИТУТ СПЕКТРОСКОПИИ

На правах рукописи УДК 535.214 539.188

ОВЧИННИКОВ Юрий Борисович

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЫНУЖДЕННЫХ СИЛ СВЕТОВОГО ДАВЛЕНИЯ НА АТОМЫ специальность 01.04.05 - оптика

АВТО'РЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико - математических наук

ТРОИЦК- 1993

Научные руководители:

доктор физико-математических наук, профессор ЛЕТОХОВ Владилен Степанович кандидат физико-математических наук БАЛЫКИН Виктор Иванович

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук

Миногин Владимир Георгиевич кандидат физико-математических наук Кукуджанов Александр Рубенович

Ведущая организация:

Иститут лазерной физики СО РАН

Зашита диссертации состоится "23" с<елг.с5р&

1993 г. в 15 час, на заседании Специализированного совета Д-002.28.01 при Институте спектроскопии РАН по адресу:

142092, Московская обл., г. Троицк, Институт спектроскопии РАН.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института спектроскопии РАН.

•Автореферат рал осла:! "

23» нр&Ср

Л 1993 Г.

Ученый секретгрь Специализиров, профессор

ого совета

Сафроиова У.И.

Научные руководители:

доктор физико-математических наук, профессор ЛЕТОХОВ Владилен Степанович кандидат физико-математических наук БАЛЫНИН Виктор Иванович

Официальные оппонента:

доктор физико-математических наук

Миногин Владимир Георгиевич кандидат физико-математических наук Кукуджанов Александр Рубенович

Ведущая организация:

Иститут лазерной физики СО РАН

Защита диссертации состоится "23й 1993 г. в час,

на заседании Специализированного совета Д-002.28.01 при Институте спектроскопии РАН по адресу:

142092, Московская обл., г. Троицк, Институт спектроскопии РАН.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института спектроскопии РАН.

•Автореферат разослан "23м ИР-ЬСрД 1993 г.

Ученый секретгрь Сьециализиров, профессор

:ого совета

Сафроиова У.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность теш.

Изучение воздействия света на механичеокое движение атомов (1,2) является одним из бурно развивающихся направлений современной фмики. Хотя отдельные основные положения теории светового давления на атомы были сделаны еще в начале века такими учеными, как П.Н.Лебедев (3) и A.Einstein (4], ее дальнейшее развитие сдерживалось отсутствием экспериментальной базы, объяснявшееся отсутствием источников света о высокой спектральной яркостью. Исключением являетоя работа П.Н.Лебедева (3), в которой было дано первое экспериментальное доказательство существования светового давления на газ. Позднее, в 1933 г. о.r.Frisch использовал резонансное излучение натриевой лампы для отклонения пучка атомов натрия 15).

Детальное экспериментальное исследование данного круга явлений стало возможным о появлением в 70-х годах непрерывных, перестраиваемых в широком спектральном диапазоне лазеров на красителях.

Высокий интврео к явлениям механического воздействия света на атомы объясняется их важностью для более глубокого понимания процессов взаимодействия света о веществом и большим числом их научных и прикладных применений.

Лазерное излучение является в настоящее время наиболее эффективным средством глубокого охлаждения нейтральных атомов [1,6]. Предельные температуры, получаемые при лазерном охлаждении, лежат в диапазоне нК, который является недоступным для других известных методов.

Другим интересным применением сил светового давления является создание световых ловушек для нейтральных атомов (1,6). Время удержания атомов в таких ловушках в настоящее время ограничено лишь периодом их столкновений о молекулами остаточного газа и составляет несколько минут. Накопление и удержание, холодаых атомов в оптических ловушках представляет нооомнензшй интерес для лазерной спектроскопии, т.к. позволяет существенно уменьшать времяггролвтное и доплеропскоо уширенив спектральных линий захваченных атомов. Важным приложением данного направления является создание на основе световых ловушек новых сверхточных стандартов чаототы. Получение в оптических ловушках сильно охлажденного ансамбля атомов позволяет изучать физические особенности столкновения холодных атомов, наблюдать их квантовое движение в ловушке, получать упорядоченные атомные структуры.

