1. Fotonski eho u gasnoj i optičkoj obradi informacija

1.1. Primarni i stimulisani fotonski eho

1.2. Metodologija za proračun parametara fotonskih eho signala. Uslovi za prostornu sinhronizaciju

1.3. Osnovni spektroskopski koncepti korišćeni u disertaciji pri opisu dobijenih rezultata

1.4. Poznate metode pobuđivanja fotonskih eho signala u plinovitim medijima

1.5. Trenutno stanje razvoja optičkih eho procesora i budući izgledi

Poglavlje 2. Metode i tehnike eksperimenta fotonskog eha u parama molekularnog joda

2.1. Karakteristike rezonantnog gasnog okruženja.

2.2. Metode i tehnike za pripremu rezonantnog medija - molekularne jodne pare

2.3. Optički eksperimentalni kompleks za proučavanje fotonskog eha

2.3.1. Blok dijagram optičkog eksperimentalnog kompleksa za proučavanje rashladnih nadzvučnih mlazova para molekularnog joda pomoću tehnike fotonskog eha

2.3.2. Eksperimentalni kompleks za proučavanje polarizacionih svojstava fotonskog eha u uzdužnom uniformnom magnetskom polju

2.3.3. Optički eksperimentalni kompleks za proučavanje amplitudno-vremenskih svojstava fotonskog eha

2.3.4. Eksperimentalni kompleks za proučavanje svojstava fotonskog eha i razvoj metoda za optičku obradu informacija na osnovu njih

2.4. Višestruki fotonski eho u parama molekularnog joda i njegova primjena 103 u eksperimentalnim tehnikama za fotonski eho u plinu

2.5. Osobine tehnike snimanja fotonskog eha u parama molekularnog joda u zavisnosti od njihovog pritiska

2.6. Metode i tehnike za proučavanje polarizacionih svojstava fotonskog eha u gasu pod uticajem longitudinalnog magnetsko polje

2.7. Instrumentacija i tehnike mjerenja u 118 eksperimenata na fotonskom ehu u parama molekularnog joda.

Poglavlje 3. Fotonski eho u hlađenju nadzvučnih parnih mlaznica 121 molekularnog joda.

3.1. Metodologija za formiranje rashladnih nadzvučnih mlaza od 121 molekularne jodne pare.

3.2. Eksperimentalna tehnika za proučavanje molekularnih 124 jodnih para u nadzvučnim molekularnim mlazovima.

3.3. Mjerenje ujednačene širine spektralne linije para molekularnog joda koje se hlade u nadzvučnom mlazu.

Poglavlje 4. Optička obrada informacija zasnovana na vremenskim svojstvima amplitude-137 fotonskog eha

4.1. Učinak korelacije amplitudsko-vremenskih oblika signala primarnog fotonskog eha i prvog uzbudljivog kodnog impulsa 137 u molekularnom plinu

4.2. Učinak korelacije amplitudno-vremenskih valnih oblika signala stimuliranog fotonskog eha i drugog uzbudljivog kodnog impulsa

4.3. Efekat asocijativnosti fotonskog eha: teorijsko predviđanje i eksperimentalna detekcija

4.4. Amplitudno-vremenska svojstva fotonskog eha kada se formira na kvantnim prijelazima razne vrste ogranci 4.5. Metoda optičke obrade informacija kompozitnog prvog uzbudljivog impulsnog koda na osnovu amplitudsko-vremenskih i 162 polarizacionih svojstava FE

4.6.0 optički eho procesor sa asocijativnim pristupom informacijama

Poglavlje 5. Polarizaciona svojstva fotonskog eha u parama molekularnog joda pod uticajem longitudinalnog uniformnog magnetnog polja.

5.1. Efekat nefaradejeve rotacije primarnog fotonskog eha u molekularnom gasu.

5.2. Nefaradejeva rotacija vektora polarizacije stimulisanog fotonskog eha.

5.3. Vizuelna metoda za identifikaciju tipa grane rezonantne spektralne linije.

5.4. Amplitudno-vremenska svojstva fotonskog eha kada je pobuđen kompozitnim impulsnim kodom u uzdužnom magnetskom polju.

5.5. Metoda za snimanje ugla nefaradejeve rotacije vektora polarizacije fotonskog eha pri proizvoljnim vrednostima jačine magnetnog polja.

Poglavlje 6. Principi sondiranja atmosfere pomoću optičkog eho lidara

6.1. Obrazloženje za korištenje fotonskog eha za ispitivanje atmosfere

6.2. Fotonski eho signali i njihova svojstva

6.3. Moguće šeme za implementaciju lidara na bazi fotonskog eha 204 (PV lidar) 211 Zaključak. 214 Napomena 215 Reference

Preporučena lista disertacija

• Polarizaciona svojstva fotonskih eho signala u parama molekularnog joda 2000, kandidat fizicko-matematickih nauka Bikbov, Ildus Sibagatulovich

• Primjena ultrakratkih svjetlosnih impulsa za fizička istraživanja u nelinearnoj laserskoj spektroskopiji 1984, kandidat fizičko-matematičkih nauka Beloborodov, Vladimir Nikolajevič

• Fotonski eho sa proizvoljnim oblikom uzbudljivih impulsa kao metoda za dobijanje spektroskopske informacije 1984, kandidat fizičko-matematičkih nauka Rešetov, Vladimir Aleksandrovič

• Optički prelaz i kooperativni efekti u kristalima nečistoća i razvoj fizičkih principa optičke memorije zasnovanih na njima 2005, doktor fizičko-matematičkih nauka Zuikov, Vladimir Aleksandrovič

• Fotonski eho u uvjetima višeimpulsne cikličke pobude i njegova primjena za stvaranje funkcionalnog optičkog eho procesora 2010, kandidat fizičko-matematičkih nauka Sidorova, Vera Tagirovna

Uvod u disertaciju (dio apstrakta) na temu “Fotonski odjek u molekularnom gasu i metode optičke obrade informacija”

Relevantnost teme. Tema disertacije posvećena je problemu razvoja fizičke osnove optička obrada informacija u plinu zasnovana na tehnici fotonskog eha (PE) i povezana je s proučavanjem polarizacijskih i amplitudsko-vremenskih svojstava PE pobuđenog slijedom laserskih impulsa s vremenskim kodom i jednostavnim i kompozitnim impulsom. kod, u odsustvu i prisustvu magnetnog polja. Istraživanja su provedena u parama molekularnog joda koje su bile u stanju termodinamičke ravnoteže ili hlađene u nadzvučnom mlazu. Rezultati rada imaju za cilj da formiraju temeljnu osnovu za stvaranje najnovijih optičkih sredstava kompjuterska tehnologija i domaće instrumentarstvo, razvijanje pristupa za razvoj konkurentnosti informacione tehnologije. Zbog svoje relevantnosti, sprovedene studije se odnose na prioritetne oblasti moderne ruske nauke.

Trenutno postoji mnogo radova iz oblasti optičke eho spektroskopije čvrstih tela i gasova. U području optičke obrade istraživanja se uglavnom provode u čvrstim medijima smještenim na niskim (helij) temperaturama. Za gasove, svi poznati eksperimenti izvedeni su u okruženjima na temperaturama od nekoliko stotina stepeni Celzijusa. Veliki broj eksperimentalnih radova na plinovima i čvrstim tvarima pokazuje mogućnost obrade informacija modulacijom jednog od mnogih PV parametara. Ovo može biti valna fronta optičkog signala pri rješavanju holografskih problema, jednobojnih i višebojnih. Koriste se svojstva FE, povezana sa frekventnim postavljanjem podataka i sa kontrolom procesa optičke obrade informacija variranjem frekvencije pobude i reprodukcijom i transformacijom informacija sadržanih u amplitudno-vremenskom obliku uzbudljivih impulsa. Poznati su radovi na optičkoj obradi ravne prozirnosti korištenjem PV tehnologije. Brojni eksperimentalni radovi na dugovječnim PV, akumuliranim PV, višestrukom čitanju informacija u fotonaponskom signalu, višekanalnom prijenosu informacija u fotonaponskom signalu, višekanalnom u smjeru propagacije fotonaponskih valova eksperimentalno pokazuju perspektivu stvaranja kompetitivna memorija na PV. Postoje teorijski radovi o prisustvu specifične rotacije vektora polarizacije PV u gasu pod uticajem longitudinalnog magnetnog polja i njihova eksperimentalna potvrda za primarni PV. Rad na stvaranju kvantne memorije zasnovane na jednofotonskoj pobudi eho signala ili pod uticajem optičkog impulsnog koda male pulsne površine postavlja globalni prioritet istraživanja optičke obrade informacija u stvaranju optičke kvantne memorije zasnovane na na gasovitim medijima.

Većina poznatih eksperimenata pokazuje obradu informacija predstavljenih u jednom od parametara optičkog signala. Zbog posebne složenosti procesa pobuđivanja PV signala, izgledi za korištenje ovog fenomena u operacijama elementarne obrade informacija su mali, jer postoje jednostavni, najpouzdaniji fizički efekti koji će najbrže biti traženi na masovnom tržištu. optički računar i u rješavanju posebnih problema. Bez proučavanja multipleksnih (mnogostrukih) manifestacija PV svojstava koje se istovremeno koriste u rješavanju problema optičke obrade informacija, nemoguće je osigurati prednosti PV tehnologije u odnosu na druge metode koje se koriste u rješavanju ovih problema. Dok su mogućnosti fotonaponske tehnologije za obradu informacija predstavljenih u jednom od parametara optičkog signala dobro eksperimentalno proučene, fizičke osnove njene optičke obrade, koristeći istovremenu ovisnost informacija koje se reprodukuju u fotonaponskom signalu, o mnogim parametrima uzbudljivih impulsa i uslova, još nije razvijeno njegovo formiranje, što je kvalitativni pokazatelj koji daje superiornost i osigurava konkurentnost fotonaponske tehnologije u optičkoj obradi informacija posebnog tipa. Zbog toga je traženo završeno disertacijsko istraživanje, posvećeno otkrivanju svojstava i karakteristika nastanka PV u gasu i njihove multipleksne manifestacije tokom optičke obrade informacija. moderna nauka, a tema disertacije je relevantna.

Svrha i ciljevi istraživanja disertacije. Svrha disertacije je eksperimentalno proučavanje polarizacijskih i amplitudno-vremenskih svojstava PV u molekularnom plinu i razvoj fizičkih osnova optičke obrade informacija na osnovu ovih svojstava.

Dodijeljeni zadaci su potrebni:

Proučavanje molekularne jodne pare sa stanovišta zahtjeva za nosiocem informacija prilikom njegove optičke obrade, uključujući mogućnost formiranja fotoelektričnog elementa u termodinamičkoj ravnoteži pare i prilikom njenog brzog hlađenja pri kretanju u nadzvučnom mlazu;

Proučavanje amplitudno-vremenskih svojstava PV-a i mogućnosti izvođenja na njihovoj osnovi optičke obrade informacija sadržanih u amplitudsko-vremenskim oblicima dvije polarizacijske komponente kompozitnog prvog uzbudljivog impulsnog koda, pri prebacivanju rezonantnih spektralnih linija koje se odnose na različite vrste grana, kao i promjenom intenziteta primijenjenog magnetnog polja ili smjera vektora linearne polarizacije drugog uzbudljivog impulsa;

Implementacija identifikacije tipova grana kako pojedinačnih tako i parno uključenih kvantnih prelaza na osnovu FE tehnike;

Izvođenje istraživačkog rada na poboljšanju tehnologije i metodologije eksperimenta fotonskog eha, uzrokovanog potrebom za postizanjem cilja.

Predmet proučavanja. Predmet proučavanja je fenomen fotoelektričnih efekata u gasu, koji je u osnovi postavljenog problema formiranja fizičkih i optičkih principa obrade informacija u gasu na osnovu njega. Proučavana su amplitudno-vremena i polarizaciona svojstva PV. Razvijene su metode i provedena istraživanja o pari molekularnog joda kao nosiocu informacija prilikom njene optičke obrade primjenom PE tehnologije.

Naučna novina.

Prvi put je eksperimentalno otkriven FE u pari molekularnog joda koja se brzo hladi u nadzvučnom mlazu, a tokom njegovog proučavanja otkriven je efekat sužavanja ujednačene širine spektralne linije pare i odnos između stepena njihovog hlađenje pri kretanju u nadzvučnom mlazu i pokazan je intenzitet elastičnih depolarizacijskih sudara čestica plina.

Po prvi put je eksperimentalno otkriven efekat nefaradejeve rotacije vektora polarizacije stimulisanog fotonaponskog efekta (SFE) u gasu u prisustvu longitudinalnog uniformnog magnetnog polja. Otkriveni su omjeri intenziteta PFE i SFE signala snimljenih u fiksnoj ravni polarizacije, koji su iskusili ovu rotaciju vektora polarizacije, specifičnu za različite tipove rezonantne grane. kvantna tranzicija.

Po prvi put eksperimentalno je otkriven efekat FE asocijativnosti, koji je pokazao mogućnost istovremenog snimanja i čitanja element po element u eho signalu na osnovu karakteristike polarizacije informacija sadržanih u amplitudsko-vremenskim oblicima i ortogonalno orijentisane. smjerovi vektora polarizacije dva laserska impulsa koji su činili prvi uzbudljiv impulsni kod.

Eksperimentalno su otkrivena nova amplitudno-vremenska svojstva FE i mogućnost njihove upotrebe u optičkoj obradi informacija sadržanih u amplitudno-vremenskim oblicima dviju komponenti koje čine prvi uzbudljiv impulsni kod i imaju različite smjerove vektora linearne polarizacije. je prikazano. Ovi rezultati su dobijeni promenom smera vektora linearne polarizacije drugog uzbudljivog impulsa ili jačine primenjenog magnetnog polja, kao i prebacivanjem rezonantnih spektralnih linija koje pripadaju različitim tipovima grana.

Naučno je potkrijepljena upotreba molekularne jodne pare kao nosača informacija prilikom njene optičke obrade pomoću fotonaponske tehnologije. Istovremeno, spektralne linije ovih para sa visokom apsorpcijom svjetlosti u vidljivo područje spektra, za koje su izmjerene njihove uniformne širine. Predložena je tehnika za određivanje dozvoljenih vrijednosti rezonantnog plina u PV eksperimentima, mjerene su vrijednosti tih pritisaka i odgovarajuće sobne temperature na kojima je zabilježen eho signal.

Po prvi put je eksperimentalno otkriven višestruki FE u plinu, pobuđen uzdužno putujućim valovima, što je omogućilo optimizaciju dužine rezonantnog medija u rasponu od 0,1 - 0,35 m.

Razvijena su originalna rješenja u tehnologiji i metodologiji PV eksperimenata. Eksperimentalno je implementiran vremenski niz strukturiranih laserskih impulsa s glatko elektronski promjenjivom frekvencijom uzbudljivog zračenja i intervalima između njih, uključujući i kodni impuls sastavljen od dva impulsa linearno polarizirana u različitim smjerovima i različitog amplitudno-vremenskog oblika. Predložena je oprema i metode za eksperimentalno proučavanje nefaradejeve rotacije vektora polarizacije PV, te tehnika snimanja karakteristika para molekularnog joda ohlađenih u nadzvučnom mlazu na bazi PV.

Za odbranu su napravljene sljedeće odredbe:

1. Dvostruka impulsna rezonantna pobuda para molekularnog joda koje se brzo hlade u nadzvučnom mlazu dovodi do njihovog stvaranja primarnog fotonskog eha sa znatno dužim vremenom raspada, što ukazuje na hlađenje ovih para i sužavanje ujednačene širine spektra. liniju u poređenju sa njihovim stanjem termodinamičke ravnoteže.

2. Fotonski eho signal u gasu ima asocijativni efekat, a ulogu “ključa” u dešifrovanju kodiranog prostorno-vremenskog amplitudnog oblika eho signala igra polarizacija specificirana u drugom uzbudljivom impulsu, koji se poklapa sa vektor polarizacije jedne od komponenti koje čine kodni impuls. U ovom slučaju, promjenom smjera vektora polarizacije drugog uzbudljivog impulsa, orijentiranog unutar ugla koji formiraju vektori polarizacije ove dvije komponente, moguća je optička obrada informacija sadržanih u njihovim amplitudno-vremenskim oblicima.

3. Rezonantna ekscitacija s dva i tri impulsa molekularne jodne pare smještene u uzdužnom uniformnom magnetskom polju uzrokuje generiranje primarnih i stimuliranih fotonskih eho signala, čiji je vektor polarizacije rotiran u odnosu na iste signale u odsustvu magnetsko polje. Ovaj efekat omogućava, u jednom aktu generisanja signala fotonskog eha, da se identifikuje tip grane rezonantnog kvantnog prelaza na osnovu odnosa intenziteta ovih signala snimljenih u fiksnoj ravni polarizacije.

4. Kada je eho signal pobuđen kompozitnim prvim uzbudljivim impulsnim kodom i linearno polarizovanim drugim impulsom, pojavljuju se nove amplitudno-vremenske osobine PV snimljene u fiksnoj ravni polarizacije. Na osnovu ovih svojstava moguće je identificirati tip grane kvantnog prijelaza prema amplitudno-vremenskom obliku eho signala i izvršiti optičku obradu informacija sadržanih u amplitudno-vremenskom obliku impulsnog koda promjenom tipa grana kojima pripadaju uključeni parovi kvantnih prijelaza, ili mijenjanjem jačine jednolikog magnetskog polja uzdužno primijenjenog na rezonantni medij.

5. Molekularna para joda, prema svojim spektroskopskim karakteristikama i uslovima pripreme, je prihvatljiv i pouzdan nosilac informacija prilikom svoje optičke obrade u PE tehnologiji, dok dvopulsna rezonantna pobuda produženog gasovitog medija uzdužno putujućim talasima izaziva stabilno formiranje višestrukog PE signala u njemu.

6. Razvijeni originalni optički eksperimentalni kompleks za proučavanje fotonskog eha omogućava formiranje vremenske sekvence od tri nanosekundna laserska impulsa sa potrebnim spektralnim karakteristikama, zadatom modulacijom polarizacije i amplitudno-vremenskim oblikom, za optičku obradu informacija u jodu. para, koja je u stanju termodinamičke ravnoteže ili se brzo hladi u nadzvučnom mlazu, u prisustvu i odsustvu magnetnog polja.

Naučni i praktični značaj. Na primjeru molekularne jodne pare, predložena je i eksperimentalno implementirana metoda za sveobuhvatno proučavanje nosača informacija u kojem se optička obrada informacija vrši pomoću fotonaponske tehnologije. Pokazalo se da je u parama molekularnog joda koje rade na sobnoj temperaturi moguća optička obrada informacija sadržanih u vremenskim sekvencama laserskih impulsa čija je dužina za red veličine veća od trajanja uzbudljivih impulsa. Tehnika formiranja FE u parama molekularnog joda koji se hlade u nadzvučnim mlazovima je primenljiva za optičku obradu informacija u njima bez smanjenja intenziteta eho signala sa povećanjem optičke gustine rezonantnog gasnog medija.

Polarizaciona svojstva fotonaponskog elementa pobuđenog slijedom laserskih impulsa s vremenskim kodom s jednostavnim i kompozitnim impulsnim kodom, u odsustvu i prisutnosti magnetnog polja, koriste se kao osnova za metode za identifikaciju tipova grana. pojedinačnih i parno uključenih kvantnih prelaza. Ova svojstva PV obećavaju pri kreiranju optičke memorije sa asocijativnim pristupom informacijama i pri istraživanju stvaranja optičkog eho procesora. posebne namjene, kao i u implementaciji jednoprolaznog i dvoprolaznog senzora atmosfere.

Razvijeni eksperimentalni kompleks za proučavanje PV u parama molekularnog joda uključuje praktičnu implementaciju zahtjeva za uređaje za optičku obradu informacija baziranih na PV u plinskoj tehnologiji.

Metode istraživanja. Metodološka osnova istraživanja je kompleks teorijskih i eksperimentalnih saznanja o fenomenu FE formiranih u gasovitim i čvrstim medijima, objavljenih u opštepriznatim naučnim monografijama i časopisima. Tokom istraživanja koristili smo metodu eksperimentalnog modeliranja i posmatranja FE u parama molekularnog joda pod različitim uslovima njegove ekscitacije. Kompjutersko modeliranje procesa formiranja eho signala korišćeno je da bi se identifikovale proučavane zavisnosti parametara PV od uslova njihove pobude. Razvijen je optički eksperimentalni kompleks koji se koristi za proučavanje polarizacije i amplitudno-vremenskih svojstava fotonaponskog elementa pobuđenog sekvencom vremenskog koda, uključujući jednostavan ili kompozitni impulsni kod, uzimajući u obzir utjecaj magnetskog polja i bez njega. Korištene su tehnike za formiranje FE u parama molekularnog joda koje su u stanju termodinamičke ravnoteže ili se brzo hlade u nadzvučnom mlazu.

