Управление ядерными спектрами и рамановская генерация сверхкоротких импульсов при когерентном резонансном взаимодействии оптического излучения с конденсированными средами тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.21 ВАК РФ

Введение

1. Влияние лазерного поля на ядерные переходы

1.1. Введение.~.

1.2. Простейшая модель электронно-ядерной системы.

1.3. Модификация мессбауэровского спектра ядер под действием управляющего лазерного поля в случае изомерного сдвига уровней.

1.4. Влияние уширения оптического перехода на модификацию мессбауэровского спектра

1.5. Модификация мессбауэровского спектра в случае сверхтонкого расщепления основного состояния.

1.6. Оптическая накачка ядерных переходов лазерным полем

1.7. Численные оценки для реальных веществ.

1.8. О возможности создания безынверсного гамма-лазера.

1.9. Основные результаты.

2. Генерация коротких оптических импульсов за счет самовоздействия двух-компонентного лазерного поля, распрстраняющегося в рамановской среде

2.1. Введение.

2.2. Модель взаимодействия рамановской среды с полихроматическим излучением

2.3. Аналитическое решение в случае разных населенностей рамановских уровней

2.4. Аналитическое решение в случае равнонаселенных рамановских уровней

2.5. Аналитическое решение в резонансном случае.

2.6. Учет дисперсии среды.

2.7. Оценки для реальных веществ.

3. Генерация оптического континуума за счет рамановского рассеяния в когерентно приготовленной среде

3.1. Введение

3.2. Постановка задачи

3.3. Решение уравнений распространения в среде без дисперсии.

3.4. Учет линейной дисперсии среды.

3.5. Использование резонатора для уменьшения длины среды.

3.6. Приготовление оптически толстой среды в когерентном состоянии.

3.7. Основные результаты.

В настоящее время одной из наиболее интенсивно развивающихся областей квантовой электроники является область, занимающаяся изучением интерференционных явлений, проявляющихся при взаимодействии электромагнитного поля со средой. Несмотря на то, что интерференционные эффекты при взаимодействии излучения с веществом известны достаточно давно, начиная со знаменитой работы Фано, опубликованной в конце 50-х годов [1], начало интенсивному изучению этих явлений было положено несколькими работами, опубликованными в конце 80-х независимо разными авторами [2-4]. В них был рассмотрен эффект подавления поглощения электромагнитного излучения многоуровневой резонансной средой за счет интерференции различных каналов поглощения. В некоторой степени, в этих работах была переоткрыта асимметрия между поглощением и излучением поля в среде, предсказанная в 1983-м году Архипкиным и Геллером [5] для систем с непрерывным спектром состояний, но уже для конечного числа энергетических уровней в системе.

Необычайно большой интерес, проявляемый сейчас к данной области квантовой электроники, связан, в первую очередь, с большим количеством эффектов, сопутствующих подавлению поглощения в среде за счет интерференции. Это такие явления, как безынверсное усиление и генерация электромагнитного излучения (AWI - amplification without inversion и LWI - lasing without inversion) [6-13], электромагнитно индуцированная прозрачность (EIT - electromagnetically induced transparensy) [14-19], уменьшение групповой скорости света при распространении через резонансную среду в отсутствие поглощения (SGV - slow group velocity) [20-22], возможность полной остановки света в среде [23], увеличение показателя преломления среды [24-29], возможность осуществления эффективных нелинейных преобразований при малой интенсивности поля (в идеальном случае - нелинейные преобразования с одним фотоном) [30,31] и многие другие. Описанные эффекты уже нашли достаточно широкое практическое применение. Это высокоточная магнитометрия [32], эффективное преобразование частот оптического излучения [33], генерация ультракоротких оптических импульсов [58,63]. Гораздо шире список потенциальных приложений когерентных оптических эффектов. Это литография с применением большого показателя преломления, создание оптической памяти большой емкости за счет малой ширины двухфотонного резонанса, квантовые вычисления [34,35], наконец, создание источников рентгеновского и гамма-излучения на основе безынверсного усиления [123,124,77]. Необходимо отметить, что именно открытие возможности безынверсного усиления и ее экспериментальная реализация [36-40] стимулировали более глубокое изучение когерентных (интерференционных) явлений в оптике. Это связано в первую очередь с тем, что использование безынверсного усиления позволяет, в принципе, реализовать источники когерентного излучения (лазеры) в ранее недоступных областях спектра, в частности, в рентгеновском и гамма диапазонах. Дело в том, что при повышении энергии кванта hto становится очень трудно осуществлять накачку активной среды лазера из-за того, что при этом время жизни верхнего рабочего состояния активной среды падает как а;-3, что ведет к необходимости очень интенсивной накачки для создания инверсии на рабочем переходе. В то же время, использование безынверсного усиления позволяет отойти от необходимости создания инверсии на рабочем переходе и тем самым ослабить условия на накачку рабочей среды лазера.

Те же проблемы возникают при попытках реализации лазера в дальнем ИК диапазоне (Л ~ 100 мкм) на межподзонных переходах в полупроводниковых гетероструктурах. В этом случае трудности с обеспечением инверсии на рабочем переходе связаны с быстрой (Ю-13 сек) релаксацией населенности за счет фононов. Таким образом, и в этом случае нужно отказаться от необходимости создания инверсии в среде, что и было сделано в работе [41].