Специальные конфигурации лазерных световых полой Позволяют эффективно управлять распространением атомных пучков: коллимировать и фокусировать их, а также сжимать в поперечном направлении до размеров порядка десяти микрометров (1].

Следует особо отметить важность изучения механического взаимодействия лазерного излучения о атомами для понимания формы спектральных линий [2).

Цель работы.

Диссертационная работа посвящена изучению вынужденных сил оветового давления, действующих на нейтральные атомы в сильных лазерных полях.

Для решения поставленной задачи предполагалось :

1. Исследовать каяалированив атомов натрия в монохроматической сферической стоячей овбтовой волне под действием градиентной силы светового давления.

2. Иооледовать эффект выпрямления градиентной силы в бихроматической стоячей световой волне.

3. Наблюсти и исследовать новую магнито-оптическую силу, основанную на вынужденном пвреизлучешш атомом фотонов между встречными световыми волнами с различными направлениями их поляризации в присутствии статического магнитного поля.

Научная новизна,

1. Наблюдено каналирование атомов вдоль искривленного волнового фронта интенсивной сферической стоячей световой волны. На основе сравнения результатов этого эксперимента о результатами его численного моделирования показано, что градиентная оила, действующая на атомы в сильной квазирезонаноной стоячей волне, приводит к локализации атомов в облаотях с размерами много меньшими длины световой волны.

2. Экспериментально измерена величина градиентной силы, действующей на атомы в поле сильной квазирезонансной стоячей световой волны'.

3. Наблюдено отклонение пучка атомов натрия сильной квазирезонансной бихроматической стоячей световой волной. Показано, что вынужденная радиационная сила в этом случае ("выпрямленная градиентная сила") может существенно превышать максимальную величину спонтанной силы светового давления, а ее усредненное по длине световой волны значение обладает

макроскопическим пространственным периодом.

4. Открыта магнито-оптичвская сила, оонов&нная на вынужденны; процессах переизлучения атомом фотонов между встречными световым: волнами с различными направлениями их поляризации в присутотви статического магнитного поля.

5. Экспериментально исследовано отклонение пучка атомов натри; вынужденной магнито-оптической силой.

6. Для атомов бария наблюдено и изморено сильное переизлучвю» фотонов между встречными световыми волнами с раэличнш направлением их поляризации, которое обуславливает возникновэшн вынужденной магнито-оптической оилы. Из этих данных была получен; средняя величина магнито-оптической силы, в 12 раз превышающая макс»гмальную величину спонтанной силы светового давления.

Практическая ценность.

Проведенные нами исследования показали, что вынужденные «ш светового давления являются эффективном средством управлоти движением нейтральных атомов. Большая величина этих сил долаег и: привлекательными для многочисленных применений. Приведем лил! некоторые примеры.

Эффект локализации атомов в градиентном потенциала может бып использован для создания &то№шх структур, к-юкилх оубмикропнш размеры.

Выпрямленная градиентная сила, действующая на атомы I бихроматичаской стоячей волна, может быть использована да сверхбыстрого охлаздения атоикых пучков.

Другим применением данной силы (.'.оке г быть создание

сверхглубоких световых ловушек для нейтральных атомов.

Вынужденная магнито-олтичвсьая сила может бить исгюльзоиана для поперечного сжатия атошшх пучков и ооздадая новых ыагнито-оптических ловушек для нейтральных атомов.

Основные полождтш, вынооимие на эшщту. 1. В кваяирезоштоной монохроматической стоячей волне

градиентная о ила, сулостпенно пропыыающая спонтщгную силу овнтоього давления, приводит к локализации атомов в областях, имеющих оубмикрогагае растры.