Povezanost sa osnovnim naučnim oblastima i programima. Temu istraživanja podržavaju brojne naučnih fondova, naučni i tehnički programi i odluka organa SSSR-a:

Ruska fondacija za osnovna istraživanja u obliku grantova br. 96-02-18223a (1996-1998) na temu: “Polarizacione osobine PV u električnim i magnetnim poljima”, br. 00-02-16234a (2000-2002) na temu: „Depolarizujući sudari i informativna svojstva PV u parama molekularnog joda u režimu laserskog hlađenja“, br. 03-02-17276 na temu: „Fundamentalni fizički problemi konstruisanja kvantnih računara na osnovu hiperkompleksnih odnosa karakteristika PV“;

Naučno-tehnički program “Fundamentalna istraživanja” srednja škola u oblasti prirodne nauke. Univerziteti Rusije" 2000-2001. na temu: „Prostorno-vremenska i polarizaciona svojstva PV u konstantnom uzdužnom magnetnom polju u parama molekularnog joda“ (šifra projekta 015.01.01.68), 2002-2003. na temu: „Prostorno-vremenska i polarizaciona svojstva stimulisanog FE u stalnom uzdužnom magnetnom polju u parama molekularnog joda“ (šifra projekta 01.01.048);

Naučno-tehnički program Državnog obrazovanja SSSR-a „Optički procesori“ u skladu sa naredbom br. 691 od 25.08.89. na temu: “Razvoj fizičkih principa gasnog optičkog eho procesora”;

Naučno-tehnički program „Optički procesor“ u skladu sa naredbom Komiteta za visoko obrazovanje Ruske Federacije od 15. februara 1993. godine. br. 834 na temu: “Fizički principi konstrukcije optičkog gasnog procesora na bazi fotonskog eha”;

Naredba Ministarstva obrazovanja Ruske Federacije iz 2000. godine na temu: „Lasersko hlađenje materijala zagrijanih tokom proizvodnje i prijenosa električna energija»;

Naredba Ministarstva obrazovanja Ruske Federacije 1996-1999 na temu: “Elektrofizičke karakteristike formiranja PV u gasu”;

Narudžbina Komiteta za visoko obrazovanje Ruske Federacije 1992-1995 na temu: “Koherentna spektroskopija gasova”;

Naučno-tehnički program “Ultra-brza optička računarska mašina” 1990. godine na temu: “Proučavanje mogućnosti stvaranja asocijativne optičke memorije pomoću fotonskog eha”.

Naučno-tehnički program sproveden odlukom Direkcionih tela SSSR-a 1985-1989 na temu br. 8/85, izdat poštanskim pretincetom A-7094 za Mari State University.

Zbog navedenog, tema disertacije je relevantna i značajna.

Kredibilitet. Pouzdanost dobijenih rezultata garantovana je pouzdanošću korišćene opreme i pouzdanošću metodologije za dobijanje eksperimentalnih podataka. Ovi podaci su uvijek bili u korelaciji s rezultatima eksperimenata na drugim energetskim prijelazima (Brewer R.G., Genack A.Z., 1976; Nakatsuka N. et.al., 1983) i uvijek je postojalo slaganje u redoslijedu vrijednosti. Kvalitativni rezultati detekcije nefaradejeve rotacije vektora polarizacije u parama molekularnog joda su u skladu sa rezultatima teorijskog predviđanja i sa sličnim eksperimentom u pari atomskog cezijuma (Baer T., Abella I.D., 1997.) i atomski iterbijum (V.N. Ishchenko, S.A. Kochubey, N.N. Rubcova, E.B. Khvorostov, I.V. Evseev, 2002).

Apromacija rada. Rezultati disertacije prezentovani su na III i IV Svesaveznoj konferenciji o računarskoj optoelektronici „Problemi optičke memorije“ (Erevan-1987, Moskva-1990), III Svesaveznoj naučno-tehničkoj konferenciji „Metrologija u rangiranju“ ( Harkov, 1988), na III svesaveznom simpozijumu „Svetlosni odjek i njegovi putevi praktične primjene(Kuibyshev, 1989), na IV, V, VI i VII međunarodnom simpozijumu o fotonskom ehu i koherentnoj spektroskopiji (Dubna-1992, Moskva-1993, Yoshkar-Ola-1997, Novgorod Veliki - 2001), na VI All. -Unijska konferencija o holografiji (Vitebsk), 1990, na XIV međunarodnoj konferenciji o koherentnoj i nelinearnoj optici (Lenjingrad, 1990), na I, V, IX, X međunarodnoj konferenciji "Laserska fizika" (Volga-Laser-Tour Moskva- 1993, Moskva-1996, Moskva -2001, Bratislava-2002), XIII, XV, XVII, XIX Međunarodna međuuniverzitetska škola-seminar "Metode i sredstva tehničke dijagnostike" (Joshkar-Ola, 1996, 1998, 2000, 2002), na I, II, III, IV, VI, VII, VIII Sveruske omladinske naučne škole "Koherentna optika i optička spektroskopija" (Kazanj, 1997, 1998, 1999, 2000, 2002, 2003, 2004), Sveruska naučna konferencija " Struktura i dinamika molekularni sistemi(Joshkar-Ola-Kazan-Moskva, 1998), Međunarodne naučne konferencije "Laseri"98", (McLean, SAD, 1998), "Laseri"99" (Kvebek, Kanada, 1999), "Laseri"2000" (Meksiko , SAD, 2000), na VII, VIII i IX Međunarodnim čitanjima o kvantnoj optici "IRQO"99" (Kazanj - 1999), "IRQO"Ol" (Kazanj - 2001), "IRQO"03" (Sankt Peterburg - 2003), na Međunarodnom optičkom kongresu "Optics-XXI vek": konferencija "Fundamentalni problemi optike" FPO - 2000 i FPO -2004 (Sankt Peterburg-2000, 2004), na međunarodnoj konferenciji "Laserska fizika i primena lasera (Minsk-2003).

Publikacije. Glavni sadržaj disertacije objavljen je u 77 naučnih publikacija, uključujući 73 naučna članka, među kojima su 23 članka u recenziranim časopisima koje je Viša atestacijska komisija Ministarstva obrazovanja i nauke Ruske Federacije preporučila za objavljivanje materijali za doktorske disertacije, 3 patenta (autorska potvrda) za pronalaske, 28 članaka u stranim časopisima.

Struktura i obim posla. Disertacija na 239 stranica sastoji se od uvoda, šest poglavlja, zaključka, bilješki i popisa literature. Rad sadrži 55 slika, 2 tabele. Spisak literature obuhvata 243 naslova.

Slične disertacije na specijalnosti "Optika", 01.04.05 šifra VAK

• Polarizaciona svojstva nelinearnih koherentnih odgovora i mogućnost njihove upotrebe u spektroskopiji i za skladištenje i obradu informacija 2005, doktor fizičkih i matematičkih nauka Rešetov, Vladimir Aleksandrovič

• Metoda upravljanja jednosmjernom strujom zasnovana na polarizacijskim svojstvima fotonskog eha 2004, kandidat tehničkih nauka Gladyshev, Andrej Mihajlovič

• Proučavanje signala kvantnog otkucaja pod impulsnom elektronskom pobudom singletnih i tripletnih D stanja helija 1985, kandidat fizičko-matematičkih nauka Čerepanov, Valerij Jurijevič

• Svetlosni eho u kondenzovanoj materiji u uslovima selektivne ekscitacije spektralnih linija 2002, doktor fizičko-matematičkih nauka Usmanov, Ramil Gabdrakhmanovich

• Koherentne interakcije optičkih impulsa s rezonantnim i nelinearnim umjetnim medijima 2012, doktor fizičko-matematičkih nauka Eljutin, Sergej Olegovič

Zaključak disertacije na temu „Optika“, Popov, Ivan Ivanovič

Glavni rezultati rada na disertaciji su sljedeći:

1. Po prvi put je demonstrirana mogućnost formiranja FE signala u molekularnom plinu koji je doživio brzo adijabatsko hlađenje u nadzvučnom mlazu, te je utvrđeno da hlađenje molekularnog plina u nadzvučnom mlazu dovodi do sužavanje ujednačene širine spektralne linije. Dobijeni rezultati su od velikog značaja za stvaranje kvantne optičke memorije na PV povećanjem optičke gustine rezonantnog gasnog medija bez smanjenja intenziteta eho signala.

2. Prvi put je eksperimentalno otkriven efekat FE asocijativnosti. Ona leži u činjenici da je, na osnovu karakteristike polarizacije, moguće pročitati informacije sadržane u amplitudno-vremenskom obliku kodnih impulsa iz dvoelementnog niza koji je prethodno snimljen u stanju superpozicije para kvantnih nivoa od strane prvog uzbudljiv kodni puls. U ovom slučaju moguća je optička obrada informacija, povezana sa vremenskim preokretom očitane amplitudno-vremenske forme i njenom transformacijom na zadati način u zavisnosti od smjera vektora linearne polarizacije drugog pobudnog impulsa. Dobijeni rezultat je od velikog značaja u razvoju optičke memorije zasnovane na PV sa asocijativnim pristupom informacijama i njihovom obradom.

3. Po prvi put je eksperimentalno otkriven efekat nefaradejeve rotacije vektora polarizacije stimulisanog FE kada je rezonantni gasni medij izložen uzdužnom uniformnom magnetskom polju. Razvijena je i eksperimentalno demonstrirana tehnika za snimanje ugla ove rotacije, kao i za identifikaciju tipa grane rezonantne spektralne linije u jednom aktu generisanja PFE i SFE signala na osnovu odnosa njihovih intenziteta, sa ne- Faradejeva rotacija vektora polarizacije eho signala, snimljena u fiksnoj ravni polarizacije.

4. Prvi put u fotonaponskoj tehnologiji eksperimentalno su demonstrirane dvije metode optičke obrade informacija sadržanih u amplitudno-vremenskim oblicima komponenti kompozitnog prvog uzbudljivog impulsnog koda pri promjeni tipa grane rezonantne kvantne tranzicije ili ovisno o jačini jednolikog magnetskog polja uzdužno primijenjenog na rezonantni medij. U ovom slučaju, rezultujuća informacija bila je sadržana u amplitudno-vremenskom obliku eho signala snimljenog u fiksnoj ravni polarizacije. Otkrivene amplitudno-vremenske osobine FE obećavaju pri izvođenju istraživanja na stvaranju optičkog eho procesora posebne namjene, kao i pri implementaciji jednoprolaznog i dvoprolaznog senzora atmosfere.

5. Na osnovu proučavanja PE u parama molekularnog joda, uključujući registraciju spektra apsorpcije optičkog zračenja, mjerenje karakterističnih vremena relaksacije, određivanje optimalnog opsega rezonantnog medija i proučavanje opsega dozvoljenih vrijednosti pare, ustanovljeno je da su ovi parovi pouzdani nosioci informacija prilikom njene optičke obrade u tehnologiji PV u vidljivom opsegu zračenja na sobnim temperaturama. Po prvi put je eksperimentalno otkriven višestruki FE u gasu, pobuđen uzdužno putujućim talasima, što je omogućilo optimizaciju dužine kivete sa jodnom parom, koja iznosi 0,1 - 0,35 m.

6. Napravljen je originalni optički eksperimentalni kompleks za proučavanje PV, u kojem je implementiran vremenski niz strukturiranih laserskih impulsa sa glatkom elektronskom promjenom vremenskih intervala između njih i frekvencije uzbudljivog zračenja, uključujući i kodni impuls sastavljen od dva impulsa, linearno polarizovana u različitim pravcima i različitog amplitudno-vremenskog oblika. Predložena je oprema i metode za eksperimentalno proučavanje nefaradejeve rotacije vektora polarizacije fotonaponskog elementa i metoda za snimanje karakteristika molekularne jodne pare koja se brzo hladi u nadzvučnom mlazu pomoću fotoelektričnog elementa.

ZAKLJUČAK

Spisak referenci za istraživanje disertacije Doktor fizičko-matematičkih nauka Popov, Ivan Ivanovič, 2004

1. Shtyrkov E.I. Rezonantna dinamička holografija i optička superradijansa / Shtyrkov E.I., Samartsev V.V. // Elektromagnetno super-zračenje.-Kazan: KF AS SSSR,- 1975.-P. 398-426.

2. Carlson N.W. Skladištenje i fazna konjugacija svjetlosnih impulsa korištenjem stimuliranih fotonskih odjeka / Carlson N.W., Babbitt W.R., Mossberg T.W.// Opt. Lett. -1983. V.8. - br. 12. - P.623-625.

3. Nefediev L.A. Dinamička ehoholografija u degenerisanim i višerazinskim sistemima // Izv. Akademija nauka SSSR, ser. fizika.- 1986.- T.50.- br. 8.- P. 15511558.

4. Mitsunaga M. Hibridna optička memorija u vremenskom i frekvencijskom domenu: 1,6-kbitna pohrana podataka u Eu3+R:Y2Si05 / Mitsunaga M., Yano R., Uesugi N. // Opt. Lett.-1991,- V.16.- P. 1890.

5. Kroll S. Logička obrada zasnovana na foton-eho / Kroll S., Elman U. // Opt. Lett.-1993.-V. 18.-P. 1834.

6. Elyutin S.O. O karakteristikama oblika svjetlosnih (fotonskih) eho signala / Elyutin S.O., Zakharov S.M., Manykin E.A. // Optički spektar 1977. - T.42. - Ne. 5. - P. 1005-1007.

7. Zuikov V.A. Korelacija oblika svetlosnih eho signala sa oblikom uzbudljivih impulsa / Zuikov V.A., Samartsev V.V., Usmanov R.G. // Pisma JETP-u.- 1980.- T. 32.- br. 4.- P. 293-297.

8. Carlson N.W. Skladištenje i preokretanje vremena svjetlosnih impulsa korištenjem fotonskih odjeka / Carlson N.W., Rothberg L.T., Yodh A.G., Babbitt W.R., Mossberg T.W.// Opt. Lett. 1983. - V.8. -N9. - P. 483-485.

9. Vasilenko L.S. Oblik fotonskih eho signala u gasu / Vasilenko L.S., Rubtsova N.N. // Optika i spektroskopija - 1985. - T.59, - br. 1. - P. 52-56.

10. Xu E.Y. Nanosekundna obrada slike korištenjem stimuliranih fotonskih odjeka / Xu E.Y., Kroll S., Huestis D. et.al. // Opt. Lett.-1990.- V. 15.- P. 562.

11. Akhdiev N.N. Pretvoren dugovječni svjetlosni eho u kristalni I

12. F3: Rg / Akhdiev N.N., Borisov B.S., Zuikov V.A., Samartsev V.V. i drugi // Pisma JETP-u - 1987. - T. 45. - Br. 3. - P. 122-125.

13. Zuikov V.A. Pobuđivanje svetlosnih (fotonskih) eho signala niza putujućih i stojećih talasa / Zuykov V.A., Samartsev V.V., Turyansky E.A. // JETP. 1981. -T.81. - br. 2. - str. 653-663.

14. Zuikov V.A. Akumulirani dugovječni svjetlosni eho i optička memorija./ Zuikov V.A., Gainullin D.F., Samartsev V.V., Stelmakh M.F. i drugi // Kvantna elektronika - 1991, - T. 18. - P. 525.

15. Akhdiev N.N. Detekcija višestrukog dugovječnog svjetlosnog eha / Akhdiev N.N., Borisov B.S., Zuikov V.A. i drugi // Pisma JETP-u.- 1988.- T.48.- br. 11.- P. 585-587.

16. Zuikov V.A. Prostorno-vremenska svojstva višekanalnog reverznog dugovječnog fotonskog eha / Zuikov V.A., Samartsev V.V. // Laserska fizika.- 1991.- V.I.-P. 542.

17. Aleksejev A.I. Osobine fotonskog eha u plinu u prisustvu magnetskog polja // JETP Letters. 1969.- T.9.- br. 8.- P. 472-475.

18. Evseev I.V. Fotonski eho u magnetnom polju sa malim površinama uzbudljivih impulsa / Evseev I.V., Ermachenko V.M. // Optika i spektroskopija.- 1979.- T.47.- br. 6.- P. 1139-1144.

19. Aleksejev A.I. Foton-eho u gasu u prisustvu magnetnog polja / Aleksejev A.I., Evseev I.V. // JETP.-1969.-T.57.-br.11.-P.1735-1744.

20. Evseev I.V. Promjena polarizacije fotonskog eha u magnetskom polju pod utjecajem elastičnih sudara / Evseev I.V., Ermachenko V.M. // Tr. VI Vavilov, konf. po nelinearnom optika.- Novosibirsk: ITF SO AN SSSR.- 1979.- Dio 2.-S. 155-158.

21. Evseev I.V. Fotonski (svetlosni) eho u magnetnom polju sa proizvoljnim oblikom uzbudljivih impulsa / Evseev I.V., Reshetov V.A. // Optika i spektroskopija - 1984. - T. 57. - Br. 5, - P. 869-874.

22. Evseev I.V. Stimulirani fotonski eho u gasu u prisustvu magnetnog polja / Evseev I.V., Ermachenko V.M., Reshetov V.A. // Optika i spektroskopija.- 1982.- T.52.- br. 3.- P. 444-449.

23. Baer T. Polarizaciona rotacija fotonskog eha u pari cezija u magnetskom polju / Baer T., Abella T.D. // Phys. Rev.- 1977.- V. 16.- br. 5.- P. 2093-2100.

24. Ishchenko V.N. Polarizaciona eho-spektroskopija pare iterbija u magnetnom polju / Ishchenko V.N., Kochubei S.A., Rubtsova N.N., Yevseyev I.V.// Laser phys.-2002.- V. 12. -№8.- P. 1089-10

25. Moiseev S.A. Potpuna rekonstrukcija kvantnog stanja jednofotonskog valnog paketa apsorbiranog doplerom proširenim prijelazom

26. Moiseev S.A., Kroll S. // Phys. Rev. Lett.- 2001.- V.87.- P. 173601.

27. Moiseev S.A. Kvantna memorija za intenzivna svjetlosna polja u tehnici fotonskog eha / Moiseev S.A. // Izv. RAS, ser. fizika.- 2004.- T.68.-br.9.- str. 1260-1263.

28. Brewer R.G. Optički koherentni tranzijenti pomoću laserske frekventne komutacije / Brewer R.G., Genack A.Z.// Phys. Rev. Lett. 1976. - V.36. - Ne. 16. - P. 959962.

29. Nakatsuka H. Višestruki fotonski odjeci u molekularnom jodu / Nakatsuka H. et. al. // Opt. Commun. 1983. - V.47. - br. 1. - str. 65-69.

30. Popov I.I. Optički daljinski podesivi eho spektrometar / Bikbov I.S., Popov I.I., Samartsev V.V. // Instrumenti i eksperimentalne tehnike. 1988. - br. 5. - str. 172-174.

31. Popov I.I. Uređaj za prenos i prijem informacija / Popov I.I., Chulkov V.A., Chemodanov S.B., Ilyin B.N., Bikbov I.S. // A.S. br. 1441439 od 01.08.88.

32. Popov I.I. Mjerenje ujednačenih širina spektralnih linija molekularnog joda metodom svjetlosnog eha / Bikbov I.S., Evseev I.V., Popov I.I., Samartsev V.V. // Optika i spektroskopija. 1989. - T.67. -U 1. -WITH. 224-226.

33. Popov I.I. Osobine svjetlosnog eha u parama molekularnog joda / Popov I.I., Bikbov I.S., Samartsev V.V. // Izv. AN SSSR. Ser.phys.-1989. -T.53. br. 12. - str. 2334-2339.

34. Popov I.I. Diferencijalni fazni daljinomjer / Popov I.I. Chemodanov S.B., Shatokhin V.P., Hesed E.A., Bikbov I.S. // -A.S. br. 1480509 od 15.01.89.

35. Popov I.I. Promatranje rotacije vektora polarizacije svjetlosnog (fotonskog) eha u molekularnom plinu / Popov I.I., Bikbov I.S., Evseev I.V., Samartsev V.V. // Prijavni časopis spektroskopija.- 1990. T.52.- br.5. - S. 794798.

36. Popov I.I. Promatranje efekta molekularnog gasa koji gleda na oblik fotonskih odjeka / Bikbov I.S., Yevseyev I.V., Popov I.I., Reshetov V.A., Samartsev V.V. //Laser Phys.-1991. -V.l.-br.1. -P. 126-127.

37. Popov I.I. Učinak blokiranja signala stimuliranog fotonskog eha / Bikbov I.S., Evseev I.V., Popov I.I., Reshetov V.A., // Journal of Applied Spectroscopy. - 1991. T.55. - br. 1. - str. 84-88.

38. Popov I.I. Učinak asocijativnosti svjetlosnog (fotonskog) eha / Popov I.I., Samartsev V.V. // Appl. spektroskopija. -1991. T.54. -Ne. 4. - str. 535-537.

39. Popov I.I. Asocijativna svojstva fotonskog eha i optičke memorije / Popov I.I., Bikbov I.S., Samartsev V.V. // Laser Phys. 1992.- V.2. -No.6.-P. 945-951.

40. Popov I.I. Otključavanje akustičnih talasovoda / Kolmakov I.A., Popov I.I., Samartsev V.V. // Pisma ZhTF-u. 1992. - br. 23. - str. 37-40.

41. Popov I.I. Optička memorija zasnovana na svetlosnom (fotonskom) ehu / Zuikov V.A., Popov I.I., Mitrofanova T.G., Samartsev V.V. // Informacije sa univerziteta. ser.phys. 1993. - T.36. - Ne. 7. - str. 72-85.

42. Popov I.I. Polarizacijske osobine fotonskih odjeka u molekularnom jodu i njegova primjena / Bikbov I.S., Popov I.I., Samartsev V.V., Yevseyev I.V. // Laser phys.- 1995. V.5.-No.3.-P. 580-583.

43. Popov I.I. Asocijativna svojstva višekanalnog fotonskog eha i optičke memorije / Popov I.I., Bikbov I.S., Zuikov V.A., Popova G.L., Samartsev V.V. // Kvantna elektronika, t 1995. br. 10. - str. 1057-1060.