Таким образом, открытие безынверсного усиления стимулировало создание отдельной, быстро развивающейся области квантовой электроники, занимающейся изучением процессов интерференции при взаимодействии излучения с веществом. Это позволило детально исследовать такие когерентные явления, как EIT, когерентный захват населенности (СРТ - coherent population trapping), SGV и других. Однако, нужно отметить, что до сих пор большинство работ в этом направлении было посвящено изучению описанных выше явлений в газообразных средах. Очень мало экспериментальных работ по наблюдению когерентных оптических эффектов в твердом теле было сделано и опубликовано [42-44], что же касается теоретических работ по учету специфики твердого тела, то их практически не было. Очевидны преимущества твердого тела: высокие концентрации рабочего вещества, компактность, технологичность, удобство в эксплуатации, что ведет к широким практическим применениям. Дополнительными преимуществами твердого тела по отношению к газовым средам являются отсутствие атомной диффузии, что ведет к возможности создания оптической памяти, и наличие эффекта Мессбауэра, проявляющегося в большинстве кристаллических, а в некоторых случаях и аморфных, веществ, что приводит к возможности проявления когерентных интерференционных эффектов на ядерных гамма-переходах. Таким образом, учет специфики твердого тела позволяет существенно расширить область применений интерференционных оптических эффектов.

Во-первых, обсудим возможность реализации описанных выше эффектов на ядерных гамма-переходах за счет эффекта Мессбауэра, специфичного для твердого тела, который интересен в первую очередь тем, что позволяет наблюдать резонансное взаимодействие электромагнитного излучения с ядром. Он служит основой так называемой мессбауэров-ской спектроскопии, широко применяющейся в физике, химии, материаловедении и других отраслях науки и техники, связанных с изучением свойств материалов. Суть этого эффекта (см. [45-47]) состоит в том, что ядра достаточно тяжелых элементов (экспериментально с А > 40) и обладающие достаточно низкоэнергетическими ядерными переходами (в эксперименте Ни; < 150 кэВ). будучи помещены в кристалл достаточно большой жесткости, могут излучать и поглощать резонансное гамма-излучение без отдачи, т.к. в этом случае отдачу принимает на себя весь кристалл, а не отдельное излучающее ядро. В силу того, что эффект отдачи при испускании гамма-кванта и эффект Доплера (т.е. смещение частоты резонансного излучения движущегося ядра по отношению к покоящемуся) имеют одну и ту же природу, отсутствие отдачи при излучении и поглощении фотона означает и отсутствие доплеровского уширения ядерного перехода. Почему же отсутствие отдачи в эффекте Мессбауэра так принципиально для наблюдения резонансного взаимодействия гамма-излучения с ядрами? Ответ на этот вопрос складывается из двух факторов. Во-первых, сечение взаимодействия электромагнитного излучения с резонансо ной средой пропорционально квадрату длины волны излучения. Для длин волн < 1 А это сечение < Ю-18 см2. При этом наличие доплеровского уширения как правило приводит к дополнительному уменьшению сечения взаимодействия на 5—10 порядков. В таких условиях резонансное поглощение гамма-квантов веществом становится на несколько порядков слабее нерезонансных процессов, таких как фотоионизация и томсоновское рассеяние, и его экспериментальное наблюдение становится невозможным. К тому же, характерные величины доплеровского уширения для ядерных переходов (10х2 — 1013 сек'1) значительно превосходят масштабы сверхтонких взаимодействий, которые, однако, могут быть наблюдены в отсутствие уширения резонансной линии. Таким образом, именно эффект Мессбауэра позволяет изучать сверхтонкие структуры атомов и ионов, помещенных в кристалл, и черпать из них информацию об окружении, т.е. о величине и направлении локального магнитного поля, о механических напряжениях в кристалле, о структуре локального кристаллического поля и т.п.

В данной работе предсказана возможность сильной модификации мессбауэровских спектров в парамагнитных кристаллах под действием лазерного излучения и на этой основе предложен новый тип спектроскопии, лазерно-мессбауэровская спектроскопия. Она основана на том, что сверхтонкие структуры мессбауэровских ядер сильно зависят от электронного окружения. Меняя это окружение, мы можем изменять ядерные спектры поглощения и излучения. Простейший способ воздействия на электронное окружение ядра - это изменение состояния электронной оболочки иона, которому данное мессбауэров-ское ядро принадлежит, за счет ее перевода в возбужденное состояние под воздействием оптического излучения. Нужно отметить, что подобные схемы воздействия управляющего оптического излучения на ядра уже обсуждались ранее в литературе [48-56]. Однако, до сих пор не были рассмотрены эффекты, связанные с когерентным характером управляющего излучения. В этой работе рассмотрено несколько типов подобных эффектов, таких как Раби-расщепление мессбауэровской линии, электромагнитно-индуцированная прозрачность на ядерных переходах и подавление резонансного ядерного поглощения на несколько порядков и их возможные применения к решению проблемы создания гамма-лазера на мессбауэровских ядрах.

Во-вторых, важной особенностью твердого тела является очень высокая плотность кристаллов по отношению к газам. Это позволяет повысить эффективность взаимодействия электромагнитного излучения с веществом на много порядков по сравнению с газообразными средами. При этом, возможные когерентные эффекты, ранее изучавшиеся в газах, могут проявляться гораздо сильнее в твердом теле. В частности, особенный интерес вызывает повышение эффективности четырехволнового взаимодействия в связи с недавними работами Каплана и Школьникова и независимо Харриса и Соколова [57-63], касающихся возможности генерации широкополосного когерентного спектра оптического излучения с последующей возможностью сжатия полученного спектра в последовательность ультракоротких (от единиц фемтосекунд до сотен аттосекунд) импульсов.