г. В бихроматической отоячей волне усредненное по .члино спотопой волны значение градиентной сн.т» моает быть значительно больше максимальной величии опонташюй силы светового давления и имоет макроскопический пространотвенный период, определяемый разностью чаотст ео компонент.

з. Ь суперпозиции магнитного поля к двух встречных световых волн о различными ншцжвле киями их поляризации на атом дейотиует магнито-сптическая оила, ебуслоилонная нндуциропакноП магнитным полем анизотропией в вынужденном керзнзлучекии фотонов меаду этими оветовыми волнами,

^

Апробация, раооти и пуолиуацик.

Основные результаты диссертации • доложены на! XII Международном симпозиуме по современной оптике (Будапешт, Венгрия, 1988)> ХИ! Международной кон4»ренцш по когерентной и нелинейной оптике (Минск, (98Й); Адриатической исследовательской конференции по современной спектроскопии (Триеот, Италия, 1988); XI

Международной конференции по атомной физике (Париж, Франция, 198Я); Осветско- Финском симпозиуме по проблемам квантовой оптики (Новосибирск, 1989); IX Международной контора иции по лазерной спектроскопии (Брогтои Вудс, США, 1909); Синско-Сопетоком симпозиуме по проблемам квннтопой оптики (Хельсинки, Финляндия, 1991); Международной физической школе "Энрико Ферми" (Варена, Италия, 1991); X Международной конференции по лазерной спектроскопии (Фонт-Роме, Франция, 1991); Международном сеиьшаре по сптик'ч и инт&ргЗ£«р9нции . атомов (Конотанц, ФРГ, 199!); ХХШ Европейской конференции по втонной спектроскопии (Торун, Польша, 1991); хш Международной конфорошцш по атомной физике (Мюнхен, ФРГ, 1992); Международном рабочем совещании по лазерной физике (Дубна, 1992); Европейской * исследовательской конференции по квантовой оптике (Давос, Швейцария, (992).

Основное содержание диссертации изложено в 15 научных публикациях, описок которых приведен в конце автореферата,

Обхом диссертации.

Диссертация состоит из ьводеьия, трех глав, заключения, списка литературы к изложена на 168 странице, включая 4 9 рисунков. Список литературы содержит 126 наименований.

СОДЕРЖАШЕ РАБОТЫ.—-----~

--Во~~взедбнии дан краткий исторический обзор исследований

рада&циоюшх сил оветового давления. Призе дона .классификация сил светового давления и на качественном уровне дано объяснение механизмов» лежащих в их основ«. Дано краткое описание содержания

диссертационной работы по главам.

Глава 1. Канадирование атомов в сферической стоячей световой волне *

В п.1.1. кратко рассмотрена теория каналирования атомов в квазирезонансной стоячей световой волке. Теория предваряется описанием четырех основных условий ее справедливости. Среда этих условий основными являются*. возможность описания атома двухуровневой моделью; монохроматичность лазерного излучения; присутствие спонтанных распадов возбужденного состояния атома в течение его взаимодействия с лазерным полем. Далее последовательно рассмотрены три случая, соответствующие различным соотношениям проекции скорости атома на волновые вектора свэтового поля и характерной величины г/к, где 2у - естественная ширина резонансного атомного перехода, а к = 2п/л - амплитуда волног.ого вектора световой волны.

При v¡¡ < г/к радиацио1шая сила, действующая на атом со стороны стоячей световой волны, может быть разбита на три части -градиентную силу, силу треш!я и диффузионный член.

Характер движения атома в сильной квазирезонансной стоячей

I

световой волна - определяется главным образом градиентной силой. При положительной отстройке частоты стоячей световой волны относительно резонанса атомного перехода градиентная сила образует потенциал о периодом равным половине длины световой волны и минимумами, совпадающими с ее узлами. По типу движения атомов в атом потенциале их можно разбить на две группы:

- локализованные атомы, которые совершают колебательные движения

вблизи х^га отдельной потенциальной ямы;

- нелокализованнке атомы, совершающие* инфинитное движение вдоль стоячей световой волны и испытывающие периодическую модуляцию их скорости градиентным потенциалом.