44. Popov I.I. Koherentno lasersko hlađenje gasa (molekularne jodne pare) pomoću fotonskog eha / Popov I.I., Lelekov M.V., Leukhin A.N., Bikbov I.S. i Samartsev V.V. // Laser phys.- 1997. V.7.- Br. 2.- P. 271-273.

45. Popov I.I. Dielektrični eho u biološkoj sredini i njegova svojstva / Popov I.I., Grachev A.S. // Izvestia RAS, Ser. Phys. 1998. - br. 2. - str. 433-440.

46. ​​Popov I.I. Lasersko hlađenje molekularnog joda / Popov I.I., Leukhin A.N., Lelekov M.V., Bikbov I.S. // Izvestia RAS, Ser. Phys. -1998. -Ne. 2. -WITH. 283-286.

47. Popov I.I. Fotonski eho u parama molekularnog joda i njegova svojstva // Izv. RAS, Ser. Phys. -2000.-T.64.-br.10.- S. 1948-1954.

48. Popov I.I. Nefaradejeva rotacija vektora polarizacije signala fotonskog eha u parama molekularnog joda / Popov I.I., Bikbov I.S., Leukhin A.N. //Laser phys.- 2001. V.l 1.- No.6.- P. 40-42.

49. Popov I.I. . O upotrebi tehnike fotonskog eha u sondiranju atmosfere / Popov I.I., Samartsev V.V. // Optika atmosfere i okeana.-2001.-T. 14.- br. 5.- str. 455-459.

50. Popov I.I. Fotonski eho u parama molekularnog joda: eksperimentalna tehnika, svojstva i moguće primjene // Izv. RAS, Ser. Phys. -2002.T. 66.-br.3.- P. 321-324.

51. Popov I.I. Metoda mjerenja optoelektronske struje / Gladyshev A.M., Popov I.I., Samartsev V.V., Evseev I.V., Chaikin V.N. // patent za pronalazak PMK 7G 01 R 33/032, G 01 R 19/00 2003 br. 2223512 (prijava patenta br. 2002116339 od 17.06.2002.).

52. Popov I.I. Metoda za mjerenje jednosmjerne struje u preko visokonaponskih vodova prijenos snage na osnovu fotonskog eha / Popov I.I., Gladyshev A.M., Gazizov K.Sh., Trunina E.R. // Izv. Univerziteti: problemi energetike.-2003, br. 3-4, str. 120-124.

53. L. Popov Kvantna kontrola na bazi nefaradejeve rotacije vektora polarizacije fotona eho // Laser phys.- 2004. V.14.- Br. 7.-P. 1-4.

54. Popov I.I. Fotonski eho u hlađenju nadzvučnih mlaza molekularne jodne pare / Popov I.I., Samartsev V.V. // Izv. RAS, Ser. Phys. -2004.-T.68.-br.9.- P. 1248-1251.

55. Popov I.I. Fizički principi konstrukcije optičkog eho procesora za izvođenje operacija sa kvaternionima / Popov I.I., Leukhin A.N. // Izv. RAS, Ser. Phys. -2004.- T.68.-br.9.- P. 1305-1307.

56. Popov I.I. Elektroindukcioni eho u biološkom sistemu i njegove karakteristike / Popov I.I., Grachev A.S. // PROCEEDINGS OF SPIE. -1997. -V.3239. -P. 468-473.

57. Popov I.I. Princip konstrukcije mjernog transformatora struje, na osnovu fotonskog eha / Leukhin A.N., Popov I.I., Polyakov I.N. // PROCEEDINGS OF SPIE. -1997. V.3239. - P. 474-481.

58. Popov I.I. Molekularno jod lasersko hlađenje: istraživanje pomoću eha / Popov I.I., Bikbov I.S., Lelekov M.V., Leukhin A.N. // PROCEEDINGS OF SPIE. -1997. V.3239. - P. 462-465.

59. Popov I.I. Metoda za mjerenje struje zasnovana na efektu fotonskog eha / Leukhin A.N., Popov I.I. // II Vavilovska čitanja "Dijalog nauka na prijelazu XX-XXI stoljeća i problemi moderne društveni razvoj": Zbornik članaka, dio 2 Yoshkar-Ola, 1997. - str. 155-157.

60. Popov II. Proučavanje asocijativnih svojstava fotonskog eha / Leukhin A.N., Popov I.I. // Druga omladinska naučna škola "Koherentna optika i optička spektroskopija": Zbornik članaka Kazan, 1998. - str. 170-178.

61. Popov I.I. Istraživanje relaksacionih karakteristika gasa pod laserskim hlađenjem / Popov I.I., Leukhin A.N. // Proceedings of Int. Konf. "Laseri" 98", STS Press, McLean: USA. - 1999. - P. 1131-1137.

62. Popov I.I. Strategija mjerenja nefaradejeve rotacije vektora polarizacije fotonskog eha u plinu / Polyakov I.N., Leukhin A.N., Popov I.I. //

63. Proceedings of Int. Konf. "Laseri" 98", STS Press, McLean: USA. - 1999. - P. 10741080.

64. Popov I.I. Hiperkompleksno kodiranje informacija u tehnologiji fotonskog odjeka / Leukhin A.N., Popov I.I. // Treća regionalna omladinska naučna škola "Koherentna optika i optička spektroskopija": Zbornik. članci Kazan - 1999. - str. 51-56.

65. Popov I.I. Metoda za identifikaciju tipa rezonantne tranzicije / Bikbov I.S., Leukhin A.N., Popov I.I. // Treća regionalna omladinska naučna škola "Koherentna optika i optička spektroskopija": Zbornik. članci - Kazanj - 1999.-Str. 45-50.

66. Popov I.I. Hiperkomleksna svojstva fotonskog eha u parama molekularnog joda / Popov I.I., Leukhin A.N. // Proceedings of Int. Konf. "Laseri" 99", STS Press, McLean: USA. - 2000. - P. 4107-4115.

67. Popov I.I., Spektroskopske i polarizacijske karakteristike fotonskog eha u parama molekularnog joda // Proceedings of Int. Konf. "Laseri"99", STS Press, McLean: USA.-2000.- P. 4116-4124.

68. Popov I.I. Karakteristike dizajna visokonaponskog mjernog strujnog transformatora na bazi fotonskog eha / Polyakov I.N., Popov I.I., Tataurov A.V. // Metode i sredstva tehničke dijagnostike: Sat. naučni članci. Vol. XVII.- Yoshkar-Ola.- 2000.- str. 80-82.

69. Popov I.I. Višestruki fotonski eho u parama molekularnog joda / Bikbov I.S., Leukhin A.N., Popov I.I. // Četvrta regionalna omladinska naučna škola "Koherentna optika i optička spektroskopija": Zbornik članaka. Kazan, KSU.-2000. - str. 261-264.

70. Popov I.I. Vizuelna metoda identifikacije rezonantnog prijelaza./ Bikbov I.S., I.I. Popov, Leukhin A.N. // ZBORNIK RADOVA SPIE.-1999. -V. 4061.- P. 112-117.

71. Popov I.I. Kompresija informacija korišćenjem polarizacionih svojstava fotonskog eha / Leukhin A.N., Popov I.I. // PROCEEDINGS OF SPIE. -1999. -V.4061.- P. 85-91.

72. Popov I.I. Karakteristike dizajna visokonaponskog mjernog strujnog transformatora na bazi fotonskog eha / Polyakov I.N., Popov I.I., Tataurov A.V. // Metode i sredstva tehničke dijagnostike: Sat. naučni članci. Vol. XVII.- Yoshkar-Ola.- 2000.- str. 80-82.

73. Popov I.I. Višestruki fotonski eho u parama molekularnog joda / Bikbov I.S., Leukhin A.N., Popov I.I. // Četvrta regionalna naučna škola mladih "Koherentna optika i optička spektroskopija": Zbirka. članci. Kazan, KSU.-2000. - str. 261-264.

74. Popov I.I. Karakteristike fotonskog eha u parama molekularnih računarskih sistema / Popov I.I., Leukhin A.N., Samartsev V.V. // Proceedings of Int. Konf. "Laseri" 2000", STS Press, McLean: USA. - 2001. - P. 833-839.

75. Popov I.I. Mogućnosti tehnike fotonskog eha u detekciji atmosfere / Mitrofanova T.G., Popov I.I., Samartsev V.V. // ZBORNIK RADOVA SPIE.-2001.-V.4605.- P. 157-164.

76. Popov I.I. Optički eho-spektrometar za detekciju tipa kvantnog prelaza / Bikbov I.S., Popov I.I., Gladyshev A.M. // ZBORNIK SPIE.- 2001.- V. 4605.- P. 35-38.

77. Popov I.I. Fizički principi konstrukcije informaciono-mernih eho-sistema / Gladyshev A.M., Gazizov K.Sh., Grachev A.S., Kozlov A.F., Popov I.I. // ZBORNIK RADOVA SPIE.- 2001.-V. 4605 .- P. 141-148.

78. Popov I.I. Mogućnosti fotonskog eha pri obradi informacija u hipersloženom prostoru / Leukhin A.N., Popov I.I. // ZBORNIK RADOVA SPIE.- 2001.-V. 4605.- P. 124-133.

79. Popov I.I. Upotreba kompleksno kodiranih impulsa pri pobuđivanju fotonskog eho signala u parama molekularnog joda / Leukhin A.N., Popov I.I. // 10. godišnja međunarodna radionica laserske fizike (LPHYS"01) Knjiga sažetaka.-Moskva.-2001.-Str. 36-37.

80. Popov I.I. Značajke upotrebe fotonskog eha za mjerenje temperature strukturnih elemenata visokonaponske opreme / Gladyshev A.M., Popov I.I. // Zbornik znanstvenih članaka: Metode i sredstva tehničke dijagnostike - Ioshkar-Ola - 2002. - str. 85-89.

81. Popov I.I. Značajke upotrebe fotonskog eha za mjerenje struje u visokonaponskim dalekovodima / Gladyshev A.M., Popov I.I., Chaikin V.N. // Zbornik znanstvenih članaka: Metode i sredstva tehničke dijagnostike.-Ioshkar-Ola.-2002.-P. 89-93.

82. Popov I.I. Ispitivanje kinetike kretanja para molekularnog joda / Popov I.I., Gladyshev A.M., Golovkin V.A., Yevseyev I.V. // 11th International Laser Physics Workshop: Book of abstracts.-Bratislava, Slovačka.-2002.-P. 29.

83. Popov I.I. Kvantna kontrola rotacije vektora polarizacije fotonskog eha i njena primena / Popov I.I., Gazizov K.Sh. // Materijali međunarodne konferencije “Laserska fizika i primjena lasera” ICLPA “2003. - Minsk, Bjelorusija. - 2003. - P. 156-158.

84. Popov I.I. Rješenje Blochovih jednačina u kvaterninskoj algebri / Leukhin A.N., Popov I.I. // Sedma sveruska omladinska naučna škola "Koherentna optika i optička spektroskopija": Sat. članci. -Kazanj, KSU.-2003. str. 345-350.

85. Popov I.I. Modeliranje, upravljanje i optimizacija rada sistema koji emituje svetlost za umetničko osvetljenje objekta / Popenov A.N., Popov I.I. // Rasveta.-2003.- br. 4.- str. 26-31.

86. Popov I.I. Osobine primjene kvaterniona kod rješenja Blohove jednačine / Leukhin A.N., Popov I.I. // ZBORNIK RADOVA SPIE.- 2004.-V. 5402.- P. 191-2001.

87. Popov I.I. Primena kvaternion algebre za proračun fotonskog eho signala / Leukhin A.N., Popov I.I. // ZBORNIK RADOVA SPIE.- 2004.-V. 5402.- P. 202-213.

88. Popov I.I. Fizički principi implementacije kvantnih evaluacija u tehnici fotonskog eha // PROCEEDINGS OF SPIE.-2004.-V.5402.- P.214-225.

89. Popov I.I. Fizička mjerenja i kvantna kontrola u tehnici fotonskog eha / I.I. Popov, A.M. Gladyshev, K. Sh. Gazizov.// ZBORNIK SPIE.- 2004.- V. 5402.- P. 226-234.

90. Popov I.I. Fotonski eho kao metoda spektroskopije para molekularnog joda u rashladnim nadzvučnim molekularnim mlazovima / I.I.Popov, V.V. Samartsev // ZBORNIK RADOVA SPIE.- 2004.- V. 5402.- P. 355-363.

91. Copville W.H. Svjetlosni eho na paramagnetnim kristalima / Copville U.Kh., Nagibarov V.R. // Sažeci. D.: Izdavačka kuća Lenjingradskog državnog univerziteta - 1962. - P. 28.

92. Kurnit N.A. Posmatranje fotonskih odjeka / Kurnit N.A., Abella I.D., Hartmann S.R. //Phys. Rev. Lett. 1964.- V.6.- br. 19.- P. 567-570.

93. Patel C.K.N. Fotonski odjeci u gasovima / Patel C.K.N., Slusher R.E. // Phys. Rev. Lett. 1968.- V.20.- br. 20.- P. 1087-1089.

94. Copville W.H. Svjetlosni eho u rubinu / Copville U.Kh., Nagibarov V.R., Pirozhkov V.A. // FTT.- 1972.- T. 14.- br. 6.- P. 1794-1795.

95. Manykin E.A. Optička eho spektroskopija / Manykin E.A., Samartsev V.V.//M.: Nauka.- 1984. 270 str.

96. Naboykin Yu.V. Koherentna spektroskopija molekularnih kristala / Nabojkin Yu.V., Samartsev V.V., Zinovjev P.V., Silaeva N.B. // Kijev: Naukova dumka, 1986. 203 str.

97. Golenishchev-Kutuzov V.A. Impulsna optička i akustička koherentna spektroskopija / Golenishchev-Kutuzov V.A., Samartsev V.V., Khabi-bulin B.M. // M.: Nauka, 1988. 222 str.

98. Evseev I.V. Depolarizacijski sudari u nelinearnoj elektrodinamici / I.V. Evseev, V.M. Ermachenko, V.V. Samartsev. // M.: Nauka - 1992.246 str.

99. Hahn E.L. Spin echoes. // Phys. Rev. 1950. - V.80. - br. 3. - P. 580594.

100. Scully M. Photon echp u gasovitim medijima. / Scully M., Stephen M.J., Burnham D. // Phys. Rev. 1968. - V. 171. - br. 1. - P. 213-214.

101. Popov I.I. Oblik zaključanih i dvostrukih svjetlosnih eho signala / Popov I.I., Samartsev V.V., Traiber A.S., Shagidulin A.G. // M.: Dep. VINITI. 1985. - br. 4916. - str. 86.

102. Fujita M. Barkward echo u sistemima na dva nivoa / Fujita M., Nakatsuka H., Nakanisi H., Natsuoka M. // Phys. Rev. Lett. 1979. - V.42. - Ne. 15. - P. 974977.

103. Evseev I.V. Fotonski eho s malim područjima uzbudljivih impulsa / Evseev I.V., Ermachenko V.M. // JETP. 1979. - T.76. - No.5. -WITH. 1538-1546.

104. Evseev A.V. Stimulirani fotonski eho kao metoda za određivanje spektroskopskih karakteristika individualnog rezonantnog nivoa / Evseev A.V., Evseev I.V., Ermachenko V.M. // DAN SSSR. 1981. - T.256. - br. 1. -WITH. 57-60.

105. Brewer L. Kvantni prinos za unimolekularnu disocijaciju 12 u vidljivoj apsorpciji/ Brewer L., Tellinghuisen J. // J. Chem. Phys. 1972. - V.56. - P.3929.

106. Evseev A.V. Fotonski eho u plinovima: utjecaj depolarizirajućih sudara / Evseev A.V., Evseev I.V., Ermachenko V.M. // M.: Preprint IAE: 3602/1.-1982.

107. Nagibarov V.R. Elastični i neelastični sudari gasnih čestica i fotonskog eha / Nagibarov V.R., Samartsev V.V., Nefediev L.A. // Phys. Rev. Lett. 1975. - V.43. -Ne. 2. - P. 195-196.

108. Alimpiev S.S. Fotonski eho u plinovima SF6 i BC13 / Alimpiev S.S., Karlov N.V. // JETP. 1972. - T.63. - br. 2. - str. 482-490.

109. Nagibarov V.R. Kinetička metoda pobuđivanja slobodne indukcije i eho signala / Nagibarov V.R., Samartsev V.V. // PTE. 1970. - br. 3. -WITH. 189-190.

110. Chebotaev V.P. Metoda odvojenih polja u optici. // Kvantna elektronika. 1978. -T5 - br. 8. - S. 1637-1648.

111. Vasilenko JI.C. Koherentno zračenje u vremenski razdvojenim poljima / Vasilenko L.S., Dyuba N.M., Skvortsov M.N. // Kvantna elektronika. 1978. - T.5. - Ne. 8. - S. 1725-1728.

112. Shiren N.S. Ultrazvučni spin odjeci / Shiren N.S., Karyaka T.G. / Phys. Rev. Lett. 1972. - V.28. - br. 3. - P. 1304-1311.

113. Chebotaev V.P. Metoda odvojenih polja u optici. // Kvantna elektronika. 1978. - T.5 - br. 8. - S. 1637-1648.

114. Vasilenko J1.C. Koherentno zračenje u vremenski razdvojenim poljima / Vasilenko L.S., Dyuba N.M., Skvortsov M.N. // Kvantna elektronika. 1978. - T.5. - Ne. 8. - S. 1725-1728.

115. Nagibarov V.R. Neka pitanja magnetne radio spektroskopije i kvantne akustike / Nagibarov V.R., Samartsev V.V. // Kazan, KF AS SSSR.- 1968.-P. 102-104.

116. Alekseev A.V. Akustičko pobuđivanje superradijativnog elektromagnetnog stanja materije. / Alekseev A.V., Copvillem U.Kh., Nagibarov V.R., Pirozhkov V.A.//JETP. 1968.-T.55. - br. 7.-S. 1852-1863.

117. Zuikov V.A. Obrnuti svetlosni eho u rubinu / Zuykov V.A., Samartsev V.V., Usmanov R.G. // Pisma JETP-u. 1980. - T.31. - Ne. 11. - S. 654659.

118. Kalachev A.A. Koherentni fenomeni u optici / Kalachev A.A., Samartsev V.V. // Kazan: Kazansky Državni univerzitet njima. IN AND. Uljanova.- 2003.-281 str.

119. Ustinov V.B. Uređaji za kvantne obrade informacija // L.: LETI.- 1984.

120. Rassvetalov L.A. Polarizacijski odjek i njegova primjena // M.: Nauka.- 1992.-P. 161-185.

121. Bai Y.C. Eksperimentalne studije kompresije foto-eho impulsa Y. S. Bai, T. W. Mossberg / Bai Y.I., Mossberg T.W. // Opt. Lett.- 1986.- V.l 1.- P. 30.

122. Graf F.R. Kompresija podataka u frekventno selektivnim materijalima pomoću impulsa pobuđivanja frekvencije / Graf F.R., Plagemann B.H., Wild U.P. et. al. // Opt. Lett.- 1996.- V.21.- P. 284.

123. Mossberg T.W. Optička memorija vremenske domene sa swept-carrier // Opt. Lett.-1992.- V.17.- P. 535.

124. Samartsev V.V. Optička memorija zasnovana na dugovječnom fotonskom ehu (recenzija) / Samartsev V.V., Zuikov V.A., Nefed'ev L.A. // ZhPS.- 1993.-T.59.- P. 395.

125. Shen H.A. Impuls-ekvivalentna optička memorija vremenske domene/Shen X.A., Hartmann S.R., Kachru R. // Opt.Lett.- 1996.- V.21.- P. 833.

126. Shen X.A. Eksperimentalna demonstracija impulsno-ekvivalentne optičke memorije vremenske domene/ Shen X.A., Kachru R. // Opt.Lett.- 1996.- V.21.- P. 2020.

127. Akhmediev N.N. Brisanje informacija u fenomenu dugovječnog fotonskog eha// Opt.Lett.- 1990.- V. 15.- P. 1035.

128. Zuikov V.A. Akumulirani dugovječni svjetlosni eho i optička memorija u LaF(3):Pr(3+) kristalu/ Zuikov V.A., Gainullin D.F., Samartsev V.V. i drugi // ZhPS.- 1991.- T.55.- P. 134.

129. Elman U. Statističko modeliranje i teorijska analiza utjecaja fluktuacija laserske faze na brisanje podataka fotonskog eha i stimuliranih fotonskih odjeka / Elman U., Kroll S. // Laser phys.- 1996.- V.6.- P. 721.

130. Manykin E.A. Interferencija svetlosnih impulsa koji se ne preklapaju u vremenu sa njihovim degenerisanim četvorotalasnim mešanjem / Manykin E.A., Znamenskij N.V., Petrenko E.A. i drugi // Pisma JETP-a - 1992.-T.56.- Str. 74.

131. Manykin E.A. Operativno brisanje informacija u okruženjima sa spektralno-selektivnim metodom njihovog skladištenja / Manykin E.A., Znamenskij N.V., Petrenko E.A. i drugi // Izv. RAS, ser. Phys.- 1995.- T.59.- P. 168.

132. Zuikov V.A. Operativno brisanje informacija u okruženjima sa spektralno-selektivnim metodom njihovog skladištenja / Zuikov V.A., Popov I.I., Mitrofanova T.G. i drugi // Izv. Univerziteti.- 1993.- br. 7.- str. 72.