Проблема укорочения лазерных импульсов имеет долгую историю. Продвижения в этом направлении были связаны сначала с использованием свободной лазерной генерации, т.е. пичкового режима лазеров [64,65], потом с синхронизацией мод за счет модуляции добротности [65,66] (так называемый Q-switch), затем с использованием безынерционной керровской нелинейности для синхронизации мод [67], и, наконец, с использованием полых волноводов, заполненных благородными газами, для генерации широкополосных оптических континуумов, которые затем могут быть сжаты в короткие оптические импульсы [68]. Наряду с этим развивались методики усиления полученных коротких импульсов. Здесь в первую очередь нужно отметить идею усиления чирпованных (т.е. частотно-модулированных) импульсов с последующим их сжатием при помощи устройств с аномальной дисперсией, таких как пара дифракционных решеток [69]. На сегодняшний день получены импульсы оптического излучения с длительностью ~ 4 фсек и пиковой мощностью ~ 1 ПВт [70-72]. Наиболее полно текущее состояние дел в области генерации коротких импульсов представлено в обзоре [70].

Совершенно обособленное место занимает получение ультракоротких оптических импульсов за счет сверхизлучения, предсказанного Дикке в работе [73]. Несмотря на то, что явление сверхизлучения очень широко изучалось (см. обзоры [74,75]), существенного прогресса в генерации коротких импульсов на его основе до сих пор достигнуто не было.

Однако, нужно отметить, что до сих пор генерация коротких оптических импульсов основывалась (кроме сверхизлучения) на существовании сред с очень широкой полосой усиления, таких как LiCAF и Ti : Sp. Это обуславливает малую перестраиваемость генерируемых импульсов. Более того, ширина полосы усиления активной среды лазера ограничивает минимальную длительность импульса.

Идея, предложенная Харрисом и Соколовым недавно, свободна от указанных выше ограничений, связанных со свойствами активной среды. Суть предложения Харриса и Соколова сводится к использованию рамановского рассеяния для генерации широкого спектра, причем когерентность на рамановском переходе создается самими рассеивающимися полями. Здесь необходимо отметить тот факт, что энергия рамановского перехода, использованная для теоретических оценок в работах [57-61] и в эксперименте [62,63], была очень высокой (3000 —4000 см'1). Это приводило к тому, что период повторения генерируемых импульсов, определяемый частотой этого перехода, был очень мал -5 — 10 фсек. Очевидно, что выделить один импульс из такой последовательности не представляется возможным. Для того, чтобы уменьшить период повторения импульсов, необходимо понизить частоту рамановского перехода до величин порядка 1 — 10 ГГц. При этом, для получения широкополосного когерентного оптического спектра необходима генерация очень большого (~ 104 — 105) числа рамановских компонент, что подразумевает большую эффективность рамановского взаимодействия, и, следовательно, требует больших концентраций рабочих атомов, что характерно именно для твердого тела. Вместе с тем, уменьшение частоты рамановского перехода приводит к другой сложности, связанной с тем, что квантовые уровни, разделенные по энергии на такую маленькую величину (~ 10~5 эВ), оказываются одинаково заселенными даже при очень низкой

1 К) температуре. Это препятствует возбуждению рамановской когерентности, т.к., согласно стандартным представлениям, она пропорциональна разности населенностей рамановских уровней. Это является следствием того, что, как правило, при рассмотрении процессов рамановского рассеяния исключают все релаксационные процессы, связанные с возбужденными оптическими уровнями, через которые происходит рассеяние. Однако, в работе [76] было показано, что учет релаксационных процессов, связанных с возбужденными состояниями системы, дает ненулевую рамановскую когерентность даже в случае одинаково заселенных уровней.

В данной работе рассмотрена модификация предложенной Харрисом и Соколовым идеи генерации ультракоротких импульсов за счет рассеяния на когерентности, созданной при СРТ. В частности, показано, что при такой модификации возможно создание очень широкого (сотни терагерц) и достаточно плотного (расстояние между соседними частотными компонентами ~ 1 — 10 ГГц) когерентного оптического континуума, после сжатия которого можно получать импульсы длительностью несколько фемтосе-кунд с достаточно большим по сравнению с предложением Соколова периодом повторения (~ 1 — 10 нсек). При этом большая плотность среды, присущая твердым телам, используется в полной мере, т.к. именно большая концентрация рабочих атомов позволяет быстро расширять спектр излучения.

Целью диссертационной работы является теоретический анализ ряда интерференционных оптических эффектов в кристаллических матрицах с имплантированными глубокими примесями, обладающими дискретным энергетическим спектром, и оценка возможности их экспериментального наблюдения и применения.

Диссертация состоит из введения, трех глав и заключения. В главе 1 проведен теоретический анализ возможности опосредованного воздействия оптического излучения на резонансные свойства ядер через электронную оболочку атома или иона.

Основные результаты, полученные в диссертации:

I. Разработаны теоретические основы метода лазерно-мессбауэровской спектроскопии:

1) Предложена модель опосредованного воздействия лазерного излучения на ядерные переходы через смежные электронные переходы атома или иона.