Для точного определения движения атома в стоячей волне помимо градиентной силы нужно также учитывать силу трения и его диффузию, возникающую из-за квантовых флуктуация радиационной силы. Сила трения стремится охладить атомы и сгруппировать их вблизи минимумов градиентного потенциала. Флуктуации же радиационной силы приводят, наоборот, к нагреву атомов и их выкипанию из отдельных ям градиентного потенциала. Совместное действие этих двух дополнительных факторов приводит к тому, что локализованные в градиентном потенциале атомы периодически делокализуются за счет их диффузионного нагрева и затем, охлаждаясь силой трения, вновь локализуются в другой потенциальной яма. При этом, как показывает теоретический расчет, атом большую часть времени проводит в малой окрестности узлов стоячей световой волны.

Двумерное движение атомов, локализованных в плоской стоячей световой волне, является суперпозицией их колебаний относительно минимумов градиентного потенциала и поступательного движения вдоль волнового фронта волны. Такое двумерное движение локализованных в стоячей волне атомов мы называем каналированиэм.

В сферической стоячей световой волне, когда градиентная сила превышает центробежную, каналированле атомов осуществляется вдоль изогнутого волнового фронта стоячей волны. При атом возможно разделение локализованных и нелокализованных атомов как по углу, так и их прострздотвенное разделение. Именно этот факт был наш

попользован для наблюдения эффекта каналирования атомов в оферической стоячей световой волне.

В п.1.2, описана универсальная экспериментальная установка для наблюдения отклонения атомного пучка лазерным полем. В установке можно выделить четыре основные части: вакуумную систему, одно-двухчастотный непрерывный лазер на красителе, систему регистрации пространственного распределения атомов в пучке и оистему настройки частоты лазерного излучения на частоту атомного перехода.

В&куумная камера расчитана на получение в ней давления остаточного газа - ю'6 тор. Конструкция камеры расчитана на получение в ней теплового пучка атомов натрия и обеспечение его взаимсдейо.твия о отклоняющим и регистрирующем лазерными полями.

i

Для изучения вынужденных сил светового давления необходимо иметь мощное и отабильное по частоте лазерное излучение о частотой близкой к частоте заданного атомного перехода. Нами был использован самодельный моцдаый непрерывный лазер на красителе способный генерировать как одночастотное, так и двухчастотное излучение. Для увеличения стабильности частот лазера были созданы система стабилизации оптической длины одного из его внугрирезонаторшх селектирующих элементов и система стабилизации абсолютной частоты лазера по внешнему интерферометру Фабри-Перо. Ниже приведены основные параметры лазера: Выходная мощность излучения

(при мощности излучения накачки 8,6 Вг) 1,2 Вт,

Область плавной перестройки частоты 1,4 ГГц,

область дискретно-плавной перестройки гоо ГГц,

Долговременный дрейф частоты з МГц/час.

о

Измерение величины отклонения атомов осуществлялось путем регистрации поперечного пространственного распределения интенсивлости пучка в области, расположенной после зоны его взаимодействия с сильным лазерным полем. Для этого пучок пересекался под углом к 76° сканируемым в поперечном направлении пробным лазерным лучем и измерялся сигнал флуоресценции атомов. Преимуществом такого метода является возможность селективной регистрации атомов с определенным значением их скорости.

Настройка частоты лазеров на частоту D2 линии натрия осуществлялась в несколько ступеней. Для предварительной настройки мы использовали спектрограф СГЭ - 1 и рвперную натриевую лампу. Золее точная настройка производилась по флуоресценции паров атомов Na. Окончательная настройка осуществлялась по флуоресценции атомного пучка. Измерение отстройки частоты лазерного излучения относительно резонанса атомного перехода производилось с помоиыо сканируемого интерферометра Фабри-Перо с областью * свободной дисперсии 2 ГГц. Точность такой настройки составляла - Ю МГц.