133. Arend M. Obrada optičke memorije slučajnim pristupom upotrebom efekata foton-eho interferencije/ Arend M., Block E., Hartmann S.R. // Opt. Lett.- 1993.-V.18.-P. 1789.

134. Yano R. Demonstracija djelomičnog brisanja pikosekundnih vremenskih optičkih podataka korištenjem akumuliranih fotonskih odjeka / Yano R., Uesugi N. // Opt. Lett.-1999.-V.24.-P. 1753.

135. Rebane A. Ultrabrza optička obrada s fotonskim odjecima/Rebane A., Drobizhev M., Sigel C., Ross W., Gallus J. // Journal of Luminescence.- 1999.-V.83-84.- P. 325-333.

136. Nefediev JI.A. Optička eho holografija (recenzija) / Nefediev L.A., Samartsev V.V. //ZhPS.- 1992.- T.57.- P. 386.

137. Shtyrkov E.I. Prikaz svojstava dinamičkih eho holograma u rezonantnim medijima / Shtyrkov E.I., Samartsev V.V. // Optika i spektroskopija - 1976. - T. 40. - P. 392.

138. Samartsev V.V. Akusto-optička transformacija talasnih frontova u rezonantnim eho hologramima / Samartsev V.V., Shtyrkov E.I. // FTT.-1976.-T.18.-S. 3140.

139. Shtyrkov E.I. Dinamički hologrami o superpozicijskim stanjima atoma / Shtyrkov E.I., Samartsev V.V. // Phys. Stat. Sol. (a).- 1978.- T.45.- P. 647.

140. Nefediev L.A. Holografija odjeka u boji / Nefediev L.A., Samartsev V.V. // Optika i spektroskopija.- 1987.- T.62.- P. 701.

141. Denisyuk Yu.N. Budućnost nauke (međunarodni godišnjak) // M.: Znanie.- 1981.- br. 14.- str. 112-133.

142. Zeldovich B.Ya. Preokret fronta talasa / Zeldovich B.Ya., Pilipetskiy N.F., Shkunov V.V. // M.: Nauka - 1985.

143. Mikaelyan A.L. Optičke metode u računarstvu // M.: Nauka.-1990.

144. Griffen N.S. Fokusiranje i fazna konjugacija fotonskih odjeka u pari Na/ Griffen N.S., Heer C.V. //Appl. Phys. Lett.- 1978.- V.33.- P. 865.

145. Shtyrkov E.I. Karakteristike generalizovanog fotonskog eha tokom nesimultane četvorotalasne interakcije u rubinu / Shtyrkov E.I., Lobkov V.S., Moiseev S.A. i drugi // JETP.- 1981.- T.81.- P. 1877.

146. Xu E.Y. Nanosekundna obrada slike korištenjem stimuliranih fotonskih odjeka / Xu E.Y., Kroll S., Huestis D. et. al. // Opt. Lett.- 1990.- V.15.- P. 562.

147. Shen X.A. Prepoznavanje uzoraka velike brzine korištenjem stimuliranih odjeka / Shen X.A., Kachru R. // Opt. Lett.- 1992.- V.17.- P. 520.

148. Shen X.A. Pohrana holografskih slika u vremenskoj domeni / Shen X.A., Chiang E., Kachru R. // Opt. Lett.- 1994.- V.19.- P. 1246.

149. Rebane A.K. Dinamička pikosekundna holografija fotohemijskim sagorevanjem rupa / Rebane A.K., Kaarli R.K., Saari P.M. // Pisma JETP-a.- 1983.- T.38.- Str. 320.

150. Saari P.M. Dinamička pikosekundna holografija fotohemijskim sagorevanjem rupa / Saari P.M., Kaarli R.K., Rebane A.K. // Kvantna elektronika.- 1985.- T. 12.- P. 672.

151. Rebane A.K. Asocijativno sace-and-time domena opoziva pikosekundnih svjetlosnih signala putem fotokemijske holografije goruće rupe // Optics Communs.- 1988.-V.65.-P. 175.

152. Bai Y.C. Koherentno pohranjivanje podataka u vremenskoj domeni sa raširenim spektrom generiranim nasumičnim dvofaznim pomakom/ Bai Y.C., Kachru R. // Opt. Lett.- 1993.- V.18.-P. 1189.

153. Shen X.A. Holografsko snimanje velike brzine 500 slika u čvrstoj tvari dopiranoj rijetkim zemljom / Shen X.A., Kachru R. // J. Alloys and Compounds.- 1997.- V.250.-P. 435-438.

154. Shen X.A. Holografsko snimanje velike brzine 500 slika u čvrstoj tvari dopiranoj rijetkim zemljom / Shen X.A., Nguyen A., Perry J.W., Huestis D., Kachru R. // Science.-1997.- V.278.-P. 96.

155. Lin H. Demonstracija 8-Gbit / in.2 površinske gustine memorije zasnovane na optičkoj memoriji selektivne frekvencije sa brzim nosiocem / Lin H., Wang T., Mossberg T.W. // Opt.Lett.- 1995.- V.20.- P. 1658.

156. Zeylikovich I. Terabitna brzina preuzimanja femtosekundnih akumuliranih fotonskih odjeka/ Zeylikovich I., Bai G., Gorokhovsky A., Alfano R. // Opt.Lett.- 1995.-V.20.- P. 749.

157. Manykin E.A. Funkcionalne metode optičke obrade informacija zasnovane na tehnici fotonskog eha / Manykin E.A., Zakharov S.M., Onishchenko E.V. // M.: RRC "Kurčatovski institut" - 1989.

158. Kroll S. Logička obrada zasnovana na foton-ehu/ Kroll S., Elman U. // Opt.Lett.- 1993.- V.18.- P. 1834.

159. Mohan R.K. Pojačavanje i regeneracija fotonskog eha za optičko skladištenje i obradu podataka/ Mohan R.K., Elman U., Tian M., Luo V., Kroll S. // Journal of Luminescence.- 2000.- V.86.- P. 383.

160. Hopfield I.I. //Proc. Nat. Akad. USA.- 1982.- V.79.-P. 2554.

161. Spano F.C. Razumijevanje defaziranja u mješovitim molekularnim kristalima. II. Poluklasično defaziranje i superradijansa za stotine spregnutih apsorbera // Spano F.C., Warren W.C. // J. Chem. Phys. -1983.- V.90.- P. 6034.

162. Belov M.N. Razumijevanje defaziranja u mješovitim molekularnim kristalima. II. Poluklasično defaziranje i superradijansa za stotine spregnutih apsorbera/ Belov M.N., Manykin E.A. // Optics Communs.- 1991.- V.84.- P.l.

163. Bazhanova H.B. Optički model neuronske mreže na osnovu fotonskog eha sa vremenskim kodiranjem podataka / Bazhanova N.V., Kalachev A.A., Samartsev V.V. // Izv. RAS, ser. Phys.- 2000.- T.64.- P. 2018.

164. Ollikainen O. / Ollikainen O., Rebane A., Rebane K. // Optička i kvantna elektronika.- 1993.- V.25.- P.5569.

165. Ollikainen O. Teraherc paralelno množenje bitova pomoću fotonskog eha u niskotemperaturnom bojom dopiranom polimernom filmu / Ollikainen O., Nilsson S., Gallus J., Erni D., Rebane A. // Optics Communs. - 1998. .- V.147.- P. 429.

166. Uchikawa K. Femtosekundna akumulirana fotonska eho spektroskopija kod raka želuca kod ljudi / Uchikawa K., Okada M. // Laserska fizika - 1995, - V.5.-P. 687.

167. Ganago A.O. Femtosekundna dinamika populacije i koherencije S2 singletnog pobuđenog stanja bakteriohlorofila (Qx apsorpcioni pojas) in vivo i in vitro / Ganago A.O., Parker E.P., Laible P.D. et. al. // Laserska fizika.-1995.- V.5.- P. 693.

168. Ksenzenko V.I. Hemija i tehnologija broma, joda i njihovih spojeva / Ksenzenko V.I., Stasinevich D.S. // M.: 1979.

169. Brown W.G. Vruće na toplini disocijacije joda. // Phys. Rev. -1931. V.38. - Ne. 15. - P. 709-711.

170. Gerstenkorn S. Atlas du spectre d "apsorption de la molecule d"iode / Ger-stenkorn S., Luc P. // Paris, CNRS.-1977.- 98 str.

171. Elyashevich M.A. Atomska i molekularna spektroskopija. // M.: Fizmatlit.- 1962.- 829 str.

172. Zakharenko Yu.G. Ćelija za laser stabiliziran zasićenom apsorpcijom u molekularnom jodu 127 / Zakharenko Yu.G., Pavlov P.A., Tkachenko L.P. // Optičko-mehanička industrija. - 1977. br. 7. - str. 64-65.

173. Shirly D.A. Entropija joda. Toplotni kapacitet od 13 do 327 K. Toplota sublimacije 1 / Shirly D.A.Giaque W.F. // J. Am. Chem. Soc. 1959. - V.81. -P. 4778.

174. Cerez P. Stabilite de frequence du laser helium neon comportant une cuve d "jode a parais chaudes / Cerez P., Bennet S. // Coro Acad Ci. - 1978. -AB286. - No. 4. - P.53 - 56.

175. Kireev S.B. dis. Rezonancije snage i frekvencije u multimodnim He-Ne laserima u vidljivom opsegu spektra sa unutrašnjim nelinearnim apsorbujućim ćelijama. Kandidat fizičko-matematičkih nauka// M.: 1986.- 131 str.

176. Bobrik V.I. Zapečaćene nelinearne apsorpcione ćelije za lasere na talasnoj dužini od 339 μm / Bobrik V.I., Kolomnik Yu.D. // Autometrija. - 1975. - br. 3. str. 139-140.

177. Brewer R.G. Fotonski eho i optička indukcija u molekulima / Brewer R.G., Shoemaker R.L. // Phys. Rev. Lett. 1971. - V.27. -Ne. 10. - P. 631-635.

178. Yevseyev I.V. O identifikaciji prelaza tehnikom foton-eho / Yevseyev I.V., Yermachenko V.M., Reshetov V.A. // Phys. Lett. A.-1980.- V. 77.- br. 2/3.- P. 126-128.

179. Zuikov V.A. dis. Reverzna svjetlosna indukcija i eho.// Kandidat fizičko-matematičkih nauka. Kazan.- 1983.

180. Uređaj za analizu polarizacije svjetlosti: A.S. 3983749/31-25 /22/ SSSR: MKI 4G 01 J 4/00.

181. Ivashchenko P.A. Mjerenje parametara lasera / Ivashchenko P.A., Kalinin Yu.A., Morozov B.N. // M.: Izdavačka kuća Standart - 1982. 168 str.

182. Levy D.H. Annal Rev Physical Chemistry/ Levy D.H. // 1980.- V. 31.-P. 197.

183. Misra P. Entropija joda. Toplotni kapacitet od 13 do 327 K. Toplota sublimacije 1/ Misra P. //ZBORNIK RADOVA SPIE.- 2001.-V. 4605.-P. 1.

184. Anderson J.B. Molekularne zrake iz izvora mlaznica.-U: Molekularne zrake i plinska dinamika niske gustine/ Anderson J.B. //Ed. P.P. Wegener.-N.Y.: Dekker.-1974.

185. Solovjev K.H. Spektroskopija porfina: vibraciona stanja / Solovjev K.N., Gladkov JI.JL, Starukhin A.S., Shkirman S.F. // Nauka i tehnologija, Minsk - 1985.

186. Nechaev S.Yu. / Nechaev S.Yu., Ponomarev Yu.N. // Izv. Univerziteti. Fizika.-1973.-Br.11/12.-P.148.

187. N. Nakatsuka Višestruki fotonski odjeci u molekularnom jodu/ H. Nakatsuka et.al. // Opt. Commun.- 1983.- V.47. br. 1.- str. 65.

188. Eljutin S.O. Teorija formiranja fotonskog (svetlosnog) eho pulsa / Eljutin S.O., Zakharov S.M., Manykin E.A. // JETP.T. 76. br. 3. S. 835845.

189. Evseev I.V. Proučavanje utjecaja oblika uzbudljivih impulsa na polarizacijske osobine fotonskog eha / Evseev I.V., Reshetov V.A. // Opt.spectr. 1982. - T.52. - U 5. - str. 796-799.

190. Carlson N.W. Optičko defaziranje inhibirano poljem i traženje oblika fotonskih odjeka / Carlson N.W., Babbitt W.R., Bai Y.S., Mossberg T.W. // Opt. Lett. 1984. - V.9. - br. 6. - P. 232-234.

191. Katulin V.A. Izgledi za naučnu i praktičnu primjenu svjetlosnog (fotonskog) eha / Katulin V.A., Biryukov A.A., Samartsev V.V. // Izv. Akademija nauka SSSR-a. Ser.phys. 1989. - T.53. - Ne. 12. - str. 2274-2280.

192. Babbitt W.R. Kolektivno optičko skladištenje datuma u vremenskoj domeni frekvencije u čvrstom materijalu / Babbitt W.R., Mossberg T.W. // Opt. Commun. 1988. -V.65. -Ne. 3. - str. 185-188.

193. Elyutin S.O. Prostorno-vremenske korelacije koherentnih optičkih impulsa u fenomenu fotonskog eha / Elyutin S.O. i drugi // JETP. 1985. - T.88. - br. 2. - P. 401-416.

194. Kim M.K. Dugotrajno skladištenje slike i fazna konjugacija povratno stimuliranim fotonskim ehoom / Kim M.K., Kachru R. // J.Opt.Soc.Amer. 1987. - V.4. -No.3.-P. 305-308.

195. Kachru R. Optički odjeci generirani poljima stojećih valova: Zapažanja u atomskim parama /, Mossberg T.W., Whittaker E., Hartmann S.R. // Opt. Communs. - 1979. - V.31. - br. 2. - P. 223-227.

196. Feynman R. Kvantnomehanički kompjuteri // Optics News, februar.-1985.-V.ll.- P. 11.

197. Vasilenko JI.S. Efekti polarizacije u fotonskom odjeku molekularnih gasova / Vasilenko L.S., Rubtsova N.N. // Sažetak. izvještaj IV Svesavez. sym-pos. prema svjetlosnom ehu i njegovim praktičnim putevima. appl. Kuibyshev: KSU.- 1989,-S. 46.

198. Evseev I.V. Teorija polarizacijske eho spektroskopije atoma i molekula u interakciji kroz elastične depolarizirajuće sudare // Dis. Doktor fizike i matematike Sci. M. - 1987. - 333 str.

199. Volokhatyuk V.A. Pitanja optičke lokacije / Volokhatyuk V.A., Kochetkov V.M., Krasovsky P.P. // M.: Sov.radio - 1971.

200. Wolverine F.V. A.S.649949 SSSR. Metoda mjerenja udaljenosti / Ro-somakho F.V., Bednyagin A.A., Emdin F.E.// Bilten izuma - 1979. br. 8.

201. Malashin M.S. Osnove dizajna laserskih lokacijskih sistema // Malashin M.S., Kaminsky R.P., Borisov Yu.B. // M.: Viša škola.-1983.-207 str.

202. Popov I.I. Precizni fazni opseg sa programskom kontrolom / Popov I.I., Chemodanov S.B., Shatokhin V.P. // III Svesavezna naučno-tehnička konferencija "Mjeriteljstvo u rangiranju". Abstract. izvještaj - Harkov - 1988. P. 50-51.

203. Shatokhin V.P. Eksperimentalne studije elektro-optički daljinomjer / Shatokhin V.P., Khesed E.A., Lavrentyev I.V. // Sat. tr. RTI AS SSSR. M. -1984. - str. 132-136.

204. Lukin I.V. Visokoprecizni diferencijalni laserski daljinomjer / Lukin I.V., Pushkarev G.D., Sobol V.V. i drugi // Mjerna tehnika. - 1988.-№5.-S. 15-17.

205. Volkonsky V.B. Visokoprecizni fazni daljinomjeri koji koriste mikroprocesore / Volkonsky V.B., Popov Yu.V., Chizhov S.A. i drugi // III Svesavezna naučno-tehnička konferencija "Mjeriteljstvo u mjerenju opsega": Sažeci. Harkov - 1988. - S. 38-40.

206. Evseev I.V. Polarizaciona svojstva fotonskog eha sa malim površinama uzbudljivih impulsa / Evseev I.V., Ermachenko V.M. // Pisma JETP-u.- 1978.- T.28.- br. 11.-S. 689-692.

207. Popov I.I. Svjetlosni eho u parama molekularnog joda i njegova primjena // Dis. .cand. fizike i matematike Sci. Kazan.- 1990,- 151 str.

208. Gordon J.P. Fotonski eho u gasovima / Gordon J.P., Wang C.H., Patel C.K.N. // Phys. Rev. 1969.- V.179.- br. 2.- P. 294-309.

209. Heer C.V. Polarizacija fotonskih odjeka iz molekula SF6 / Heer C.V., Nordstrom PJ. // Phys. Rev. A-Gen. Phys.- 1975.- V.l 1.- Br. 2.- P. 536-548.

210. Vasilenko JI.C. Proučavanje relaksacionih procesa u gasu korišćenjem koherentnih prelaznih procesa / Vasilenko L.S., Rubtsova N.N. // U knjizi: Laserski sistemi. Novosibirsk: SO AN SSSR - 1982. - P. 143-154.

211. Evseev I.V. Fotonski eho na susjednim optički dopuštenim prijelazima / Evseev I.V., Ermachenko V.M. // JETP.- 1979.- T.77.- br. 6.- P. 2211ch>2219.

212. Chen U.S. Relaksacija fotonskog eha u LaF3:Pr3+ / Chen U.S., Chiang K.P., Hartmann S.R. // Opt. Commun.- 1979.- V. 29.- br. 2.- P. 181-185.

213. Nefediev L.A. Optička ehoholografija i obrada informacija / Ne-fediev L.A., Samartsev V.V. // Laser Phys.- 1992.- V. 2.- Br. 5.- P. 617-652.

214. Nefedev L.A. Optička ehoholografija / Nefedev L.A., Samartsev V.V. // Prijavni časopis spektroskopija - 1993. T. 57. br. 5-6. str. 386-428.

215. Zuev V.E. Daljinsko optičko ispitivanje atmosfere./ Zuev V.E., Zuev V.V. // Sankt Peterburg: Gidrometeoizdat, 1992. 232 str.

216. Artemkip E.E. Spektralne optičke dubine kontinentalnog imorskog aerosola / Artemkip E.E. // Aerosolna optika. Ryazan: Izdavačka kuća. RGPI, 1978. str. 3-16.

217. Nefedev L.A. Eho holografija u degenerisanim i višeslojnim sistemima / Nefed'ev L.A., Samartsev V.V. // Atmosferska optika. i okean. 1993. T. 6. br. 7. P. 783-799.

218. Warren W.S. Višestruki fazno koherentni laserski impulsi u optičkoj spektroskopiji/ Warren W.S., Zewail A.H. // J. Chem. Phys. 1983. V. 78. br. 5. P. 22792311.

219. Zeldovich B.Ya. Preokret fronta talasa / Zeldovich B.Ya., Pilipetskiy N.F., Shkunov V.V. // M.: Nauka, 1985. 247 str.

220. Beach R. Inkoherentni fotonski odjeci/ Beach R., Hartmann S.R. // Phys.

221. Rev. Lett. 1984. V. 53. br. 7. P. 663-666.

222. Nakatsuka H. Akumulirani fotonski odjeci korištenjem nelaserskog izvora svjetlosti/ Nakatsuka H., Wakamiya A., Abedin K.M., Hattori T. // Opt. Lett. 1993. V. 18. br. 10. P. 832-843.

223. Zuev V.E. Termičko samodejstvo laserskih zraka na atmosferske staze i dijagnostika njihovih parametara / Zuev V.E., Aksenov V.P., Kolosov V.V. // Atmosferska optika. i okean. 2000. T. 13. br. 1. str. 32-45.

224. Nelinearni optički talasi/ Maimistov A.I., Bašarov A.M.// London: Kluwer Academic Publishers, 1999. 655 str.

225. Evseev I.V. Polarizaciona svojstva fotonskog eha na malim površinama uzbudljivih impulsa / Evseev I.V., Ermachenko V.M. // Pisma JETP-u. 1988. T. 28. br. 11. P. 689-692.

226. Evseev I.V. Fotonski eho s malim područjima uzbudljivih impulsa / Evseev I.V., Ermachenko V.M. // JETP. 1979. T. 76. br. 5. P. 1538-1546.

Napominjemo da su gore navedeni naučni tekstovi objavljeni u informativne svrhe i da su dobijeni priznanjem originalni tekstovi disertacije (OCR). Stoga mogu sadržavati greške povezane s nesavršenim algoritmima za prepoznavanje. Nema takvih grešaka u PDF datotekama disertacija i sažetaka koje dostavljamo.