2) Показано, что в случае изомерного сдвига уровней электронно-ядерной системы эффектами воздействия лазерного поля на ядерное поглощение являются появление дополнительных линий поглощения из-за заселения возбужденных электронных состояний, полевое уширение линий ядерного поглощения, их Раби-расщепление и схлопывание в один ядерный резонанс при повышении интенсивности управляющего лазерного поля.

3) Показано, что в случае сверхтонкого расщепления основного состояния электронно-ядерной системы эффектами воздействия лазерного поля являются когерентный захват населенности, приводящий к полному подавлению поглощения на ядерных переходах, и оптическая накачка сверхтонких подуровней основного состояния, которая приводит к подавлению некоторых ядерных линий поглощения и усиления других.

4) Получены численные оценки для реалистичных параметров веществ и предложена схема эксперимента для наблюдения предсказанных эффектов.

5) Показано, что оптическая накачка сверхтонких ядерных подуровней позволяет ослабить требования к накачке ядерных мессбауэровских переходов на 4-5 порядков. Это позволяет существенно снизить нагрев активной среды гамма-лазера, способствуя разрешению проблемы создания гамма-лазера.

И. Разработан новый способ генерации коротких оптических импульсов за счет многократного попутного комбинационного рассеяния оптического излучения в условиях возбуждения максимальной спиновой рамановской когерентности в твердом теле. Этот метод позволяет получать последовательности импульсов излучения с длительностью до нескольких фемтосекунд и частотой повторения в несколько гигагерц. Основную роль в создании рамановской когерентности играют релаксационные процессы с участием возбужденного оптического состояния, обеспечивающие возбуждение максимальной когерентности, несмотря на равенство населенностей спиновых подуровней.

1) Предложены и исследованы два варианта возбуждения максимальной спиновой когерентности для генерации ультракоротких импульсов: посредством нерезонансного бигармонического поля, одновременно служащего источником для генерации оптического квазиконтинуума, и посредством резонансного внешнего когерентного поля.

2) Получена система самосогласованных уравнений, описывающих создание когерентности в рамановской среде, а также влияние созданной когерентности на распространение поля и уширение его спектра. Получено аналитическое и численное решение этих уравнений.

3) Найдена максимально возможная ширина спектра поля, определяющаяся концентрацией рабочих центров, длиной среды, дисперсией кристаллической матрицы и поглощением. Приведены численные оценки для параметров реальных кристаллов, допированных редкоземельными ионами, и предложена конкретная схема экспериментальной реализации генерации ультракоротких импульсов.

4) Предложено использование резонатора для увеличения эффективной длины взаимодействия, а также в схеме с внешним резонансным возбуждением когерентности для выполнения условия пространственного синхронизма, обеспечивающего наиболее эффективное расширение спектра сигнала.

Заключение

1. Fano U. Effects of configuration interaction on intensities and phase shifts // Phys. Rev. 1961. V.124. N.6. P.1866-1878.

2. Кочаровская О.А., Ханин Я.И. Когерентное усиление ультракороткого импульса в трехуровневой среде без инверсии населенностей // Письма в ЖЭТФ. 1988. Т.48. Вып.11. С.581-584.

3. Scully М.О., Zhu S.-Y., and Gavridiles A. Degenerate Quantum-Beat Laser: basing without Inversion and Inversion without basing // Phys. Rev. Lett. 1989. V.62. N.24. P.2813-2816.

4. Harris S.E. Lasers without inversion interference of lifetime-broadened resonances // Phys. Rev. Lett. 1989. V.62. N.9. P.1033-1036.

5. Arkhipkin V.G., Heller Y.I. Radiation amplification without population inversion at transitions to autoionazing states // Phys. Lett. A. 1983. V.98. N.1,2. P.12-14.

6. Kocharovskaya 0., Mandel P. and Li R.-D. Lasing without inversion: the double L scheme // Opt. Commun. 1990. V.77. N.2,3. P.215-220.

7. Kocharovskaya 0., Mandel P., and Radeonychev Y.V. Inversionless amplification in a three-level medium // Phys. Rev. A. 1992. V.45. N.3. P. 1997-2005.

8. Kocharovskaya 0. Amplification and lasing without inversion // Phys. Rep. 1992. V.219. N.3-6. P. 175-190

9. Kocharovskaya O. and Mandel P., Frequency up-conversion in a three-level medium without inversion // Opt. Commun. 1991. V.84. N.3,4. P.179-183.

10. Mavroyannis C. Lasers without inversion: Two-photon stimulated emission in a three-level atom // Phys. Rev. A. 1992. V.46. N.l. P.R6785-R6787.

11. Karawajczyk A. and Zakrzewski J. basing without inversion in a Doppler-broadened medium // Phys. Rev. Lett. 1995. V.51. N.l. P.830-834.

12. Kocharovskaya 0., Rostovtsev Yu., and Imamoglu A. Inversionless amplification in the three-level atoms with and without a hidden inversion in reservoir // Phys. Rev. A. 1998. V.57. N.l. P.649-654.

13. Yelin S.F., Lukin M.D., Scully M.O., Mandel P. Gain without inversion in the frequency up-conversion regime // Phys. Rev. A. 1998. V.57. N.5. P.3858-3866.

14. Harris S.E., Field J.E. and Imamoglu A. Nonlinear Optical Processes Using Electromag-netically Induced Transparency // Rev. Lett. 1990. V.64. N.10. P.1107-1110.

15. Harris S.E. Electromagnetically Induced Transparency with Matched Pulses // Phys. Rev. Lett. 1993. V.70. N 5. P.552-555.