В п.1.3 описан эксперимент по наблюдению каналирования атомов в сферической стоячей световой волне. Схема эксперимента выглядел^ следующим образом. Сферическая стоячая волна была образована монохроматическим излучением описанного вше мошцого непрерывного лазера на красителе. Для этой цели его луч был сфокусирован линзой с фокусным расстоянием i - но мм в центр кривизны вогнутого сферического зеркала, имеющего радиус R - so мм. Для ликвидации влияния обратной связи на генерацию лазера отраженный от сферического зеркала луч распространялся под небольшим углом к

падающему лучу, а затем отсекался гоо мкм щелевой диафрагмой, расположенной в фокальной плоскости линзы. Диаметр стоячей волны (по уровню падения интенсивности в в2 раз) в месте ее пересечения атомным пучком составлял w»o,6 мм, а радиус кривизны волнового фронта в этом месте Сил 4оо мм. Мощность излучения была порядка юо мВт. Пучок атомов На формировался двумя диафрагмами. Одна из диафрагм представляла собой круглое отверстие в атомном источнике диаметром . о»4 мм. Вторая, прямоугольная, диафрагма бала ■расположена на расстоянии L = 290 мм от первой и имела размеры 1 = .0,17 мм, 12 = о,5 мм. Длинная сторона этой диафрагмы была параллельна лазерному лучу, 'образующему стоячую волну. Соответствующая расходимость атомного пучка была равна о с з х м"3 рад. Атомный пучок пересекался стоячей волной на расстоянии L2 = lo. мм от коллимирующай диафрагмы. Температура атомного лоточника поддерживалась равной 620 К, чему соответствует наиболее вероятная окорооть атомов в пучке v' » 8 > lo' см/сек. Измерение профиля пространственного распределения атомов пучка осуществлялось на расстоянии 1»3 = 290 мм после его взаимодействия с'о стоячей волной.

Суть эксперимента состояла в следующем. При влете атомного пучка а сферическую волну по касательной к ее волновому фронту часть атомов должна быть локализована вблизи мшшмумов потенциала, образуемого градиентной силой светового давления. Благодаря кэмалированию локализованных атомов вдоль волнового фронта сферической стоячей световой волны они . должны изменить направление своего распространения на угол порядка угловой расходимости сферической стоячей волны. Нелокализованные атомы

должны сохранить направление своего распространения. Таким о(5разом, нами ожидалось расщепление атомного пучка на две части, соответствующие локализованным и нелокализованным в сферической стоячей волне атомам. Указанное расщепление атомного пучка было обнаружено нами экспериментально. На основе измеренных зависимостей данного расщепления от мощнооти лазерного измерения, от скорооти атомов, и от угла их влета в сферическую стоячую волну был сделан однозначный вывод о том, что его причиной является каналирование атомов в градиентном потенциале. Было проведено математическое моделирование эксперимента, базирующееся как ьа двухуровневой, так и на трехуровневой модели атома, которое дало хорошее согласие 6 экспериментальными данными.

Экспериментально измерена величина градиентной радиационной силы в стоячей световой волне, которая оказалась равной зоЬкг.

Экспериментальные наблюдения позволили сделать вывод, что время локализации атомов в отдельных потенциальных ямах превышает их время пролета через стоячую волну равное « 1 мкоек.

Получено хорошее совпадение численных расчетов о экспериментальными дашшми. Проведенные вычисления показывают, что амплитуда колебаний большинства локализованных атомов лежит в пределах десятой доли длины оветовой волны.

На основе экспериментальных наблюдений и численных раочетов открыт новый механизм селекции наиболее холодной чаоти локализованных .в стоячей световой волне атомов посредством оптической накачки, который заслуживает дальнейшего исследования.