Izlaz kolekcije:

FORMIRANJE ODZIVA STIMULIRANOG FOTONOG JEKA U SISTEMU OD TRI NIVOA PRILIKOM KODIRANJA INFORMACIJE U VREMENSKI OBLICI OBJEKATNOG PULSA

Nefedev Leonid Anatolijevič

druge fizike i matematike nauke, glava odjelu obrazovne tehnologije fizike, profesor na Kazanskom Federalni univerzitet Kazan

E- mail: nefediev @ yandex . ru

Garnaeva Guzel Ildarovna

dr.sc. fizike i matematike nauka, šef naučnog i pedagoškog odeljenja Instituta za fiziku, vanredni profesor Kazanskog federalnog univerziteta, Kazanj

E- mail: guzka -1@ yandex . ru

Khakimzyanova Elsa Ildarovna

student postdiplomskog studija Kazanskog federalnog univerziteta u Kazanju

Email:

FORMIRANJE STIMULIRANOG FOTONSKOG JEKARESPONSESU TRI NIVOA SISTEMUOFKODIRANJE INFORMACIJA U PRIVREMENOM OBLIKU OBJEKTAPULS

Nefedijev Leonid Anatolijevič

doktor fizičko-matematičkih nauka, šef obrazovne tehnologije na odseku za fiziku, profesor Kazanskog saveznog univerziteta, Kazanj

Garnaeva Guzel Ildarovna

kandidat fizičko-matematičkih nauka, šef naučno-pedagoškog odeljenja Instituta za fiziku, docent Kazanskog saveznog univerziteta, Kazanj

Hakimzyanova Elza Ildarovna

diplomirani student Kazanskog saveznog univerziteta u Kazanju

ANOTATION

Razmatra se reproducibilnost informacija u odgovorima stimulisanog fotonskog eha u trostepenom sistemu u prisustvu spoljašnjih prostorno nehomogenih električnih polja. Pronađen je uslov za najbolju reprodukciju informacija i blokiranje stimulisanih fotonskih eho signala.

SAŽETAK

Ispitivana je reproducibilnost informacija u odgovorima stimulisanog fotonskog eha u trostepenom sistemu u prisustvu spoljašnjih prostorno nehomogenih električnih polja. Pronađeni su uslovi najbolje reprodukcije informacija i stimulisane fotonske eho zaključavanja.

Ključne riječi: stimulisani fotonski eho, efekat blokiranja, sistemi na tri nivoa

Ključne riječi: stimulisani fotonski eho, efekat zaključavanja, sistem na tri nivoa

Uvod

Proučavanje prolaznih optičkih procesa je od interesa ne samo za fundamentalnu nauku, već ima i primijenjeni značaj. Na primjer, koherentni tranzijenti se mogu koristiti za pohranjivanje i obradu informacija. Od posebnog interesa je proučavanje interakcije nekoliko rezonantnih polja sa kvantnim sistemima na više nivoa (atomi, molekuli, nečistoće iona u kristalima, itd.). Ova kamata je dospjela moguće primjene različiti efekti uočeni tokom višefrekventne ekscitacije kvantnih objekata. Snimanje i reprodukcija eho holograma u sistemima na više nivoa dovodi do mogućnosti, uz logičke operacije, da se promeni realna vremenska skala i redosled događaja u odgovoru eho holograma, o čemu je informacija ugrađena u prostorno-vremenski prostor. struktura pulsa objekta. Ako prvi ili drugi uzbudljiv laserski impuls djeluje kao kodni impuls, tada se informacija može unijeti u vremenski oblik ovog impulsa i reproducirati u SFE odgovoru. Ovaj efekat se naziva efektom vremenske korelacije oblika fotonskog eha (PE).

U radovima je ispitan efekat zaključavanja informacija u odgovorima stimulisanog fotonskog eha (SPE) i njegova primena u optičkim memorijskim sistemima, eho procesorima i višekanalnom snimanju informacija pod uticajem spoljašnjih prostorno nehomogenih električnih polja na rezonantni sistem atoma. U ovom radu smo istraživali uticaj spoljašnjih prostorno nehomogenih električnih polja na reproducibilnost informacija u SFE odgovorima (korelacioni efekat temporalnog oblika FE) u trostepenom sistemu i na efikasnost njegovog blokiranja.

Osnovne jednačine

Da bismo pronašli operatora evolucije sistema kada je pobuđen rezonantnim laserskim impulsom trajanja, koristimo rezultate rada. Poznavajući evolucijski operator U, možemo odrediti matricu gustine nakon izlaganja η-tom laserskom pulsu

Razmotrimo šemu za pobudu stimulisanog fotonskog eha u trostepenom sistemu prema V-šemi prikazanoj na slici 1, gde je prvi impuls puls objekta.

Slika 1. Spektar pobude SFE u trostepenom sistemu

U slučaju koji se razmatra, Hamiltonijan sistema se može predstaviti kao: , gdje je parametar ne-ekvidistance spektra sistema, je frekvencija prelaz i-j, , je frekvencija laserskog zračenja rezonantnog prelaza 1-2.

Jačinu električnog polja odgovora nalazimo kao

gdje je: - jedinični vektor u pravcu posmatranja,

Funkcija raspodjele frekvencije neravnomjerno proširene linije, ,

Radijus vektor tačke posmatranja,

Radijus vektor lokacije j-tog optičkog centra,

Uticaj spoljašnjih prostorno nehomogenih električnih polja na rezonantni sistem atoma može uticati na reproducibilnost informacija u SFE odgovorima. Proces generiranja odgovora fotonskog eha sadrži dvije neophodne faze: defaziranje oscilirajućih dipolnih momenata optičkih centara i njihovo naknadno faziranje, što dovodi do pojave makroskopske polarizacije medija i bilježi se u obliku optičkog koherentnog odgovora. Uticaj na rezonantni medij u jednoj od ovih faza prostorno nehomogenog vanjskog poremećaja (na primjer, nehomogenog električnog polja) će dovesti do slučajnog pomaka ili cijepanja početne monokromatske nehomogene proširene optičke linije. Kao rezultat toga, dipolni momenti neće biti u fazi nakon impulsa očitavanja, a stvaranje optičkog koherentnog odgovora će biti potisnuto.

U ovom slučaju, prostorno-vremenska struktura SFE odgovora određena je izrazom

(3)

gdje je: vrijeme izlaganja neujednačenom električnom polju između prvog i drugog uzbudljivog impulsa,

Vrijeme izlaganja neujednačenom električnom polju nakon trećeg impulsa,

Fourierov spektar omotača η-tog laserskog impulsa,

Područje η pulsa.

Efekat korelacije vremenskog oblika impulsa objekta i odziva sistema sa različitim kodiranjem informacija

Razmotrimo dva slučaja formiranja SFE odgovora u sistemu na tri nivoa sa dvofrekventnom pobudom na prelazu 1-2: 1. kada je informacija kodirana u vremenskom obliku laserskog impulsa objekta, 2. kada je informacija kodirani u vremenskim intervalima ešalona laserskih impulsa koji predstavljaju puls objekta. U oba slučaja može se uočiti efekat korelacije između vremenskih oblika impulsa objekta i odziva fotonskog eha.

Međutim, u prisustvu vanjskih prostorno nehomogenih električnih polja (nametnutih u svrhu blokiranja informacija i višekanalnog snimanja informacija), može doći do izobličenja snimljene informacije u odgovoru fotonskog eha.

Dakle, ako je prvi impuls u slučaju prvog kodiranja objektni (slika 2), rezultati numeričkog proračuna izraza (3) prikazani su na sl. 3-6.

Slika 2. Vremenski oblik ulaznog (objektnog) impulsa

Slika 3. Vremenski oblik SFE odgovora (, Δ t 1 =1 ns, Δ t 2 =0,5 ns, Δ t 3 =1 ns, Δ t 4 =1,5 ns, Δ t 5 =1 ns, = =0 )

Slika 4. Vremenski oblik SFE odgovora (, Δ t 1 =1 ns, Δ t 2 =0,5 ns, Δ t 3 =1 ns, Δ t 4 =1,5 ns, Δ t 5 =1 ns, = =0 )

Slika 5. Vremenski oblik SFE odgovora (, Δ t 1 =1 ns, Δ t 2 =0,5 ns, Δ t 3 =1 ns, Δ t 4 =1,5 ns, Δ t 5 =1 ns, = 100V/cm2, =0 )

Slika 6. Vremenski oblik SFE odgovora (, Δ t 1 =1 ns, Δ t 2 =0,5 ns, Δ t 3 =1 ns, Δ t 4 =1,5 ns, Δ t 5 =1 ns, = 0, =100V/cm 2 )

Ako je prvi impuls sa informacijama o kodiranju drugog tipa objektni (slika 7), rezultati numeričkog proračuna izraza (3) prikazani su na sl. 8-11.

Slika 7. Vremenski oblik ulaznog (objektnog) impulsa

Slika 8. Vremenski oblik SFE odgovora (, Δ t 1 =1 ns, Δ t 2 =3 ns, = =0 )

Slika 9. Vremenski oblik SFE odgovora (, Δ t 1 =1 ns, Δ t 2 =3 ns, = =0 )

Iz slika 3, 4, 7 i 8 proizilazi da se u odsustvu vanjskih prostorno nehomogenih polja oblik prvog objektnog impulsa reproducira u SFE odzivu u obrnutom modu praktički bez izobličenja.

Kada je izložen vanjskom prostorno nehomogenom polju između prvog (objekt) i drugog impulsa (sl. 5, 10), vremenski oblik odgovora korelira s vremenskim oblikom pulsa objekta i istovremeno se njegov intenzitet smanjuje (informacija blokirajući efekat).

Slika 10. Vremenski oblik SFE odgovora (, Δ t 1 =1 ns, Δ t 2 =3 ns, = 100V/cm2, =0 )

Slika 11. Vremenski oblik SFE odgovora (, Δ t 1 =1 ns, Δ t 2 =3 ns, = 0, =100V/cm 2 )

Ako se eksterno prostorno nehomogeno polje primeni nakon trećeg (čitanja) impulsa (sl. 6, 11), uz blokiranje odgovora, uočava se izobličenje vremenskog oblika odgovora.

Sa slika 3, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 11 jasno je da se sa povećanjem parametra neekvidistance sistema G>1 uočava rastezanje skale u realnom vremenu u SFE odzivu, i sa smanjenjem parametra neekvidistencije sistema G<1 наблюдается сжатие шкалы реального времени.

Povećanje površine pulsa objekta dovodi do izobličenja u reprodukciji informacija.

zaključci

1. U slučaju izlaganja neujednačenom električnom polju nakon prvog impulsa objekta, uočava se efekat blokiranja informacija, a u slučaju izlaganja neujednačenom električnom polju nakon impulsa očitavanja, uništavanje informacije je posmatrano.

2. U rezonantnim sistemima sa velikim parametrom sistemske neekvidistance, uočeno je rastezanje skale u realnom vremenu u SFE odzivu, a u sistemima sa manjim parametrom neekvidistance sistema, kompresija skale u realnom vremenu.

3. Povećanje površine pulsa objekta dovodi do izobličenja reprodukcije informacija

Bibliografija:

1. Bilenky S.M. Uvod u tehniku ​​Feynmanovog dijagrama. Moskva. Atomizdat. 1971. - 215 S.

2. Zuykov V.A., Samartsev V.V., Usmanov R.G. Korelacija oblika svjetlosnih eho signala s oblikom uzbudljivih impulsa // JETP Letters. 1980, T. 32, br. 4. P. 293-297.

3.Nefedev L.A. Prostorno-vremenske transformacije eho holograma u sistemima na dva i tri nivoa // Optika i spektroskopija. 1986. T. 61. br. 2. P. 387-394.

4.Nefedev L.A. Dinamička ehoholografija u degenerisanim i višeslojnim sistemima // Zbornik radova Akademije nauka SSSR, fizička serija. 1986. T. 50. br. 8. P. 1551-1558.

5.Nefedev L.A., Garnaeva (Khakimzyanova) G.I. Učinak “blokiranja” fotonskih eho signala tokom višekanalnog snimanja informacija // Optika i spektroskopija. 2008. T. 105. br. 6. P. 1007-1012.

6.Nefedev L.A., Garnaeva G.I., Usmanov R.G. Višekanalno snimanje informacija zasnovano na efektu “blokiranja” fotonskih eho signala // Optical Journal. 2010. T. 77. br. 2. str. 27-29.

7.Nefedev L.A., Nizamova E.I., Taktaeva S.V. Utjecaj nekoreliranog nehomogenog širenja na formiranje prolaznih optičkih procesa u višerazinskim sistemima // Optika i spektroskopija, T. 113, br. 2, 2012. P. 156-161.

8.Rautian S.G., Smirnov G.I., Shalagin A.M. Nelinearne su rezonantne u spektrima atoma i molekula. Novosibirsk: Nauka. 1979. - 310 S.

9. Sobelman I.I. Uvod u teoriju atomskih spektra. M.: Nauka. (1977), - 319 S.

10.Kalačev A.A., Samartsev V.V. Koherentni fenomeni u optici. Kazanski državni univerzitet, 2003. - str. 280.

Dinamika neuređenih molekularnih čvrstih medija: studije pomoću fotonskog eha i spektroskopije jedne molekule

-- [ Strana 1 ] --

1RUSKA AKADEMIJA NAUKA

Institut za spektroskopiju

Kao rukopis

Vainer Yuri Grigorievich

DINAMIKA POREMEĆENIH MOLEKULARNIH MEDIJA ČVRSTOG STANJA:

ISTRAŽIVANJA KORIŠĆENJEM METODA FOTONSKE EKONE I SPEKTROSKOPIJE

SINGLE MOLECULES

Specijalnost 01.04.05 – Optika

TEZA

za takmičenje naučni stepen Doktor fizičko-matematičkih nauka

Troitsk, Moskovska oblast. - 2005 -2SADRŽAJ UVOD

POGLAVLJE I. DINAMIKA NISKIH TEMPERATURA

STUDIJE

POGLAVLJE II. TEORIJSKI OKVIR ZA OPIS PROCESA

SISTEMI ČVRSTOG STANJA I PRIČISTA SA

NISKE TEMPERATURE

2.1. Standardni model dvostepenih sistema

2.1.1. Osnovne odredbe modeli

2.1.2. Parametri dvostepenih sistema

2.1.3. Zakoni distribucije DOS-a prema internim parametrima

2.2. Stohastički model slučajnog skoka

2.2.1. Osnovni principi stohastičkog modela nekoreliranih slučajnih skokova

2.2.2. Interakcija centra nečistoća sa TLS-om

2.2.3. Prostorne i orijentacijske distribucije DLS-a

2.3. Modificirana teorija FE u staklima s niskotemperaturnim nečistoćama

2.3.1. Osnovni principi modifikovanog modela PV u niskotemperaturnim staklima

2.3.2. Slučaj dvopulsnog fotonskog eha

2.3.3. Poređenje sa standardnom teorijom fotonskog eha

2.3.4. Rezultati modificirane teorije fotonskog eha i njihova rasprava: ovisnost krivulja raspadanja o minimalnoj udaljenosti između hromofora i sistema na dva nivoa

2.4. Model mekih potencijala i njegova primjena za opisivanje optičkog defaziranja u amorfnim sistemima nečistoća

2.4.1. Osnovni principi modela mekog potencijala

2.4.2. Osnovne relacije koje opisuju optičko defaziranje u modelu mekog potencijala

2.5. Ključni nalazi iz poglavlja II

POGLAVLJE III. PHOTON ECHO METODA I NJEGOVE MOGUĆNOSTI SA

ISTRAŽIVANJE SPEKTRALNIH PROCESA

DINAMIKA U ČVRSTIM STANJEM NEČISTA

POREMEĆENA OKRUŽENJA

3.1. Fotonski eho

3.1.1. Opšti principi

3.1.2. Emisija iz koherentnog ansambla hromofornih molekula.

3.1.3. Bloch-Feynman vektorski model.

3.1.4. Glavna ideja FE metode

3.2. Dvo- i tropulsni fotonski eho

3.3. Akumulirani fotonski eho

3.4. Nekoherentni fotonski eho

3.5. Zaključci o poglavlju III

-3 POGLAVLJE IV. EKSPERIMENTALNE OSNOVE SPEKTROSKOPIJE

CENTAR ZA IMURITY SA ELIMINACIJOM

PROSJEČENJE VREMENA I ANSAMBLA

4.1. Fotonski eho i njegova primjena za proučavanje dinamike neuređenih čvrstih tijela

4.1.1. Dvostruki impulsni fotonski eho

4.1.2. Tropulsni fotonski eho

4.1.3. Nekoherentni fotonski eho

4.2. Eksperimentalna tehnika fotonskog eha i tehnika mjerenja 4.2.1. Laserski sistem za generisanje nekoherentnih fotonaponskih signala

4.2.2. Laserski sistem za generisanje pikosekundnih impulsa

4.2.3. Eksperimentalne postavke fotonskog eha

4.2.4. Tehnika mjerenja

4.2.5. Postupak pripreme uzorka

4.3. Eksperimentalne tehnike i tehnike mjerenja spektroskopije jedne molekule

4.3.1. Primjena jednomolekulske spektroskopije za proučavanje dinamike neuređenih čvrstih tijela

4.3.2. Registracija spektra pojedinačnih molekula u naočalama na niske temperature Oh

4.3.3. Eksperimentalna postavka za snimanje spektra pojedinačnih molekula

4.3.4. Postupak pripreme uzorka

4.3.5. Osobenosti snimanja spektra pojedinačnih molekula u nečistoćama

4.4. Poglavlje 4 Zaključci

POGLAVLJE V. ISTRAŽIVANJE OPTIČKOG DEFAZA U

NEČISTOĆA ORGANSKIH ČAŠA I

POLIMERI PHOTONOM EKHO METODOM U

ŠIROKI OPIS NISKIH TEMPERATURA

5.1. Poređenje podataka dobijenih NFE metodom sa podacima dobijenim 2FE metodom

5.2. Analiza NPE podataka za resorufin u d- i d6etanolu

5.2.1. Analiza doprinosa spektralne difuzije

5.2.2. Analiza doprinosa optičkom defaziranju zbog interakcije sa LFM

5.2.3. Efekat deuteracije

5.2.4. Zaključci iz analize podataka za p/d-e i p/d6-e

5.3. Istraživanje korištenjem NPE i 2PE metoda

5.3.1. Opšti pregled eksperimentalnih rezultata dobijenih NPE i 2PE metodama za šest neuređenih sistema nečistoća

5.3.2. Analiza podataka za niske temperature

5.3.3. Modelski proračuni temperaturne zavisnosti u okviru modifikovane teorije FE u niskotemperaturnim staklima................................. ... 5.3.4. Analiza podataka za područje srednje temperature

5.4. Analiza visokotemperaturnih podataka uzimajući u obzir spektar niskofrekventnih čestica.......... 5.5. Analiza podataka korištenjem modela mekog potencijala................. kada se analiziraju podaci u okviru MP modela

5.5.2. Rezultati modelskih proračuna i njihova usporedba s eksperimentom 5.6. Zaključci o poglavlju V

POGLAVLJE VI. ISTRAŽIVANJA DINAMIKA NEČISTOĆA

METODA ORGANSKIH POLIMERA

SPEKTROSKOPIJA POJEDINAČNIH MOLEKULA

6.1. Opis spektra pojedinačnih molekula koristeći koncept raspodjele momenta

6.2. Rezultati mjerenja spektra pojedinačnih TBT molekula u amorfnom poliizobutilenu pri T = 2 K

6.2.1. Primjeri OM spektra i njihova vremenska evolucija

6.2.2. Vremensko ponašanje spektra pojedinačnih molekula, u skladu sa TLS modelom

6.3. Modelski proračuni spektra pojedinačnih molekula

6.3.1. Algoritam za izračunavanje spektra jednog molekula

6.3.2. Izbor parametara modela

6.3.3. Doprinos bliskog i dalekog TLS-a OM spektru

6.4. Pojam momenata i karakteristike metodologije za poređenje eksperimentalnih i teorijskih rezultata

6.5. Usporedba rezultata modelskih proračuna i eksperimentalnih podataka o raspodjeli momenata i širina linija OM spektra....... 6.5.1. Analiza raspodjele momenata spektralnih linija OM

6.5.2. Disperzija konstante interakcije TLS-hromofora i minimalne udaljenosti između centra nečistoće i TLS-a

6.6. Spektri pojedinačnih molekula u niskotemperaturnim staklima i Levyjeva statistika

6.7. Raspodjela širina spektralnih pikova i doprinos kvazi-lokalnih niskofrekventnih vibracionih modova širenju OM spektra

6.8. Statistička analiza multipletne strukture spektra pojedinačnih molekula

6.9. Karakteristične prostorne zone interakcije dvostepenih sistema sa jednim molekulom

6.10. Usporedba podataka dobivenih spektroskopijom jedne molekule i fotonskim ehoom

6.11. Zaključci o poglavlju VI

ZAKLJUČAK

LIST SLIKE I TABELE

LISTA FORMULA

LISTA KORIŠTENE REFERENCE

ZAHVALNICA

Anotacija. Razvijen je novi pristup proučavanju neuređenih molekularnih medija u čvrstom stanju i sprovedena su sistematska eksperimentalna i teorijska istraživanja dinamike amorfnih organskih stakala i polimera u širokom opsegu niskih temperatura (0,35 – 100 K).