16. Harris S.E. Normal Modes for Electromagnetically Induced Transparency // Phys. Rev. Lett. 1994. V.72. N.l. P.52-55.

17. Zhao Y., Huang D., Wu C. Electromagnetically induced ransparency of interband transitions in quantum wells // Quant. Opt. 1994. V.6. N.4. P.327-340.

18. Gea-Banacloche J., Li Y., Jin S., Xiao M. Electromagnetically induced transparency in ladder-type inhomogeniously broadened media: Theory and experiment // Phys. Rev. Lett. 1995. V.51. N.l. P.576-584.

19. Li Y., Xiao M. Electromagnetically induced transparency in a three-level L-type system in rubidium atoms // Phys. Rev. A. 1995. V.51. N.4. P.R2703-R3706.

20. Harris S.E., Field J.E., Kasapi A. Dispersive properties of electromagnetically induced transparency // Phys. Rev. A. 1992. V.46. N.l. P.R29-R32.

21. Xiao M., Li Y.Q., Jin S.Z., and Gea-Banacloche J. Measurement of dispersive properties of electromagnetically induced transparency in rubidium atoms // Phys. Rev. Lett. 1995. V.74. N.5. P.666-669

22. Hau L.V., Harris S.E., Dutton Z., and Behroozi C.H. Light speed reduction to 17 meters per second in an ultracold atomic gas // Nature. 1999. V.397. N.6720. P.594-598

23. Kocharovskaya 0., Rostovtsev Y., and Scully M.O. Stopping light via hot atoms // Phys. Rev. Lett. 2001. V.86. N.4. P.628-631

24. Scully M.O. Enhancement of the index of refraction via quantum coherence // Phys. Rev. Lett. 1991. V.67. N.14. P.1855-1859.

25. Rathe U., Fleischhauer M., Zhu S.-Y., Hansch T.W., Scully M.O. Nonlinear theory of index enhancement via quantum coherence and interference // Phys. Rev. A. 1993. V.47. N.6. P.4994-5002.

26. Scully M.O. and Fleischhauer M. High-sensitivity magnetometer based on index in-chanced media // Phys. Rev. Lett. 1992. V.69. N.9. P.1360-1363

27. Harris S.E. Refractive-index control with strong fields // Optics Letters. 1994. V.19. N.23. P.2018-2020.

28. Lukin M.D., Yelin S.F., Zibrov A.S., and Scully M.O. Enhancement of refractive index with quantum coherence: An overview // Laser Physics. 1999. V.9. N.4. P.759-772

29. Zibrov A.S., Lukin M.D., Hollberg L., Nikonov D.E., Scully M.O., Robinson H.G., Velichansky V.L. Experimental demonstration of enhanced index of refraction via Quantum coherence in Rb // Phys. Rev. Lett. 1996. V.76. N.21. P.3935-3938.

30. Lukin M.D. and Imamoglu A. Nonlinear optics and quantum entanglement of ultraslow single photons // Phys. Rev. Lett. 2000. V.84. N.7. P.1419-1422.

31. Harris S.E. and Hau L.V. Nonlinear optics at low light levels // Phys. Rev. Lett. 1999. V.82. N.23. P.4611-4614.

32. Fleischhauer M., Matsko А.В., Scully M.O. Quantum limit of optical magnetometry in the presence of ac Stark shift // Phys. Rev. A. 2000. V.62. N.01. art.no.013808

33. Jain M., Xia H., Yin G.Y., Merriam A. J., Harris S.E. Efficient nonlinear frequency conversion with maximal atomic coherence // Phys. Rev. Lett. 1996. V.77. N.21. P.4326-4329.

34. Grover L.K. Quantum computers can search arbitrarily large databases by a single query // Phys. Rev. Lett. 1997. V.79. N.23. P.4709-4712.

35. Grover L.K. Quantum computers can search rapidly by using almost any transformation // Phys. Rev. Lett. 1998. V.80. N.19. P.4329-4332.

36. Moon H.S., Choe Y.S., Kim H.A., Kim B.S., Kim K.D., Kim J.B. Amplification without inversion in the four-level N-type Rb-87 D-l-line // Japan. J. Appl. Phys. Part 1. 2000. V.39. N.l. P.301-305.

37. Lange W., Nottelman A., and Peters C. Observation of inversionless amplification in Sm vapor and related experiments // Quantum Optics. 1994. V.6. N.4. P.273-285

38. Padmabandu G.G., Welch G.R., Shubin I.N., Fry E.S., Nikonov D.E., Lukin M.D., Scully M.O. Laser oscilation without population inversion in a sodium atomic beam // Phys. Rev. Lett. 1996. V.76. N.12. P.2053-2056.

39. Fort C., Cataliotti F.S., Hansch T.W., Inguscio M., Prevedelli M. Gain without inversion on the cesium D1 line // Optics. Comm. 1997. V.139. N.l. P.31-34.

40. Belyanin A.A., Capasso F., Kocharovsky V.V., Kocharovsky V.V., Scully M.O. Infrared generation in low-dimensional semiconductor heterostructures via quantum coherence // art. no. 053803, Phys. Rev. A. 2001. V.63. N.05. art. no. 053803

41. Hemmer P.R., Turukhin A.V., Shahriar M.S., Musser J.A. Raman-excited spin coherencesin nitrogen-vacancy color centers in diamond // Opt. Lett. 2001. V.26. N.6. P.361-363.