Глава 2. Эффект выпрямления градиентной силы в бихроматической стоячей световой волна.

В бихроматической стоячей световой волне (БССВ) вынужденная радиационная сила принципиально отличается от градиентной силы, действующей на атомы в монохроматической стоячей световой волне.

В п.2.1. рассмотрена теория градогчтной силы в БССВ для случая асоиметричннх отстроек ее частотны;-, компонент, когда лишь •одна из них (резонансная компонента) насыщает атомный переход. В этом случае действие нерезонансной стоячей волны сводится к созданию проотрантовенно-неоднородного оптического штарковского одвига уровней резонансного перехода атома. Этот сдвиг приводит к тому, что усредненное по длине световой волны значение градиентной силы, действующей на атом со стороны резонансной частотной компоненты БССВ, имеет макроскопический период равный г, - п/вк, где вк - к - к2 представляет собой разность волновых векторов двух отоячих волн'БССВ. Порядок величины средней силы при этом составляет 1чкд1, где л( - п* / л - отстройка резонансной компоненты БССВ, пг - частота Раби нерезонансной компоненты, а Д2 - ее ототройка. Данный эффект получил название выпрямления градиентной силы в БССВ. Приведены точные выражения для выпрямленной силы и ее зависимости от проекции скорости атома v¡¡ на направление волновых векторов БССВ. Показано, что для случая ассиметричных отстроек выпрямленная сила существенно уменьшается при скоростях - у/к.

В п.2.2. описан эксперимент по отклонению пучка выпрямленной градиентной силой в БССВ. Схема эксперимента выглядела следу юлам

образом. Атомный пучок формировался двумя круглыми диафрагмами о диаметром 0,24 мм, расположенными друг от друга на расстоянии Ц = 290 мм. Расходимость атомного пучка при этом составляла ее 1,7 х Ю"3рад. Атомный пучок пересекал БССВ под прямым углом на расстоянии Ю №.1 от последней диафрагмы. БССВ была образована отражением луча двухчастотного непрерывного лазера на красителе от плоского зеркала, расположенного в месте перетяжки луча. Зеркало было помещено на подвижную платформу, позволявшую осуществлять его поступательное перемещение вдоль луча, образующего ЕССВ, на расстояние около 10 см. Это позволяло изменять разность фаз между двумя стоячими волнами,составляющими БССВ, в месте их пересечения с атомным пучком. Изменение фазы от о до 2и достигалось перемещением зеркала на расстояние равное периоду выпрямленной силы ьо , которое при выбранной разнице частот составляло Ю,з см. Диаметр стоячей волны в месте ее пересечения атомным пучком составлял = 0,5 мм, либо 2у » 1 мм.. Интенсивность поля в обеих компонентах БССВ была одинаковой 50мВт), а разность их частот составляла Ли = 1450 МГц. Частота бихроматического излучения настраивалась таким образом, чтобы его высокочастотная компонента имела отстройку / 2« ^ - 1350 МГц. Чтобы обеспечить цикличнооть взаимодействия излучения с заданной парой уровней, его поляризация была сделана циркулярной. Измерение поперечного пространственного распределения атомов в пучке ооуществлялооь на расстоянии Ьг = 290 мм от БССВ.

Измеренный отклонения атомного пучка для различных раостоятгй от места пересечения его о БССВ позволили определить период выпрямленной оилц - Ю см и ее величину - 4Ь)с», что в четыре раза

больше максимальной величин» споятяшой силы с зато в ого давления. Детально исследована эавиоимооть данной силы от скорости и показано, что ее величина сущестьотю падает при V - у/У.

В п.г.з. обоуждьются возможные применения эффекта выпрямления градиентной сипы в БССО длл создания сверхглубоких оввтовых ловушек, коллимации и замедления атомных пучков.

ГЛАВА 3. ВЫНУЖДЕННАЯ ШШТО-ОГСТИЧЕСКАЯ СИЛА.