Razvijeni pristup zasniva se na dobijanju informacija o dinamici ispitivanog medija iz spektra molekula hromofora nečistoća unesenih u uzorak koji se proučava kao spektralna mikroskopska sonda, a zasniva se na sljedeća dva eksperimentalna principa: 1) korištenje metoda fotonskog eha za mjerenje vremena optičkog defaziranja molekula hromofora nečistoća u neuređenoj matrici kako bi se eliminisalo usrednjavanje vremena tokom eksperimenta. 2) detekcija velikog broja spektra jednostrukih hromofornih molekula nečistoća i naknadna statistička analiza izmerenih spektra. Razvijeni pristup omogućava dobivanje podataka koji odražavaju opća svojstva okoliša koji se proučava, a ne slučajnih parametara lokalnog okoliša, a istovremeno zadržava informacije o mikroskopskim parametrima okoliša. Njegova upotreba omogućava dobijanje informacija o dinamičkim pojavama u molekularnim medijima, neiskrivljenih usrednjavanjem, i na taj način eliminiše glavnu poteškoću postojećih mernih metoda za dijagnostikovanje neuređenih medija. Sistematska istraživanja procesa spektralne difuzije i optičkog defaziranja u amorfnim organskim staklima i polimerima sprovedena su uz pomoć razvijenog eksperimentalnog pristupa i poboljšanog teorijskog modela spektralne dinamike niskotemperaturnih stakala. Dobijene su nove informacije o spektralnoj dinamici amorfnih organskih medija u širokom rasponu niskih temperatura, što značajno proširuje nivo razumijevanja ovog fenomena.

Relevantnost Teme. Trenutno se materijali i polimeri u čvrstom stanju sve više koriste u svakodnevnom životu, tehnologiji i naučnim istraživanjima, uključujući takve obećavajuće materijale kao što su konjugirani polimeri, dendrimeri, širok spektar organskih stakala, amorfni poluvodiči i strukture na njihovoj osnovi, itd. Neuređeni organski mediji uključuju i većinu nanoobjekata i nanostruktura organske prirode, za koje je interesovanje u posljednje vrijeme naglo poraslo, budući da su jedan od glavnih elemenata nanotehnologija koje se brzo razvija u naše vrijeme. Pomenuti sistemi obuhvataju širok spektar bioloških sredina i struktura čije je proučavanje i korišćenje jedno od važnih oblasti savremene nauke i tehnologije. Neuređeni organski mediji su obećavajući objekti za stvaranje novih materijala i uređaja sa neobičnim svojstvima. Na primjer, trenutno je u toku intenzivan razvoj u oblasti molekularne mikroelektronike na bazi organskih materijala. Široka primena u praksi i potreba za stvaranjem novih materijala i struktura na bazi neuređenih organskih supstanci čine ga relevantnim za dubinsko proučavanje njihovih fundamentalnih svojstava. Većina ovih svojstava, kao što su termička, mehanička, električna, hemijska, optička, spektralna, itd., određena je unutrašnjom dinamikom materije. Stoga su proučavanja dinamičkih procesa u neuređenim molekularnim medijima veoma relevantna i važna kako za razvoj nauke o molekularnim čvrstim medijima tako i za razvoj novih tehnologija zasnovanih na razvoju i upotrebi organskih supstanci složene strukture.

Osnovni ciljevi rada na disertaciji. Do nedavno, glavna istraživanja u području dinamike čvrstih medija bila su usmjerena na proučavanje visoko uređenih kristalnih supstanci. Kao rezultat ovih istraživanja, mikroskopska priroda osnovnih elementarnih pobuda u kristalima je danas općenito poznata. Sasvim drugačija situacija javlja se s razumijevanjem osnova dinamike neuređenih čvrstih (posebno organskih) medija. Iako značajno, ovo područje ostaje otvoreno. Na primjer, jedan od najozbiljnijih problema u opisivanju svojstava neuređenih medija je nedostatak informacija o mikroskopskoj prirodi elementarnih niskofrekventnih pobuda u tim medijima. Teorija dinamičkih fenomena u neuređenim molekularnim medijima još nije razvijena, što omogućava da se opiše čitav niz dostupnih eksperimentalnih rezultata. Postojeći modeli imaju ograničen raspon primjenjivosti i u većini slučajeva su čisto fenomenološke prirode. Jedan od glavnih razloga za ovu okolnost je niska pogodnost tradicionalnih eksperimentalnih metoda za dobivanje informacija o svojstvima neuređenih čvrstih medija. To se objašnjava značajnom disperzijom lokalnih parametara takvih medija, zbog čega tradicionalne metode daju samo visoko prosječne podatke o ispitivanoj tvari, što dovodi do značajnih izobličenja i gubitaka informacija. Osim toga, većina postojećih teorijskih pristupa opisivanju dinamike medija u čvrstom stanju razvijena je uglavnom za proučavanje kristala, a ovi pristupi su malo korisni za opisivanje neuređenih medija u kojima nema simetrije i reda u rasporedu medija. molekule. Stoga je, da bi se postigao značajan napredak u našem razumijevanju osnovnih dinamičkih pojava u neuređenim organskim medijima, bilo potrebno razviti fundamentalno nove metode za eksperimentalno proučavanje dinamičkih pojava u tim medijima, koje bi trebalo značajno povećati obim dobijenih informacija i eliminisati njegove distorzije. Također je bilo potrebno razviti nove pristupe u teorijskom opisu dinamike neuređenih čvrstih medija.

Priroda dinamičkih procesa u neuređenim medijima značajno ovisi o temperaturi. Prema dostupnim eksperimentalnim podacima i predloženim modelima u T

U takvim slučajevima više nije moguće opisati dinamiku neuređenih sistema čvrstog stanja jezikom elementarnih energetskih pobuda.

Do početka ovog rada proveden je veliki broj istraživanja dinamike niskih temperatura neuređenih medija neorganske i organske prirode. Glavni dio istraživanja bio je posvećen proučavanju parametara i prirode tunelskih dvostepenih sistema na T.

Provedene studije su pokazale da se parametri koji opisuju dinamičke procese u organskim medijima mogu značajno razlikovati od odgovarajućih parametara za anorganske medije. Uzimajući u obzir potrebu proširenja znanja o dinamici složenih neuređenih čvrstih sistema i važnost proučavanja svojstava organskih supstanci, odlučeno je da se ovaj rad posveti proučavanju dinamike organskih neuređenih supstanci (stakla, polimera). Glavni napori bili su usmjereni na proučavanje prirode i parametara malo proučenih niskofrekventnih kvazilokalnih vibracionih modova u ovim supstancama. Za dobijanje informacija o unutrašnjoj dinamici ispitivane sredine korišćena je metoda spektroskopije centara nečistoća. U ovom slučaju radilo se o hromofornim molekulima koji apsorbuju svetlost u odabranom spektralnom opsegu i uvedeni su u proučavani medij, koji je u tom opsegu providan, kao spektralne sonde. Efikasnost ove metode, kao što je poznato, objašnjava se činjenicom da su optički spektri molekula nečistoća izuzetno osjetljivi na parametre svog okruženja i sadrže informacije o lokalnoj dinamici medija.

Za proučavanje ultrabrze dinamike svojstvene kvazi-lokalnim vibracionim modovima i brzim prijelazima u sistemima na dva nivoa, bilo je potrebno prije svega eliminirati vremensko usrednjavanje pri mjerenju optičkih spektra molekula nečistoća i značajno proširiti temperaturni raspon mjerenja. Pored toga, bilo je neophodno eliminisati usrednjavanje preko ansambla molekula nečistoća. Stoga su kao radne metode odabrane metoda fotonskog eha i metoda spektroskopije jedne molekule. Međutim, ove metode su malo korištene za proučavanje dinamike neuređenih organskih medija i zahtijevaju značajno poboljšanje.

Gore navedeno objašnjava izbor glavnih ciljeva disertacije, koji se mogu formulirati na sljedeći način:

1. Razvoj i unapređenje metoda za eksperimentalno proučavanje dinamičkih procesa u neuređenim čvrstim medijima, omogućavajući: a) da se isključi ansambl i vremensko usrednjavanje dobijenih podataka svojstveno tradicionalnim metodama, b) da se značajno proširi temperaturni opseg istraživanja.

2. Sprovođenje sistematskih eksperimentalnih studija dinamičkih pojava u posebno odabranim nečistoćama neuređenim organskim čvrstim sistemima u širokom opsegu niskih temperatura (T

Za to je bilo potrebno razviti sljedeće eksperimentalne metode i teorijske modele:

Razviti metodu fotonskog eha za merenje vremena optičkog defaziranja u nečistoćama organsko neuređenih sistema, kako bi se eliminisalo vremensko usrednjavanje tokom merenja i značajno povećala vremenska rezolucija metode, kako bi se značajno proširio temperaturni opseg merenja.

Razviti metodu spektroskopije jedne molekule za proučavanje dinamike neuređenih organskih medija u čvrstom stanju tako da je moguće dobiti opće informacije o svojstvima procesa koji se proučavaju, sadržane u pojedinačnim spektrima molekula hromofora nečistoća.

Poboljšati postojeći model optičkog defaziranja u staklima nečistoća kako bi se proširio opseg njegove primjene.

Naučna novina. Svi rezultati dobijeni u radu su novi, a razvijene metode i pristupi originalni.

Glavni rezultati Rad je predstavljen u zaključku.

Autorski doprinos. Glavna istraživanja sprovedena su u Institutu za spektroskopiju Ruske akademije nauka primenom metoda koje je razvio autor, na eksperimentalnoj postavci kreiranoj pod njegovim rukovodstvom i uz njegovo direktno učešće.

Dio eksperimenata, koji uključuje eksperimente s dvostrukim impulsnim fotonskim ehoom na temperaturama ispod 4 K i eksperimente na spektroskopiji jedne molekule, izveden je na Sveučilištu u Bayreuthu (Njemačka) na inicijativu autora i uz učešće njemačkog kolege. U ovom slučaju, postavljanje zadataka vršio je lično autor, a analizu dobijenih rezultata on ili pod njegovim rukovodstvom.

Formulacija svih problema, sa izuzetkom komparativnog proučavanja dva sistema nečistoća: terilena u polietilenu i tetra-terc butil terilena u poliizobutilenu, izvršena je metodom fotonskog eha i spektroskopije jedne molekule, koje je predložio R.I. Personov. od strane autora.

Sve eksperimente, interpretaciju, obradu i teorijsku analizu rezultata autor je izvodio samostalno ili pod njegovim vodstvom i uz aktivno učešće.

U različitim fazama rada u istraživanju su učestvovali zaposleni u Laboratoriji za elektronske spektre molekula Instituta za spektroskopiju Ruske akademije nauka, profesor R.I. Personov, mlađi istraživač N.V. Gruzdev, dr.

M.A. Kolchenko, Ph.D. A.V. Naumov, student Katedre za kvantnu optiku, MIPT A.V. Deev, profesori D. Haarer i L. Kador i diplomirani studenti S. J. Zilker i M. Bauer sa Univerziteta u Bayreuthu (Njemačka), kao i dr. Eli Barkai (E. Barkai) sa Massachusetts Institute of Technology (SAD). Autor svima njima izražava iskrenu zahvalnost.

Praktični značaj rad.

Razvijena je tehnika i izgrađena eksperimentalna postavka za dijagnosticiranje ultrabrzih procesa širenja spektralnih linija u nečistoćama u čvrstom stanju u širokom temperaturnom opsegu metodom nekoherentne fotonske eho. Tehnika se zasniva na upotrebi širokopojasnog lasera kao izvora svetlosti šuma i ne zahteva upotrebu složenih i skupih femtosekundnih lasera. Razvijena tehnika omogućava mjerenje vremena optičkog defaziranja sa vremenskom rezolucijom bliskom maksimalnoj (do 25-30 fs) u širokom rasponu nečistoća organskih tvari i dobivanje informacija o procesima spektralne difuzije u vremenskom rasponu nanosekunde.

Predložena je tehnika za identifikaciju složene multipletne strukture spektra pojedinačnih molekula u amorfnim medijima i određivanje njihove pripadnosti različitim molekulima detekcijom i analizom vremenske istorije takvih spektra. Razvijena tehnika značajno proširuje mogućnosti jednomolekulske spektroskopije pri proučavanju spektralne dinamike sistema amorfnih nečistoća na niskim temperaturama.

Predložena je tehnika za kvantitativni opis složenog oblika spektra pojedinačnih molekula u molekularnim sistemima nečistoća i njihovu statističku analizu zasnovanu na konceptu momenata i kumulanti. Tehnika omogućava da se dobiju informacije o opštim dinamičkim svojstvima sistema koji se proučava, a koje su sadržane u pojedinačnoj strukturi takvih spektra, a da se istovremeno, tokom njihove analize, zadrže informacije o parametrima neposrednog okruženja. molekula nečistoća.

Osnovni naučni principi dostavljeno na odbranu:

Novi naučni pravac je spektroskopija dinamičkih procesa u neuređenim molekularnim čvrstim sistemima sa eliminacijom vremenskog usrednjavanja i usrednjavanja preko ansambla molekula nečistoća.

Metodologija za proučavanje procesa optičkog defaziranja i spektralne difuzije u organskim staklima i polimerima nečistoća u širokom rasponu niskih temperatura.

Novi pristup proučavanju dinamike neuređenih molekularnih sistema u čvrstom stanju, zasnovan na snimanju spektra velikog broja pojedinačnih hromofornih molekula i njihovoj naknadnoj analizi.

Razdvajanje doprinosa dva različita mehanizma formiranju spektra hromofornih molekula u amorfnim medijima na niskim temperaturama: doprinos tunelskih dvostepenih sistema i doprinos niskofrekventnih kvazi-lokalnih vibracionih modova neuređene matrice.

Nove mikroskopske informacije o spektralnoj dinamici proučavanih amorfnih sistema nečistoća, neiskrivljene usrednjavanjem ansambla i odražavaju opšta svojstva sistema koji se proučavaju.

Dobivanje novih informacija o distribucijama frekventnih pomaka, generalizovanoj širini, asimetriji i „šiljastosti“ spektra pojedinačnih molekula nečistoća u amorfnoj matrici primesnog polimera na niskim temperaturama analizom spektra korišćenjem momenata distribucija.

Detekcija nanosekundne spektralne difuzije u matrici amorfnog stakla i određivanje njene temperaturne zavisnosti.

Eksperimentalna potvrda primenljivosti modela mekog potencijala za opisivanje procesa širenja homogene nul-fononske linije Detekcija i proučavanje efekata deuteracije u C2H5 grupi smrznutog etanola.

Eksperimentalna procjena minimalne udaljenosti između sistema na dva nivoa i hromofornih molekula u amorfnim polimerima nečistoća iz podataka o fotonskom ehu i spektroskopiji pojedinačnih molekula na niskim temperaturama.

Procjena efektivnog doprinosa niskofrekventnih kvazi-lokalnih vibracionih modova ukupnoj širini linije u spektrima pojedinačnih hromofornih molekula u amorfnom polimeru na nekoliko niskih temperatura.

Detekcija disperzije vremena optičkog defaziranja u nizu neuređenih sistema nečistoća na niskim temperaturama.

Eksperimentalna potvrda primjenjivosti Levyjeve statistike za opisivanje raspodjele prvog i drugog kumulanta niskotemperaturnih spektra pojedinačnih molekula nečistoća u polimernoj amorfnoj matrici.

Provjera rada. Glavni rezultati rada sistematski su predstavljeni na sveruskim i međunarodnim konferencijama:

2. Međunarodna konferencija: "Laser M2P" (Grenoble, Francuska, 1991); XIV Međunarodna konferencija o koherentnoj i nelinearnoj optici (Lenjingrad, Rusija, 1991); 2. međunarodni simpozijum “Persistent Spectral Hole Burning: Science and Applications” (Monterey, Kalifornija, SAD, 1991); 3. međunarodni simpozijum “Spektralno sagorevanje rupa i sužavanje luminescencionih linija: nauka i primena” (Ascona, Švajcarska, 1992); 4. međunarodni simpozijum: “Spektralno sagorevanje rupa i srodne spektroskopije: nauka i primena” (Tokio, Japan, 1994); Austrijsko-izraelsko-njemački simpozijum: “Dinamički procesi u kondenzovanim molekularnim sistemima” (Baden, Austrija, 1995); 54. međunarodni simpozijum:

1995); 5. međunarodni simpozijum: “Izgaranje rupa i srodne spektroskopije: nauka i primjena” (Brainerd, Minnesota, SAD, 1996); 8. Međunarodna konferencija: “Nekonvencionalni fotoaktivni sistemi” (Nara, Japan, 1997); 11. međunarodna konferencija: “Dinamički procesi u pobuđenim stanjima čvrstih tijela” (Austrija, Mittelberg, 1997.); 6. međunarodni simpozijum: “Spaljivanje rupa i srodne spektroskopije: nauka i primjena” (Khortin, Bordeaux, Francuska, 1999.); 7. međunarodni simpozijum: “Izgaranje rupa i srodne spektroskopije: nauka i primjena” (Taipei, Tajvan, 2001); XXII Sveruski kongres o spektroskopiji (Zvenigorod, Moskovska oblast, Rusija, 2001); IX Međunarodna konferencija o kvantnoj optici (Minsk, Bjelorusija, 2002); Međunarodna konferencija: “Luminescencija i optička spektroskopija kondenzovane materije” (Budimpešta, Mađarska, 2002); 8. međunarodni simpozijum: “Izgaranje rupa i srodne spektroskopije: nauka i primjena” (Bozeman, Montana, SAD, 2003); 14. međunarodna konferencija: “Dinamički procesi u pobuđenim stanjima čvrstih tijela” (Christchurch, Novi Zeland, 2003); X-ta međunarodna konferencija o kvantnoj optici (Minsk, Bjelorusija 2004); VIII njemačko-ruski seminar: “Tačkasti defekti u izolatorima i centrima dubokog nivoa u poluprovodnicima” (Sankt Peterburg, Rusija, 2003); XI. Međunarodna konferencija: “Rasipanje fonona u kondenzovanoj materiji” (Sankt Peterburg, Rusija, 2004); Međunarodna konferencija posvećena sjećanju na R.I. Personova (Bayreuth, Njemačka, 2004).

Za razvoj metode jednomolekulske spektroskopije za proučavanje niskotemperaturne dinamike neuređenih čvrstih medija, autor je nagrađen Nagradom Prezidijuma Ruske akademije nauka po imenu akademika D.S. Roždestvenskog za izuzetna dostignuća u oblasti optike i spektroskopije za 2003.

Publikacije. Materijali disertacije su predstavljeni u 36 članaka u vodećim recenziranim domaćim i međunarodnim časopisima.

1. N.V. Gruždev, E.G. Sil"kis, V.D. Titov, Yu.G. Vainer, „Fotonska eho studija ultrabrzog defaziranja u amorfnim čvrstim materijama na širokoj temperaturi regija s nekoherentnim svjetlom” // J. de Phys. IV, Colloque.C7, dodatak J. de Phys. III, tom 1, str. C7-439 - C7-442, 1991.

2. N.V. Gruždev, E.G. Sil"kis, V.D. Titov i Yu.G. Vainer, „Ultrabrzo defaziranje resorufina u D-etanolnom staklu proučavano od 1,7 do 40K nekoherentnom fotonskom eho” // JOSA B, Vol.9, str.941-945, (1992).

3. N.V. Gruždev i Yu.G. Vainer, “Nanosekundna spektralna difuzija i optičko defaziranje u organskim staklima na širokoj temperaturi raspon: nekoherentna fotonska eho studija resorufina u D- i D6-etanolu” // J. Lumin., Vol.56, str.181-196, (1993).

4. Yu.G. Weiner, N.V. Gruzdev, “Dinamika organskih amorfnih medija na niskim temperaturama: Studije resorufina u d- i d6-etanolu na 1,7-35 K metodom nekoherentne fotonske eho. I. Eksperiment. Glavni rezultati” // Optika i spektroskopija, sveska 76, broj 2, str. 252 - 258 (1994).

5. Yu.G. Weiner, N.V. Gruzdev, “Dinamika organskih amorfnih medija na niskim temperaturama: Studije resorufina u d- i d6-etanolu na 1,7-35 K metodom nekoherentne fotonske eho. II. Analiza rezultata” // Optika i spektroskopija, sveska 76, br.2, str. 259 - 269 (1994).

6. Yu.G. Weiner, R.I. Personov, „Fotonski odjek u amorfnim medijima u uslovima značajne disperzije ujednačenih širina linija nečistoća” // Optika i spektroskopija, tom 79, br. 5, str. 824 - 832 (1995).

7. Yu.G. Vainer, T.V. Plakhotnik i R.I. Personov, „Defaziranje i difuzione širine linija u spektru dopiranih amorfnih čvrstih materija:

poređenje fotonskog eha i podataka spektroskopije jedne molekule za terilen u polietilenu” // Chem. Phys., vol. 209, pp. 101-110, (1996).

8. Yu.G. Vainer, R.I. Personov, S. Zilker i D. Haarer, „Doprinosi različitih mehanizama proširenja linija u fotonskim odjecima i spektri pojedinačnih molekula u amorfnim čvrstim tvarima” // Mol. Kriste. Liq. Cryst., vol.291, str.51-56, (1996).

9. S.J. Zilker, Yu. G. Vainer, D. Haarer, “Mehanizmi proširenja linija u spektru organskih amorfnih čvrstih materija: studija fotonskog eha terilen u poliizobutilenu na temperaturama ispod kelvina” // Chem.

10. S.J. Zilker, D. Haarer, Yu.G. Vainer, R.I. Personov, „Proširenje hromofora u amorfnim čvrstim materijama zavisno od temperature:

razlike između spektroskopije jedne molekule i rezultata fotonskog eha” // J.

Lumin., v.76/77, str.157-160, (1998).

11. S.J. Zilker, D. Haarer, Yu.G. Vainer, A.V. Deev, V.A. Kol`chenko i R.I. Personov, „Brzo defaziranje u naočarima izazvano tuneliranjem stanja i lokalni modusi” // Mol.