42. Ham B.S., Shahriar M.S., Hemmer P.R. Electromagnetically induced transparency over spectral hole-burning temperature in a rare-earth-doped solid // J. of the Optical Society of America В Optical Physics. 1999. V.16. N.5. P.801-804.

43. Ham B.S., Hemmer P.R., Shahriar M.S. Efficient electromagnetically induced transparency in a rare-earth doped crystal // Opt. Commun. 1997. V.144. N.4-6. P.227-230.

44. Greenwood N.N., Gibb T.C. Mossbauer spectroscopy // 1971. London. Chapman and Hall.

45. Granshaw Т.Е. et al. Mossbauer spectroscopy and its applications // 1985. New York. Cambridge University Press.

46. Fujita F.E. Recent developments in Mossbauer spectroscopy // Contemporary Physics. 1999. V.40. N.5. P.323-337.

47. Карягин С.В. О возможности низкотемпературного 7-лазера // ЖЭТФ. 1980. Т.79. Вып.3(9). С.730-750.

48. Высоцкий В.И. О возможности беспорогового 7-усиления в системе поляризованных ядер // ЖЭТФ. 1979. Т.77. Вып.2(8). С.492-497.

49. Летохов B.C., Миногин В.Г. Спектр гамма-переходов ядра в симметричной многоатомной молекуле // ЖЭТФ. 1976. Т.70. Вып.З. С.794-804.

50. Летохов B.C. Узкие резонансы испускания и поглощения 7-излучения ядер, индуцируемые лазерным излучением // Письма в ЖЭТФ. 1972. Т.16. Вып.7. С.304-306.

51. Letokhov V.S. Double gamma and optical resonance // Phys. Lett. A. 1973. V.43. N.2. P. 179-180.

52. Letokhov V.S. Narrow frequency tunable gamma-ray nuclear resonances induced by laser radiation // Phys. Rev. Lett. 1973. V.30. N.16. P.729-732.

53. Shimkaveg G., Quivers W.W., Dasari R.R., Otteson M.S., et al. Laser-induced nuclear orientation studies of 1 fis 85Rbm // Spectrochimica Acta Part A Molecular and Biomolecular Spectroscopy. 1989. V.45. N.l. P.63-73.

54. Зарецкий Д.Ф., Сазонов С.Б. Резонансное возбуждение уровней сверхтонкой структуры в поле бихроматической лазерной волны и ядерный распад // Письма в ЖЭТФ. 1994. Т.60. Вып.9-10. С.682-685.

55. Matinyan S. Lasers as a bridge between atomic and nuclear physics // Phys. Rep. 1998. V.298. N.4. P. 199-249.

56. Kaplan A.E. and Shkolnikov P.L. Subfemtosecond pulses in the multicascade stimulated Raman scattering // J. Opt. Soc. Am. B. 1996. V.13. N.2. P.347-354.

57. Harris S.E. and Sokolov A.V. Broadband spectral generation with refractive index control // Phys. Rev. A. 1997. V.55. N.6. P.R4019-4022.

58. Harris S.E. and Sokolov A.V. Subfemtosecond pulse generation by molecular modulation // Phys. Rev. Lett. 1998. V.81. N.14. P.2894-2897.

59. Kien F.L., Liang J.Q., Katsuragawa M. et al. Subfemtosecond pulse generation with molecular coherence control in stimulated Raman scattering // Phys. Rev. A. 1999. V.60. N.2. P.1562-1571.

60. Yavuz D.D., Sokolov A.V., and Harris S.E. Eigenvectors of a Raman medium // Phys. Rev. Lett. 2000. V.84. N.l. P.75-78.

61. Hakuta K., Suzuki M., Katsuragawa M., and Li J.Z. Self-induced phase matching in parametric anti-Stokes stimulated Raman scattering // Phys. Rev. Lett. 1997. V.79. N.2. P.209-212.

62. Sokolov A.V., Walker D.R., Yavuz D.D., Yin G.Y., and Harris S.E. Raman generation by phased and antiphased molecular states // Phys. Rev. Lett. 2000. V.85. N.3. P.562-565.

63. Ханин Я.И. Основы динамики лазеров. М.: Наука-физматлит, 1999.

64. Звелто О. Принципы лазеров. М.: Мир, 1984.

65. Ярив А. Введение в оптическую электронику. М.: Высшая школа, 1983.

66. Brabec Т., Spielmann С., Curley P.F., and Krausz F. Kerr-lens mode-locking // Opt. Lett. 1992. V.17. N.18. P.1292-1294.

67. Cerullo G., De Silvestri S., Nisoli M., Sartania S., Stagira S., and Svelto O. Few-optical cycle laser pulses: from high peak power to frequency tunability // IEEE Journal on Selected Topics in Quantum Electronics. 2000. V.6. N.6. P.948-958

68. Strickland D. and Mourou G. Compression of amplified chirped optical pulses // Opt. Commun. 1985. V.56. N.3. P.219-221.

69. Brabec T. and Krausz F. Intense few-cycle laser fields: Frontiers of nonlinear optics // Rev. Mod. Phys. 2000. V.72. N.2. P.545-591.

70. Baltuska A., Wei Z., Pshenichnikov M.S., and Wiersma D.A. Optical pulse compression to 5 fs at a 1 MHz repetition rate // Opt. Lett. 1997. V.22. N.2. P.102-104.