Открыта и исследована новая магниго - оптическая (МО) сила, основанная на индуцированных святом циклических вынувд91гчых переходах между уровнями атомного перехода. Сила возникает в суперпозиции двух встречных свогошх волн о различными направлениями их поляризации и магнитного поля, направленного вдоль оси распространения лазерных лучей.

В п. 3.1. рассмотрена теория винужданной МО силы. Для случая ¿-о —» .1'-1 перехода атома теория аииуяанитоп МО оилы аналогична творил выпрямления градиентной сила й БПСВ. Показано, что максимальная величина силы имеет порядок где и1 -

ларморовокая частота. Наибольшая значение силы реализуется при точном резонансе светового поля о атомным переходом, когда частота Раби оветовых волн удовлетворяет соотношению (8) ,/г» , а угол между направлениями поляризаций встречных световых волн составляет 45°. Нами предложена также классическая модель, объясняющая возникновение КО силы шиувдокным пераизлучошюм атомом фотонов между встречными сватовыми волнами, .которое ■ имеет преимущественное направление. определяемое капразлеш»ем магнитного поля.

Экспериментально наблюдено отклонение пучка атомов на вынужденной МО силой. Измеренные зависимости силы от величины и направления магнитного поля, а также ог угла между поляризациями световых полей целиком подтвердили предсказанные овойотва ЫО силы. Средняя величина МО силы составила o,7hk». Сравнение этой величины о ее теоретическим ангчоилем затруднительно из-аа сложной сверхтонкой к магнитной структуры порчхода атома Na.

Поэтому нами Сил поставлен дополнительный эксперимент по наблюдению вынужденной МО силы дпи атомов Па, имемиих переход л«о —> J'-X. В этом эксгирименте непосредственно измерялась интенсивность вынужденного переизлучытя фютонов между встречными световыми волнами и плотность атомов в области их взаимодействия оо оьитовим полем. IIa основе этих данных можно оило определить средами скорость вынужденного переиэлученин фотоноп одним атомом и соответствующую МО силу. Средняя величина определенной таким образом для атомов бария МО оилн составила 12 f»ki, что хорошо согласуется о ее тчоретичоским значением. Измеренные зависимости ошш от величины магнитного поля и угла моаду поляризациями оветових волн тош полностью согласуются о теорией.

В заключении сформ^мроьыш основные рнзультаты и выводы диссертации!

1) Экспериментально исолидоьано кпнилироианио атомов вдоль волнового фронт? сферической итопчеИ световой волны под действием градиентной оилы овот^вого давления. Из рез^ьтатов эксперименте и «го численного меде пир« шиши следует, чго в сильной резонансной отоячей волне действие на атомы градиентной силы приводит к их

локализации в облаогях о размерами меньшими длины световой волны и может оказывать заметное влияние на их макроскопическое движение.

2) Экспериментально продемонстрирован эффект выпрямления градиентной силы в бихроматичеокой стоячей световой волне. Показано, что градиентная сила в БССВ имеет макроскопический период, а ее величина можот существенно превышать максимальную величину споктаютой силы светового давления.

3) Открыта- и исследована новая магнито - оптическая сила, • основашая на индуцированных светом циклических вынужденных пароходах между уровнями атомного перехода. Экспериментально наблюдено действие дашой силы на' атоы На и Ва. Средняя величина измеренной для атомов бария МО силы составила 12 liky. Летально исследован механизм данной силы и показано, что ее возникновение обусловлено вынужденным однонаправленным переизлучением фотонов между встречными световыми волнами.

Основные результаты работы изложены в следующих публикациях:

1. Багашш. Б.Ч., Овчишшков D.E., Сидоров А.И. Одно' доухчастотный непрерывный лазер на красителе с активной

стабилизацией чаототы и электронным сканированием спектра, Квант. ЭЛ., Т.14, отр.2414-2420, 1987.