Kriste. Liq. Cryst., v.314, str.143-148, (1998).

12. S.J. Zilker, J. Friebel, D. Haarer, Yu.G. Vainer, R.I. Personov, “Istraživanje mehanizama proširenja linija pri niskim temperaturama u organskoj amorfne čvrste tvari fotonskom ehoom, spaljivanjem rupa i spektroskopijom pojedinačnih molekula” // Chem. Phys. Lett., v.289, str.553–558, (1998).

13. S.J. Zilker, L. Kador, J. Friebel, Yu.G. Vainer, M.A. Kol'chenko, R.I. Personov, „Poređenje fotonskog eha, sagorevanja rupa i pojedinačnih“Podaci molekularne spektroskopije o niskotemperaturnoj dinamici organskih amorfnih čvrstih tvari” // J. Chem.

Phys., v.109, br.16, str.6780–6790, (1998).

14. Yu.G. Vainer, M.A. Kol"chenko, A.V. Naumov, R.I. Personov, S.J. Zilker, "Fotonski odjeci u dopiranim organskim amortoznim sistemima u širokom(0,35–100K) temperaturni raspon” // J. Lumin., v.86, br.3&4, str.265–272 (2000).

15. A.V. Naumov, Yu.G. Vainer, S. J. Zilker, “Neeksponencijalni dvopulsni fotonski eho raspad u amorfnim čvrstim materijama na niskim temperaturama” // J. Lumin., v.86, br.3&4, str.273–278 (2000).

16. Yu.G. Weiner, M.A. Kolchenko, R.I. Personov, “Model mekih potencijala i uniformne širine spektralnih linija centara nečistoća u molekularnim amorfnim medijima” // Časopis za eksperimentalnu i teorijsku fiziku, v. 119, broj 4, str. 738-748, (2001).

17. A.V. Naumov, Yu.G. Vainer, M. Bauer, S. Zilker, L. Kador, “Distribucije momenata spektralnih linija jedne molekule i dinamika amorfnih čvrstih materija” // Phys. Rev. B, v.63, str.212302(1–4) (2001).

18. A.V. Naumov, Yu.G. Vainer, M. Bauer, L. Kador, “Momenti jednomolekulskog spektra u niskotemperaturnim staklima: mjerenja i model proračuna” // J. Chem. Phys., v.116, br.18, str.8132-8138 (2002).

19. Yu.G. Vainer, M.A. Kol"čenko, A.V. Naumov, R.I. Personov, S.J. Zilker, D.

Haarer, “Optičko defaziranje u dopiranim organskim staklima u širokom (0,35-100K) temperaturnom rasponu: čvrsti toluen dopiran Zn-oktaetilporfinom” // J. Chem. Phys., 20. A.V. Naumov, Yu.G. Vainer, “Minimalna udaljenost između hromofora i sistema na dva nivoa u amorfnim čvrstim materijama: uticaj na fotonski eho i podatke spektroskopije pojedinačnih molekula” // J. Lumin., v.98, br.1&4, str.63–74 (2002).

21. M.A. Kol"chenko, Yu.G. Vainer, R.I. Personov, "Optičko defaziranje u polimerima i model mekog potencijala: Analiza fotonskog eha u dopiranom PMMA” // J. Lumin., v.98, br.1&4, str.375–382 (2002).

22. Yu.G. Weiner, M.A. Kolchenko, A.V. Naumov, R.I. Personov, S.J. Zilker, “Optičko defaziranje u čvrstom toluenu aktiviranom cink oktaetilporfinom” // Fizika čvrstog stanja, sveska 45, br. 2, ss. 215-221, (2003).

23. A.V. Naumov, Yu.G. Vainer, „Modificirani model fotonskih odjeka u naočalama s niskom temperaturom: Efekat minimalne udaljenosti između dva nivoa sistemi i hromofor“// J. Phys. Chem. B, v.107, str. 2054-2060, (2003).

24. Yu.G. Weiner, A.V. Naumov, M. Bauer, L. Kador, “Dinamika amorfnih polimera na niskim temperaturama i vremenska evolucija spektra pojedinačnih molekula nečistoća. I. Eksperiment” // Optika i spektroskopija, sveska 94, broj 6, str. 926-935.

25. Yu.G. Weiner, A.V. Naumov, M. Bauer, L. Kador, “Dinamika amorfnih polimera na niskim temperaturama i vremenska evolucija spektra pojedinačnih molekula nečistoća. II. Modelski proračuni i analiza rezultata” // Optika i spektroskopija, Vol 94, broj 6, str. 936-948.

26. M. Bauer, L. Kador, A.V. Naumov, Yu.G. Vainer, “Termička aktivacija sistema na dva nivoa u polimernom staklu prema proučavanju spektroskopija jedne molekule“ // J. Chem. Phys., v. 119, br. 7, str. 3836- (2003).

27. E. Barkai, A.V. Naumov, Yu.G. Vainer, M. Bauer, L. Kador, “Lvy statistika za slučajne oblike linija jedne molekule u čaši” // Phys. Rev.

Lett., v. 91, br. 7, str. 075502 (1-4) (2003).

28. A.V. Naumov, Yu.G. Vainer, M. Bauer, L. Kador, “Dinamika dopiranog polimera na temperaturama gdje je dvostepeni sistemski model naočale ne uspijevaju: proučavanje spektroskopijom jedne molekule” // J. Chem.

Phys. Vol. 119, br. 12, str. 6296-6301 (2003).

29. E.J. Barkai, Yu.G. Vainer, L. Kador, R.J. Silbey, L "evy distribucija kumulansa u obliku linije jedne molekule u naočalama // Abstracts of radovi američkih 30. E. Barkai, A.V. Naumov, Yu.G. Vainer, M. Bauer, L. Kador, “Eksperimentalni dokazi za Levyjevu statistiku u spektroskopiji jedne molekule u staklu niske temperature: manifestacija interakcija dugog dometa” // J. Lumin., vol. 107, br. 1-4, str. 21-31 (2004).

31. Yu.G. Vainer, A.V. Naumov, M. Bauer, L. Kador, “Dinamika amorfnih polimera u temperaturnom području 2 – 7 K gdje je standard model niskotemperaturnih naočala počinje da propada: studije spektroskopijom jedne molekule i poređenje sa podacima fotonskog eha” // J. Lumin., vol.

107, br. 1-4, str. 287-297 (2004).

32. Yu.G. Weiner, “Spektroskopija jedne molekule i dinamika neuređenog čvrste materije” // Advances in Physical Sciences, Volume 174, No. 6, pp. 679-683 (2004).

33. Yu.G. Vainer, A.V. Naumov, M. Bauer, L. Kador, “Kvazi-lokalizirani niskofrekventni vibracioni modovi neuređenih čvrstih tijela. I. Study by fotonski eho” // Phys. Stat. Sol. B, v.241, br. 15, str.3480-3486 (2004).

34. A.V. Naumov, Yu.G. Vainer, M. Bauer, L. Kador, “Kvazi-lokalizirani niskofrekventni vibracioni modovi neuređenih čvrstih tijela. II.

Studija spektroskopijom jedne molekule” // Phys. Stat. Sol. B, v. 241, br. 15, str. 3487-3492 (2004).

35. Yu.G. Weiner, A.V. Naumov, M. Bauer, L. Kador, E. Barkai, “Statistička analiza spektra pojedinačnih molekula nečistoća i dinamika neuređenih čvrstih materija. I. Raspodjele širina, momenata i kumulanti” // Optika i spektroskopija, Vol 98, broj 5, str. 806-813 (2005).

36. Yu.G. Weiner, A.V. Naumov, “Statistička analiza spektra pojedinačnih molekula nečistoća i dinamike neuređenih čvrstih materija. II. Manifestacija interakcije dvoslojnih sistema sa molekulama nečistoća u zavisnosti od udaljenosti između njih” // Optika i spektroskopija, tom 98, br.5, str. 814-819 (2005).

DINAMIKA NISKIH TEMPERATURA

NEUREĐENE ČVRSTE TIJEKE I METODE ZA NJEGOVO

STUDIJE

Čvrste tvari neuređene mikrostrukture - kristali s velikim brojem lokalnih defekata i nečistoća, amorfni mediji (uključujući stakla)*, prirodni polimeri, biološki mediji itd. su rasprostranjeni u prirodi i koriste se od davnina. Trenutno se u tehnici i svakodnevnom životu široko koriste i brojni umjetni materijali neuređene mikrostrukture - razne plastike i stakla, staklokristalni materijali (keramika, staklokeramika, glazure), amorfni metali i legure, amorfni poluvodiči i mnogi drugi. Nedavno se pojavila široka klasa čvrstih objekata sa potpuno novim tipom neuređene unutrašnje strukture. To su takozvani nanoobjekti (nanosfere, nanocijevi, nanožice, razni klasteri, itd.), koji se proizvode po novim tehnologijama. Dimenzije takvih objekata kreću se od nekoliko do stotina nanometara. Nanoobjekti imaju niz neobičnih karakteristika, što omogućava stvaranje temeljno novih materijala i uređaja na temelju njih. Nanoobjekti sa neuređenom unutrašnjom strukturom obuhvataju široku klasu bioloških struktura mikroskopskih veličina, na primer, razne molekularne objekte koji funkcionišu unutar ćelija (tzv. biofabrike ili biomašine) i mnoge druge.U normalnim uslovima većina bioloških medija nije čvrsta. supstance. Na niskim temperaturama, na kojima su takvi mediji i objekti često pogodniji za proučavanje, oni su, po pravilu, mediji u čvrstom stanju.

Imajte na umu da je staklo ili staklena supstanca u fizici metastabilno stanje amorfne supstance dobijeno brzim smrzavanjem tečnosti do temperature pri kojoj viskozitet naglo raste (do 1013 ili više poisa), što dovodi do očuvanja nereda u rasporedu atoma ili molekula. U ovom radu, radi sažetosti, naočale će se često nazivati ​​bilo kojim neuređenim čvrstim materijalima, kao što je uobičajeno u stručnoj literaturi.

Zbog svojstava supstanci neuređene strukture, nemoguće je postići značajan napredak u razvoju novih uređaja i materijala na njihovoj osnovi, kao i u razvoju biologije i medicine. Rastuće interesovanje za proučavanje supstanci sa složenijom unutrašnjom strukturom nego u slučaju kristala objašnjava se ne samo sve većim potrebama prakse, već i razvojem same fizičke nauke i značajnim povećanjem njenih metodoloških mogućnosti.

Jedan od temeljnih pravaca u fizici neuređenih čvrstih medija je proučavanje dinamičkih procesa u takvim medijima.

Ove studije pružaju informacije o različitim svojstvima čvrstih materija u vezi sa njihovom unutrašnjom dinamikom. To su različiti procesi apsorpcije, transformacije i prijenosa energije u čvrstim tvarima. Takvi dobro poznati procesi kao što su zagrijavanje uzorka i prijenos topline, širenje i apsorpcija zvuka, interakcija čvrstog medija sa vanjskim zračenjem i sami procesi zračenja koji nastaju u čvrstim medijima, kao i mnoge druge pojave su prvenstveno zbog unutrašnje dinamike medija. Teško je imenovati bilo koje svojstvo supstance koje ne bi bilo, u jednom ili drugom stepenu, povezano sa njenom unutrašnjom dinamikom. Čak i karakteristike kao što su tvrdoća, čvrstoća ili elastičnost, koje mogu izgledati čisto statične, ne mogu se objasniti bez uključivanja procesa povezanih s unutrašnjom dinamikom materije.

Sistematsko proučavanje dinamike neuređenih čvrstih medija počelo je relativno nedavno, početkom 70-ih godina 20. stoljeća. Prva istraživanja rađena su, najčešće, na niskim temperaturama (ispod nekoliko stepeni Kelvina), a tek su nedavno počela da se provode istraživanja ovih sredina na višim temperaturama, posebno u rasponu tzv. , koji uključuju temperature od nekoliko pa do nekoliko desetina stepeni Kelvina.

Već prva eksperimentalna istraživanja dinamičkih svojstava neuređenih čvrstih tijela na niskim temperaturama pokazala su da se ta svojstva oštro razlikuju od odgovarajućih svojstava kristala. Na primjer, otkriveno je da neuređene tvari pokazuju linearnu ovisnost specifičnog toplinskog kapaciteta i kvadratnu ovisnost toplinske provodljivosti o temperaturi, za razliku od kubične ovisnosti za obje karakteristike u kristalima (vidi, na primjer,). Kasnije su u studijama sprovedenim na vrlo niskim temperaturama otkrivene anomalije u apsorpciji ultrazvuka i elektromagnetnog zračenja, nelinearni efekti poput zasićenja apsorpcije i mnoge druge neobične pojave u ponašanju poremećenih supstanci (vidi npr. ispostavilo se da su ova anomalna svojstva univerzalne prirode i praktički nezavisna od specifičnog sastava i strukture supstance.Ova zapažanja jasno ukazuju da uočena anomalna svojstva neuređenih medija nisu uzrokovana specifičnom strukturom ispitivane supstance, već sama činjenica prisustva nereda u unutrašnjoj strukturi takvih medija.. Studije su takođe pokazale da je primena standardnih pristupa i metoda, koje je fizika godinama razvijala u proučavanju svojstava kristala, na proučavanje neuređenih supstanci. u većini slučajeva se pokaže neefikasnim ili nemogućim. To se objašnjava, prvo, činjenicom da tradicionalne metode eksperimentalne dijagnostike svojstava čvrstih supstanci daju prosjeke za različite parametre (vrijeme mjerenja, izmjereni volumen, svjetlosne frekvencije u spektralnom području). koji se proučavaju itd.) podaci. Kada se proučavaju kristali dobrog kvaliteta, ova okolnost obično nije od fundamentalnog značaja, jer takve supstance imaju visok stepen homogenosti. U slučaju nesređenih medija, pomenuto usrednjavanje dovodi do snažnog izobličenja dobijenih informacija. Drugo, pokušaji primjene postojećih teorijskih pristupa za opisivanje dinamičkog ponašanja atoma ili molekula u čvrstom tijelu u slučajevima kada nema reda i simetrije u rasporedu ovih objekata naišli su na ogromne poteškoće matematičke prirode. Postalo je jasno da je za postizanje napretka u proučavanju dinamičkih svojstava neuređenih medija potrebno razviti nove eksperimentalne metode za proučavanje čvrstih tijela, oslobođene inherentnih nedostataka postojećih metoda, te razviti nove pristupe teorijskom opisu. dinamike takvih medija. Rad u ovoj oblasti postao je jedno od aktuelnih oblasti eksperimentalne fizike krajem 20. i početkom 21. veka.

Unatoč činjenici da se s čisto matematičke točke gledišta, problem kvantitativnog opisivanja dinamičkih procesa u neuređenim medijima, koji imaju mnogo složeniju unutrašnju strukturu od kristala, činio praktično nerješivim, naporima istraživača je počeo pravi napredak. u ovom pravcu. Prvi koji je predložio fundamentalno novi pristup opisivanju dinamičkih svojstava neuređenih čvrstih tijela na niskim temperaturama bili su P.W. Anderson i koautori i, nezavisno, W.A. Philips, koji je 1971. iznio briljantnu ideju o mogućnosti opisivanja dinamiku neuređenih čvrstih tijela koristeći koncept elementarnih niskoenergetskih pobuda koji se široko koristi u fizici. Predloženi pristup zasniva se na osnovnoj ideji da u mediju o kojem se raspravlja, pored akustičnih fonona, postoje i lokalne elementarne niskoenergetske pobude specifične za takve medije - tunelski dvostepeni sistemi (TLS). Koristeći ovu pretpostavku, konstruirali su prilično jednostavan model dinamike neuređenih čvrstih medija na vrlo niskim temperaturama, koji se u literaturi naziva standardni TLS model. U ovom modelu, kompleksna potencijalna površina neuređenog medija je zamijenjena skupom lokalnih potencijala dvostrukih bunara, a slučajna priroda ove površine se svodi na raspodjelu parametara ovih potencijala. Dva nisko ležeća izolirana nivoa u takvom potencijalu su razdvojena barijerom, koja se savladava tuneliranjem emisijom ili apsorpcijom fonona. Prema predloženom modelu, prijelazi (skokovi) grupa atoma ili molekula između nižih nivoa u potencijalima dvostruke jame uzrok su pojave elementarnih niskoenergetskih pobuda na niskim fononima, pored akustičnih fonona, koji određuju dinamička svojstva. naručenih čvrstih medija na niskim temperaturama. U amorfnim materijalima na temperaturama ispod 1-2 K, gustina stanja TLS značajno premašuje gustinu stanja akustičnih fonona. Stoga su dinamičke karakteristike stakla na ovim temperaturama uglavnom određene TLS-om. Dakle, prema predloženom modelu, prisustvo TLS je glavni razlog za radikalnu razliku u niskotemperaturnim svojstvima stakala od svojstava kristala.

Standardni TLS model se pokazao vrlo univerzalnim; omogućava da se opiše većina onih koji su eksperimentalno uočeni na T

Amorfni materijali imaju niz univerzalnih specifičnih svojstava koja ih razlikuju od kristalnih supstanci čak i na temperaturama višim od 1-2 K. Takva svojstva, na primjer, uključuju: dodatni uz akustične fonone i TLS doprinos toplinskom kapacitetu na temperaturama od nekoliko do nekoliko desetina stepeni Kelvina, prisustvo platoa u temperaturnoj ovisnosti toplinske provodljivosti u području od 10 K, linearno smanjenje brzine zvuka s povećanjem temperature u području iznad nekoliko stepeni Kelvina, prisustvo takozvanog bozonskog vrha u niskofrekventnom ramanskom raspršenju svjetlosti (vidi, na primjer,) i niz drugih efekata ( vidi i monografije i reference tamo). Istovremeno se ispostavlja da je standardni TLS model nedovoljan da objasni i kvantitativno opiše spomenuta anomalna dinamička svojstva. Navedene činjenice, kao i rezultati istraživanja neelastičnog rasejanja neutrona u amorfnim materijalima, ukazuju da u ovim materijalima, pored fonona i TLS, postoje i druge niskoenergetske elementarne pobude. Za opis specifičnih svojstava amorfnih tvari u širem rasponu niskih temperatura od temperatura ispod Kelvinovih jedinica, predložen je model mekih potencijala (Karpov et al.).

Ovaj model također koristi koncept elementarnih niskofrekventnih pobuda, ali pokušava proširiti opseg modela.

Postoje još dva tipa kvazi-lokalnih niskoenergetskih elementarnih pobuda. Ove dodatne ekscitacije, po analogiji sa TLS, tumače se kao kretanja grupa atoma ili molekula u lokalnim minimumima potencijalne površine. To su kvazi-lokalni niskofrekventni harmonijski modovi (LFH), za koje se pretpostavlja da odgovaraju vibracionom kretanju grupa atoma ili molekula i koji se realizuju u potencijalima s jednom bušotinom, i relaksacionim sistemima u kojima, za razliku od TLS-ova, ne tuneliranje, ali termički inducirani prijelazi preko barijere javljaju se između dvije potencijalne rupe. Gustina NSM je blizu nule na niskim temperaturama i snažno raste s njegovim rastom. Prema modelu mekog potencijala, relaksacioni sistemi i NFM su ti koji su odgovorni za anomalne osobine amorfnih materijala pri T > 2-3 K. Potencijali u kojima se TLS, relaksacioni sistemi i NFM realizuju su „meki“, u osjećaj da ih vanjski stresovi lako pretvaraju jedno u drugo. Model mekog potencijala reproducira rezultate standardnog modela tuneliranja TLS na niskim temperaturama i istovremeno dobro opisuje mnoge pojave u naočarima na višim temperaturama (do desetina stepeni ili više).* Može se smatrati kao generalizacija TLS modela.

Uprkos očiglednom napretku u kvantitativni opis Dinamičkim fenomenima u neuređenim medijima, koji su se pojavili nakon pojave TLS modela i modela mekog potencijala, većina pitanja fundamentalne prirode u ovom pravcu ostaje otvorena. Prije svega, ova pitanja se tiču ​​mikroskopske prirode elementarnih pobuda u staklima i mehanizama dinamičkih procesa koji se odvijaju u takvim medijima. Oba modela su čisto fenomenološke prirode i nisu u stanju da odgovore na pitanja ove vrste. Štaviše, postoji čitav niz eksperimentalnih podataka o dinamici stakala na niskim i srednjim temperaturama, koje Napomena: Raspon temperature od 1-2 K do desetina stepeni Kelvina u literaturi u ovoj oblasti obično se naziva srednjim.

25 se ne može opisati u okviru ovih modela. Značajan problem je što razvijeni modeli ne dozvoljavaju uzimanje u obzir specifičnih mikroskopskih parametara okoline čak ni na fenomenološkom nivou. Najveće poteškoće nastaju u opisivanju dinamičkih svojstava neuređenih medija u srednjem temperaturnom opsegu. Ovo temperaturno područje je najmanje proučavano i ima vrlo malo eksperimentalnih informacija o dinamičkim procesima na ovim temperaturama. Konkretno, znamo mnogo manje o procesima koji uključuju NFM nego o pojavama povezanim sa učešćem TLS, iako se uloga NFM manifestuje u mnogo širem temperaturnom opsegu.

Navedeni problemi su fundamentalne prirode i utiču na temelje našeg razumijevanja dinamičkih svojstava niskotemperaturnih stakala.