71. Nisoli M., De Silvestri S., Svelto O., Szipocs R., Ferencz K., Spielmann Ch., Sartania S., and Krausz F., Compression of high energy laser pulses below 5 fs / / Opt. Lett. 1997. V.22. N.8. P.522-524

72. Dicke R.H. Coherence in spontaneous radiation processes // Phys. Rev. 1954. V.93. N.l. P.99-110.

73. Андреев А.В., Емельянов В.И. и Ильинский Ю.А. Кооперативные явления в оптике М.: Наука, 1988.

74. Железняков В.В., Кочаровский В.В., Кочаровский Вл.В. Волны поляризации и сверхизлучение в активных средах // УФН. 1989. Т.159. Вып.2. С.193-260.

75. Rothberg L.J. and Bloembergen N. High-resolution 4-wave light-mixing studies of collision-induced coherence in Na vapor // Phys. Rev. A. 1984. V.30. N.2. P.820-830.

76. Shakhmuratov R.N., Kozyreff G., Coussement R., Odeurs J., Mandel P. Gain without inversion for gamma radiation // Opt. Commun. 2000. V.179. N.l-6. P.525-536.

77. Baldwin G.C. and Solem J.C. Recoilless gamma-ray lasers // Rev. Mod. Phys. 1997. V.69. N.4. P.1085-1117.

78. Jeffries C.D. Some new schemes for polarizing nuclei // Phys. Rev. Lett. 1967. V.19. N.21. P.1221.

79. Mollenauer L.F., Grant W.B., and Jeffries C.D. Achievement of significant nuclear polarizations in solids by optical pumping // Phys. Rev. Lett. 1968. V.20. N.10. P.488.

80. Grant W.B., Mollenauer L.F., and Jeffries C.D. Polarization of Tm-169 and F-19 in CaF2 : Tm2+ by optical pumping // Phys. Rev. B. 1971. V.4. N.5. P.1428-1443.

81. Ривлин JI.А. Изобретение за номером 621265 от 10 июня 1961 // Бюллетень изобретений. 1979. Т.23. С.220.

82. Rudlinger M., Schefer J., Vogt Т., Woike Т., Haussuhl S., and Zollner H. Ground-induced and light-induced metastable states of sodium nitroprusside // Physica B. 1992. V.180. P.293-298. Part A.

83. Sadykov E.K., Zakirov L.L., Yurichuk A.A. Quantum interference of Mossbauer gamma transitions in magnetic materials // Laser Physics. 2001. V.ll. N.3. P.409-418.

84. Vagizov F.G., Manapov R.A., Sadykov E.K., Zakirov L.L. The effect of radiofrequen-cy modulation of Fe-57 hyperfine interaction by rotating magnetic field // Hyperfine Interactions. 1998. V.116. N.l-4. P.91-104.

85. Файн B.M. Фотоны и нелинейные среды. М.: Советское радио, 1972.

86. Kocharovskaya О. and Mandel P. Amplification without inversion the double-lambda scheme //Phys. Rev. A. 1990. V.42. N.l. P.523-535.

87. Arimondo E. Coherent population trapping in laser spectroscopy // Progress in optics. 1996. V.35. P.257-354.

88. Chukalina E.P., Popova M.N., Antic-Fidancev E., and Chaminade J.P. Hyperfine structure in optical spectra of CsCdBr3 : Pr3+ // Phys. Lett. A. 1999. V.258. N.4-6. P.375-378.

89. Larson В., Hausser 0., Delheij P.P.J., Whittal D.M., and Thiessen D. Optical pumping of Rb in the presence of high-pressure He-3 buffer gas // Phys. Rev. A. 1991. V.44. N.5. P.R3108-R3118.

90. Driehuys В., Cates G.D., Miron E., Sauer K., Walter D.K., Happer W. High-volume production of laser-polarized Xe-129 // Appl. Phys. Lett. 1996. V.69. N.12. P.1668-1670.

91. Stolz E., Meyerhoff M., Bigelow W., Leduc M., Nacher P.J., Tastevin G. High nuclear polarization in He-3 and He-3-He-4 gas mixtures by optical pumping with a laser diode // Appl. Phys. B. 1996. V.63. N.6. P.629-633.

92. Ebendorff-Heidepriem H. and Ehrt D. Formation and UV absorption of cerium, europium and terbium ions in different valencies in glasses // Optical Materials. 2000. V.15. N.l. P. 7-25.

93. Biyikli L., Hasan Z. The dynamics of hole burning in 4f(n)-4f(n-l)5d(l) transition of Eu2+ in MgS // J. of Luminescence. 1999. V.83-84. P.373-377.

94. Hasan Z., Solonenko M., Macfarlane P.I., Biyikli L., Mathur V.K., Karwacki F.A., Persistent high density spectral holeburning in CaS : Eu and CaS : Eu,Sm phosphors // Appl. Phys. Lett. 1998. V.72. N.19. P.2373-2375.

95. Laroche M., Bettinelli M., Girard S., and Moncorge R. f-d luminescence of Pr3+ and Ce3+ in the chloro-elpasolite Cs2NaYCl6 // Chem. Phys. Lett. 1999. V.311. N.3-4. P.167-172.

96. Edelstein N., Kot W.K., and Krupa J.C. The 5f-6d absorption spectrum of Pa4+ : Cs2ZrCl6 // J. Chem. Phys. 1992. V.96. N.l. P.l-4.