2. Balykin V.l., Letokhov V.S., Ovchinnikov Yu.B., Sidorov А.Г., Shul'ga S.V. Channeling of atoms In a standing spherical light wave, Opt. Lett., v.13, p.95B, 1988.

3. Balykin V.l., Losovik Yu.E., Ovchinnikov Vu.B., Sidorov A.I., Shul'ga S.V., Lctokhov V.S, One-cllnonsional localization of atoms in a standing sphcrical light wave, JOSA, v.ßß, р,2178-

2187, 1969.

4. Balykin V.I., Letokhov V.S., Ovchinnikov Yu.B., Shui'ga S.V.

Collinatlon of atone localised in a spherical standing light

wove, Opt. Сова., V .77, p.152-156, 1990.

5. Crina R., Ovchinnikov Yu.B., Sidorov A.I., Letokhov V.S. Observation of a strong rectified dipole force in a bichromatic standing light wave Phys. Rev. Lett., v.65, p.1415 -141B, 1990.

6. Ovchinnikov Yu.B., Grimm R., Sidorov A.X., Letokhov V.S. Behavior of the friction force in « bichromatic standing light wave, J. Phys. B: At. Hoi. and Opt. Phye., V.J4, p.L539-L543, 1891.

7. Ovchinnikov Vu.B., Grimn R., Sidorov A.I., Letokhov V.fi. Rectified dipole force in a bichromatic standing light wave, Opt. Comm., v.102, p.155-165, 1993.

8. Crimm R., Ovchinnikov Yu.B., Sidorov A.I., Iutokhov V.S. Dipole force rectification in a monochromatic laser field. Opt. Coon., V.B4, p.18-32, 1991.

9. Гримы P., Лэтохов B.C., Овчинников Ю.Б., Сидоров А.И. Наблюдение магкито-оптической радиационной силы, Письма в ЖЭТФ, Т.54, отр.611-614, 1991,

10. Stiding J., Grlnra R., Kowaleki J., Ovchinnikov Yu.B., Sidorov A.I. Observation ot the magneto-optical radiation force by laser spectroscopy, Europhyu.Lett., v.20(2), p.101-106, 1992.

11. Ovchinnikov. Yu.B., Letokhov V.S. Channeling ot atoms in a standing laser light wave, Coma, pn At. and Mol, Phye., v.27, p.lB5-201, 1992.

12. Сг1ши R., Letokhov V.S., Ovchinnikov Yu.B., Sidorov A.I. A

strong magneto-optical force exerted on neutral atoms, J. Phys. II Prance, V.2, p.593-599, 1992.

13. Овчинников Ю.Б., Сединг Я., Гримм Р. Магнито-оптическая бипризма для атомной интерферометрии, Пиоьма в ЮТФ, Т.58, ВЫП.5, стр.326-331, 199J.

14. Grimm R., Sfidlng J., Ovchinnikov Уи.В., SJdorov A.I. Sub-doppler manifestation of the magneto-optical radiation force, Opt, Comra.V.98, p.54-60, 1993.

•15. Ovchinnikov Yu.B. Tvo-dlmenalnal colllmatlon of atoms by a spherical standing light waves. Laser Phys., v,3, p.146-150, 1993.

список дотированной литературы.

1. Миногшг В.Г., Летохов B.C. Давление лазерного излучения на атомы. Москва, Наука, 1986.

2. Казанцев А.П., Сурдутович Г.Ч., Яковлев В.П. Механическое действие света ha атомы, Москва, Наука, 1991.

3. Лебедев П.Н. Избранные сочинения. Москва, ГИТЛ, 1949.

4. Эйнштейн А. Собрание научных трудов. В 3-х т. Т. з, Москва, Наука, с. 164-179, 1966.

5. Frlsh O.K. 2. Phye., V.86, p.42-48, 1933.

6. Павлик Б.Д. Холодные и ультрахолодшв атомы, Кнэв, Няукова думка, 1993.