97. Baldwin G.C., Solem J.C., and Goldanskii V.I. Approaches to the development of gamma-ray lasers // Rev. Mod. Phys. 1981. V.53. N.4. P.687-744.

98. Высоцкий В.И. и Кузьмин Р.Н. Гамма-лазеры. М: Издательство МГУ, 1989.

99. Гольданский В.И., Каган Ю., Намиот В.А. Двухстадийное возбуждение ядер для получения стимулированного излучения гамма-квантов // Письма в ЖЭТФ. 1973. Т.18. Вып.1. С.61-63.

100. Biagini М. Quantum theory of the Borrmann effect // Phys. Rev. A. 1990. V.42. N.7. P.3695-3702.

101. Baldwin Т.О. Temperature dependence of Borrmann effect in copper // Phys. Stat. Sol. 1968. V.25. N.l. P.71.

102. Иверонова В.И., Кацнельсон А.А., Рунова Т.К. Экспериментальное обнаружение многоволнового эффекта Бормана в кремнии // Кристаллография. 1978. Т.23. Вып.2. С.398-398.

103. Zon В.A. and Chernov V.E. Induced discrete internal conversion in Tc-99m // Phys. Lett. B. 1996. V.383. N.4. P.367-371.

104. Kalman P. Nuclear decay by electronic transition in laser fields and in ionic surroundings // Laser Phys. 1999. V.9. N.l. P.88-91.

105. Kalman P. and Keszthelyi T. Laser-assisted nuclear gamma-excitation by the inverse electronic-bridge process // Phys. Rev. A. 1993. V.47. N.2. P.1320-1326.

106. Каган Ю.М., Афанасьев A.M., Войтовецкий В.К. Интерференция процессов конверсии и фотоэффекта при поглощении мессбауэровского излучения // Письма в

107. ЖЭТФ. 1969. Т.9. Вып.2. С.155-158.

108. Sauer С., Matthias Е., and Mossbauer R.L. Recoilless Resonance Absorption and Hy-perfine Structure of the 6.2-keV State in 181Ta// Phys. Rev. Lett. 1968. V.21. N.14. P.961-964.

109. Клышко Д.Н. Физические основы квантовой электроники. М.: Наука, 1986.

110. Ярив А. Квантовая электроника. М.: Советское радио, 1980

111. Schwartz R.W. and Schatz P.N. Absorption and magnetic-circular-dichroism spectra of octahedral Ce3+ in Cs2NaYCl6 // Phys. Rev. B. 1973. V.8. N.7. P.3229-3236.

112. Hoshina T. and Kuboniwa S. 4/ 5d transition of Tb3+ and Ce3+ in MP04 (M=Sc, Y and Lu) // J. of the Physical Society of Japan. 1971. V.31. N.3. P.828-840.

113. Zelmon D.E., Small D.L., and Page R. Refractive-index measurements of undoped yttrium aluminum garnet from 0.4 to 5.0 \im // Applied Optics. 1998. V.37. N.21. P.4933-4935.

114. Innocenzi M.E., Swimm R.T., Bass M., French R.H., and Kokta M.R. Optical absorption in undoped yttrium aluminum garnet // J. Appl. Phys. 1990. V.68. N.3. P.1200-1204.

115. Huss A.F., Peer N., Lammegger R., Korsunsky E.A., Windholz L. Efficient Raman sideband generation in a coherent atomic medium // Phys. Rev. A. 2000. V.63. N.01. art. no. 013802

116. Piehler D. and Edelstein N. Doubly resonant coherent anti-Stokes Raman spectroscopy of Ce3+ in LuP04 // Phys. Rev. A. 1990. V.41. N.ll. P.6406-6414.

117. Grambow I. Magnetic field dependence of spin-spin relaxation in cerium- and neodimiummagnesium nitrate // Zeitchrift fiir Physik. 1972. V.257. N.3. P.245-260.

118. Kocharovskaya 0., Kolesov R., and Rostovtsev Y. Coherent optical control of Mossbauer spectra // Phys. Rev. Lett. 1999. V.82. N.18. P.3593-3596.

119. Kolesov R. and Kuznetsova E. Possibility of modification of the Pa-231 Mossbauer spectra due to polarization-selective optical pumping // Phys. Rev. B. 2001. V.63. N.18. art. no. 184107

120. Kolesov R., Rostovtsev Y., and Kocharovskaya 0., Laser control of Mossbauer spectra as a way to gamma-ray lasing // Opt. Commun. 2000. V.179. N.l-6. P.537-547.

121. Kocharovskaya 0., Kolesov R., and Rostovtsev Y. Lasing without inversion: a new path to gamma-ray laser // Laser Physics. 1999. V.9. N.4. P.745-758.

122. Kolesov R., Rostovtsev Y., and Kocharovskaya 0. Nuclear coherence and inversionless gain at gamma-ray transitions // in: Photon Echo and Coherent Spectroscopy, edited by V.V. Samartsev, SPIE Proceedings 3239. 1998. P.422.

123. Kolesov R. and Kocharovskaya 0. Short pulse generation due to coherent population trapping //в трудах 17-й международной конференции по когерентной и нелинейной оптике КиНО, Минск. 2001. В печати.

124. Kolesov R. and Kocharovskaya О. Ultrashort pulse generation in a-Raman medium with equally populated levels // Phys. Rev. Lett. В печати.

125. Kolesov R. Optical continua generation in a coherently prepared Raman medium // Phys. Rev. A. V.64. N.6.