Nedostatak dobre teorije uvelike koči dalji napredak u ovoj oblasti nauke i, ne manje važno, značajno otežava stvaranje novih materijala i uređaja na bazi neuređenih supstanci. Stoga su istraživanja usmjerena na dobivanje mikroskopskih informacija o dinamičkim pojavama u složenim neuređenim čvrstim medijima u području niskih, a posebno srednjih temperatura, te razvoj teorije u tom smjeru izuzetno važni i relevantni.

Jedna od prvih eksperimentalnih metoda koja je omogućila eliminaciju usrednjavanja pri mjerenju parametara amorfnih medija, koja je korištena za ovakva istraživanja, bila je metoda niskofrekventnog raspršivanja svjetlosti. Ova metoda omogućava da se iz niskofrekventnog spektra raspršenja monohromatskog svjetla u uzorku dobiju informacije o raspodjeli frekvencija niskoenergetskih pobuđivanja u neuređenom čvrstom mediju. One. Ova metoda eliminira usrednjavanje frekvencije niskofrekventnih pobuda.

Eksperimenti koji su ga koristili pokazali su prisustvo u staklima dodatnog (u odnosu na kristale) niskofrekventnog raspršivanja svjetlosti, nazvanog bozonski pik, što se pripisuje postojanju u takvim medijima, čak i na niskim temperaturama, niskoenergetskih pobuda pored fonona. . Kasnije je isti efekat otkriven u niskoenergetskim spektrima neelastičnog rasejanja neutrona, koji je takođe pokazao prisustvo dodatnog rasejanja u neuređenim medijima u odnosu na kristale. Uprkos brojnim studijama, priroda bozonskog vrha je još uvijek predmet rasprave. Poteškoće u tumačenju prirode pika bozona se u velikoj mjeri objašnjavaju činjenicom da metode neelastično niskofrekventnog raspršivanja neutrona i svjetlosti daju podatke koji su visoko prosječni u odnosu na niz drugih parametara (volumen uzorka, vrijeme mjerenja, itd.).

Jedna od efikasnih metoda za dobijanje informacija o svojstvima i strukturi čvrstih materija je optička spektroskopija centra nečistoća.

Ova metoda se temelji na detekciji i analizi optičkih spektra atoma, jona ili molekula (zvanih centri nečistoća) koji apsorbiraju svjetlost u rasponu zračenja odabranom za istraživanje i unose se u vrlo niskoj koncentraciji u medij koji se proučava (matriks) , transparentan u ovom opsegu, kao spektralna mikroskopska sonda. Optički spektri centara nečistoća (u nastavku ćemo razmatrati samo slučaj molekula nečistoća) svoj nastanak duguju elektronskim prijelazima u vanjskoj elektronskoj ljusci molekula i stoga su izuzetno osjetljivi na parametre bliskog okruženja. Oni sadrže važne informacije o dinamičkim procesima u mikroskopskom okruženju ovih molekula.

Posebno su osjetljive na parametre vanjskog okruženja uske nul-fononske spektralne linije molekula hromofora, čije se širine na niskim temperaturama porede sa širinom zračenja. Brze promjene konfiguracije u neposrednoj okolini hromofora i pobuđivanja fonona u ovom okruženju manifestiraju se u ravnomjernom širenju (optičkom defaziranju) spektralnih linija molekula nečistoća; sporijim procesima (na primjer, sporim prijelazima grupa atoma ili molekula u dvije sistemi nivoa) uzrokuju male promjene u frekvencijama pojedinih spektralnih prelaza – ovaj proces se naziva spektralna difuzija.

fundamentalne prednosti. To je praktična inercijalnost takvih sondi, koja omogućava praćenje brzih (do femtosekundi) procesa u mediju, mogućnost dobijanja informacija o svojstvima medija na mikroskopskom nivou, nizak stepen distorzionog uticaja na objekt koji se proučava, itd. Uprkos važnim prednostima, spektroskopija centara nečistoća se već dugi niz godina koristi uglavnom u proučavanju dobro uređenih kristalnih materijala. Upotreba klasičnih metoda spektroskopije centara nečistoća za proučavanje složenijih čvrstih struktura, a posebno amorfnih medija, naišla je na fundamentalnu poteškoću - lokalne nehomogenosti prisutne u neuređenim supstancama dovele su do efekta nehomogenog širenja spektra. Ovaj efekat nastaje zato što molekuli koji se nalaze u različitim lokalnim sredinama imaju različite rezonantne frekvencije elektronski prelazi, što dovodi do jakog zamućenja posmatranih spektra u frekvencijskoj skali. Ovo je prvi put pokazano za slučaj neorganske matrice u radu Szaboa, a u slučaju organske matrice u radu Personova et al. .

U kristalnim supstancama se često uočava nehomogeno širenje, što se objašnjava prisustvom mikrodefekta i nečistoća u mnogim stvarnim uzorcima. Utjecaj nehomogenog širenja posebno je jak na niskim temperaturama. Na primjer, na temperaturama tekućeg helijuma, veličina nehomogenog širenja u spektrima nečistoće organskih amorfnih supstanci može premašiti homogenu širinu nul-fononske linije za faktor 105 ili više. Očigledno, u prisustvu takvog proširenja, izuzetno je teško izvući korisne informacije o svojstvima medija koji se proučava na osnovu snimljenih spektra. Situacija se radikalno promijenila kasnih 70-ih - ranih 80-ih nakon pojave novih metoda selektivne laserske spektroskopije. Kromofori se u spektroskopiji obično nazivaju grupama atoma u molekulu odgovornim za apsorpciju zračenja od strane ove molekule u optičkom području spektra. U ovom radu, radi sažetosti, kao što je uobičajeno u relevantnoj literaturi, same ćemo apsorbirajuće molekule nazvati hromoforima.

28skopija, kao što je selektivno pobuđivanje spektra luminiscencije fine strukture (Personov, 1972.

) i izgaranje stabilnih spektralnih rupa (Personov, Kharlamov, 1974. i, nezavisno, Gorokhovsky, Kaarli, Rebane, 1974.). Prva metoda (u stranoj literaturi se zove sužavanje fluorescentne linije) zasniva se na selektivnom pobuđivanju, korištenjem monokromatskog laserskog zračenja, fluorescencije podskupine molekula nečistoća koje imaju frekvencije apsorpcije vrlo bliske frekvenciji uzbudljivog lasera. Kao rezultat takve selektivne ekscitacije, uočavaju se fino strukturirani spektri fluorescencije, uzrokovani sjajem pobuđenog podansambla hromofornih molekula. Dakle, metoda selektivne ekscitacije spektra luminiscencije fine strukture omogućava eliminaciju usrednjavanja po prirodnim frekvencijama ansambla hromofornih molekula. Prirodno, spektri fine strukture luminiscentnih molekula dobiveni na ovaj način nose znatno veću količinu informacija o spektralnoj dinamici u matrici koja se proučava nego spektri niske strukture koji nastaju pri korištenju tradicionalne metode pobuđivanje spektra korišćenjem širokopojasnih izvora svetlosti. Međutim, metoda pobuđivanja spektra luminiscencije fine strukture ima ozbiljan nedostatak: kada se eksperimentalno implementira, emisija fluorescencije iz nul-fononske linije praktično se poklapa po frekvenciji sa frekvencijom ekscitirajućeg zračenja. U ovom slučaju, odvajanje slabih fluorescentnih signala iz linije bez fonona na pozadini intenzivnog zračenja uzbudljivog zračenja nepomaknute frekvencije postaje vrlo težak eksperimentalni problem. Iz ovog razloga poslednja metoda nije našla široku primenu u proučavanju dinamike stakala koristeći čisto elektronske nul-fononske linije u spektrima centra nečistoća. Druga metoda, nazvana metodom sagorevanja stabilnih spektralnih rupa (u stranoj literaturi se naziva sagorevanjem rupa), zasniva se na selektivnoj fotohemijskoj ili fotofizičkoj transformaciji molekula hromofora nečistoća pod uticajem monohromatskog laserskog zračenja. Kao rezultat ovog efekta, u širokopojasnom apsorpcionom ili fluorescentnom spektru uzorka koji se proučava, prilično dugo traje (stabilan) spektralni pad, čija je širina uporediva sa širinom homogene linije. Efekti spektralne difuzije dovode do povećanja širine spektralne rupe, koja se povećava sa povećanjem vremena između njenog sagorevanja i posmatranja. Ovo svojstvo propadanja koristi se u proučavanju dinamike amorfnih sistema nečistoća. Mogućnost dobijanja informacija o procesima spektralne difuzije u sistemu koji se proučava, neiskrivljenih efektom nehomogenog širenja, učinila je metodu sagorevanja rupa jednom od najčešće korišćenih za proučavanje spektralne dinamike stakala.

Metoda spaljivanja stabilnih spektralnih rupa ima fundamentalni nedostatak: njena primjena proizvodi podatke u prosjeku za određeni vremenski period. Minimalno vrijeme ovog intervala određeno je sistemskim parametrima i potrebnom vrijednošću postignutog odnosa signal-šum. U velikoj većini eksperimenata, ova vremena su reda veličine djelića sekunde ili više. U nekim mjerenjima bilo je moguće postići vrijeme u milisekundi. Takvo usrednjavanje očigledno dovodi do značajnih gubitaka vremenskih informacija o procesima koji se proučavaju, na primer, o procesima brze spektralne difuzije. U slučaju pobuđivanja spektra luminiscencije fine strukture, vrijeme usrednjavanja se može smanjiti, ali, ipak, potreba za postizanjem zadovoljavajućeg odnosa signal-šum, s jedne strane, i nemogućnost povećanja intenziteta Uzbudljivo svjetlo kako bi se smanjilo vrijeme mjerenja, s druge strane, dovode do toga da se primjenom ove metode ne može eliminisati usrednjavanje vremena u procesu dobijanja eksperimentalnih podataka.

Krajem sedamdesetih i početkom osamdesetih godina 20. vijeka spektralne informacije o dinamičkim procesima u naočalama na nivou širine nultofononskih linija počele su da se dobijaju metodom optičkog fotonskog eha (PE) (vidi takođe), zasnovanom na blagom drugačiji princip. U ovoj metodi, informacije o procesima optičkog defaziranja u ispitivanom sistemu nečistoća ne dobijaju se merenjem spektralnih karakteristika -30 zračenja centara nečistoća, već merenjem vremenskih parametara procesa raspada međusobne koherencije nastalih u ansambl pobuđenih centara nečistoća kratkim laserskim impulsom. Ovo vrijeme se određuje mjerenjem ovisnosti intenziteta signala fotonskog eha (PE) o kašnjenju između “uzbudljivih” i “sondirajućih” laserskih impulsa, nazvanih krivulja opadanja. Brzina kojom se krivulja raspadanja smanjuje karakterizirano je vremenom optičkog defaziranja, T2. Određeno vrijeme i uniformna spektralna širina linije su povezani. Posljednja okolnost je osnova za korištenje PE metode za dobivanje informacija o procesima spektralne dinamike u sistemima nečistoća (osnovna ideja PE metode i njenih varijanti će biti detaljnije opisana u nastavku).

Glavna prednost PE metode je mogućnost dobijanja informacija o ujednačenoj širini spektralnih linija centra nečistoće i procesu spektralne difuzije, neiskrivljene efektom nehomogenog širenja. Kada se koristi dvostruki impuls PE (vrsta PE metode u kojoj se dva impulsa laserskog zračenja uzastopno primjenjuju na uzorak), dobiva se informacija s maksimalnom vremenskom rezolucijom, koja je određena vrijednošću ujednačene širine linije. U slučaju upotrebe drugog tipa PE metode - troimpulsnog PE, kada se tri kratka laserska impulsa sukcesivno šalju na uzorak, dobijaju se podaci o spektralnim difuzionim procesima koji se dešavaju u ispitivanom sistemu u vremenu između drugog i trećeg. laserski impulsi. Ova informacija je sadržana u zavisnosti vremena opadanja krivulje opadanja od kašnjenja između naznačenih impulsa. Tropulsna PV metoda se može smatrati privremenim analogom metode sagorevanja rupa. Glavna prednost ove verzije PE metode je mogućnost mjerenja doprinosa spektralne difuzije u vrlo kratkim vremenima (do nanosekundi ili manje). Zbog prisutnosti ovih prednosti, PE metoda je vrlo obećavajuća metoda za proučavanje procesa niskotemperaturne dinamike stakla. Međutim, broj radova koji su ga koristili bio je vrlo ograničen. To je objašnjeno brojnim poteškoćama koje su se pojavile tokom pokušaja da se implementira u ove svrhe. Posebno su poteškoće nastale zbog neželjenih nelinearnih i fotohemijskih efekata izazvanih ultrakratkim (piko- i femtosekundnim) laserskim impulsima u ispitivanom uzorku. Upotreba ove metode je također bila ograničena složenošću i visokom cijenom piko- i femtosekundnih lasera.

Proteklih godina izveden je veći broj radova na proučavanju dinamike stakla metodom gorenja rupa i znatno manji broj radova PE metodom. Neki od njih će u ovoj ili onoj meri biti razmotreni u odgovarajućim poglavljima disertacije, za koje su rezultati dobijeni u ovim radovima od značajnog značaja. Najveći dio istraživanja proveden je na relativno niskim temperaturama (T

Stoga, uprkos mnogim studijama, najosnovnija pitanja u našem razumijevanju dinamike neuređenih medija ostaju otvorena. Mikroskopska priroda TLS-a je još uvijek nepoznata. Mehanizmi interakcije razmatranih niskoenergetskih pobuda sa centrom nečistoće ostaju nepoznati. Posebno se malo zna o elementarnim pobudama odgovornim za dinamičke pojave u staklima u srednjem temperaturnom opsegu, posebno o niskofrekventnim kristalima. Nivo razumijevanja dinamičkih pojava u ovoj oblasti je znatno niži od nivoa koji se postiže objašnjavanjem dinamike stakala na nižim temperaturama.

Jedan od glavnih razloga za nizak nivo dostignutog znanja o prirodi dinamičkih pojava u naočarima na niskim i srednjim temperaturama je postojanje fundamentalnog nedostatka u razmatranim metodama selektivne spektroskopije, naime, ove metode daju podatke usrednjene na ogromnom nivou. monohromatski podansambl centara nečistoća, što u slučaju neuređenih supstanci dovodi do gubitka značajnog dela informacija sadržanih u pojedinačnim spektrima.

IN poslednjih godina Za proučavanje stakala počela se koristiti relativno nedavno razvijena nova metoda za proučavanje medija u čvrstom stanju, spektroskopija jedne molekule. Ova metoda omogućava detekciju pojedinačnih spektra pojedinačnih molekula nečistoća ugrađenih u molekularnu matricu čvrstog stanja. Nova metoda odražava informacije o okolini na nivou pojedinačnog molekula nečistoće i njegovog mikroskopskog okruženja i, stoga, potpuno je oslobođena efekata usrednjavanja preko velikog ansambla hromofornih molekula. Ubrzo nakon pojave, spektroskopija jedne molekule je korišćena u brojnim radovima za proučavanje dinamike neuređenih nečistoća molekularnih sistema na niskim temperaturama (videti, na primer, monografiju i prikaze i reference u njoj).

Međutim, zbog niza ozbiljnih poteškoća, metoda nije bila široko korištena za ova istraživanja. Konkretno, značajne poteškoće pri korištenju metode jednomolekulske spektroskopije u ove svrhe pojavile su se prilikom interpretacije detektovanih spektra. Da bismo ovo bolje razumjeli, zadržimo se detaljnije na osnovnim konceptima niskotemperaturne dinamike neuređenih čvrstih tijela na niskim temperaturama i njenim manifestacijama u spektrima molekula hromofora nečistoća.

Prema trenutno utvrđenim idejama, interakcija molekule hromofora nečistoće sa niskofrekventnim česticama i akustičnim fononima neuređene matrice dovodi do proširenja njene spektralne linije, a interakcija hromofora sa prijelazima u TLS dovodi do pomaka u frekvencija njegove spektralne linije. Ako su pomaci frekvencije spektralne linije izazvani takvim prijelazima manji od njene širine, onda se u eksperimentu ukupno manifestiraju kao širenje, ali ako su veličine ovih pomaka veće od širine spektralne linije, onda vode do skokova frekvencije takve linije ili njenog cijepanja. Ako TLS napravi skokove s frekvencijom većom od pomaka frekvencije uzrokovanog ovim skokovima, spektralna linija molekula nečistoće se ne cijepa, već se širi (u stranoj literaturi ovaj efekat se naziva sužavanje linije kretanja). Velike frekventne pomake mogu proizvesti samo TLS-ovi koji se nalaze blizu datog centra i, kako eksperiment pokazuje, malo ih je. Ako je efekat cijepanja spektra uzrokovan samo jednim TLS-om, uočavamo dublet; ako je broj takvih TLS-ova n, opaža se spektar koji se općenito sastoji od 2n komponenti. Budući da karakteristični parametri TLS-a (prijelazna frekvencija, asimetrija energetskih nivoa) i njihova lokacija u odnosu na hromofore nečistoća variraju nasumično u vrlo širokom rasponu, pojedinačne spektralne linije molekula hromofora u niskotemperaturnim staklima mogu se sastojati od različitog broja pikova, čiji parametri i broj mogu haotično da variraju tokom vremena i na različite načine.

Složena i uglavnom nasumična priroda spektra pojedinačnih molekula nečistoća dovodi do niza fundamentalnih pitanja u vezi s identifikacijom i analizom takvih spektra. Kako adekvatno okarakterizirati takve spektre? Očigledno, koncept širine linije u ovom slučaju više ne pruža njihov potpuni opis. Kako iz spektra koji se sastoji od nekoliko vrhova možete odrediti da je to spektar jednog molekula, a ne nekoliko? Kako izdvojiti opće informacije o svojstvima medija koji se proučava iz spektra koji uglavnom odražavaju parametre slučajnog neposrednog okruženja?

Navedena pitanja su, vjerujemo, bila glavni razlog malog broja radova koji su metodom jednomolekulskih spektra proučavali niskotemperaturnu dinamiku stakala. Naročito malo rada na primjeni jednomolekulske spektroskopije za proučavanje dinamike stakala obavljeno je u području srednjih temperatura, gdje glavni doprinos posmatranoj dinamici daju niskofrekventne čestice.

Tako je do početka ovog rada jedan od trenutni problemi u razvoju nauke o dinamici čvrstih supstanci sa složenom unutrašnjom strukturom bio je razvoj novih spektralnih metoda za dijagnostikovanje dinamičkih procesa u takvim supstancama, koje bi omogućile korišćenje visokog informacionog sadržaja spektroskopije centra nečistoće i , ujedno, eliminiraju glavne nedostatke korištenja postojećih eksperimentalnih metoda u ove svrhe. Nove metode i tehnike trebale bi, posebno, omogućiti da se eliminišu takvi fundamentalni nedostaci tradicionalno korištenih metoda kao što su usrednjavanje vremena i usrednjavanje preko ansambla molekula hromofora nečistoća. Razvoj novih metoda za proučavanje dinamičkih pojava u najmanje proučavanom području - području srednjih temperatura - bio je izuzetno relevantan.

TEORIJSKI OKVIR ZA OPIS PROCESA

OPTIČKO DEFAZIRANJE U POREMEĆENOM

NEČISTOĆA SISTEMI ČVRSTOG STANJA NA NISKOM

TEMPERATURE

Ovo poglavlje predstavlja glavne odredbe teorijskog pristupa koji se koristi u ovom radu za analizu dobijenih eksperimentalnih podataka. Dato Kratki opis standardni TLS model, model slučajnog skoka i model mekog potencijala. Opisani su teorijski modeli razvijeni u radu koji su namijenjeni za opisivanje procesa optičkog defaziranja u neuređenim nečistoćama u čvrstom stanju na niskim i srednjim temperaturama. Riječ je o modificiranom modelu FE u niskotemperaturnim staklima i modelu FE u staklima sa nečistoćama, baziran na modelu mekog potencijala. Prvi model su razvili E. Geva i J.L. Skinner kako bi proširili mogućnosti teorije FE u staklima na niskim temperaturama u opisivanju procesa širenja u staklima nečistoća koja uključuju TLS. Može se smatrati generalizacijom ove teorije. Drugi model je razvijen da opiše procese širenja koji uključuju ne samo TLS, već i kvazi-lokalne niskofrekventne vibracione modove (LFV) amorfne matrice. Ovo je bilo neophodno za povećanje temperaturni raspon, u kojem se teorija može primijeniti. Svi teorijski modeli korišteni u ovom radu zasnovani su na stohastičkom pristupu opisu procesa proširenja linija molekula hromofora nečistoća u neuređenoj matrici i modelu nekoreliranih slučajnih skokova (model iznenadnog skoka).

Pored stohastičkog pristupa, brojni radovi (vidi, na primjer, radove Osadka i Silbeya (R.J. Silbey)) razvijaju dinamički pristup. Teorije proširenja linija centra nečistoća u staklima zasnovane na dinamičkom pristupu su općenitije prirode. Međutim, za opisivanje dinamičkih svojstava stakala na niskim temperaturama češće se koriste jednostavniji izrazi dobijeni u okviru stohastičkih teorija. U ovom radu korišćena su oba pristupa: dinamički – u slučaju razmatranja interakcije hromofora sa NPM i stohastički – kada se razmatraju procesi interakcije sa TLS. Stohastički pristup odabran je iz razloga veće jednostavnosti u proračunima, kao i gdje primjena dinamičke teorije, po našem mišljenju, nije dovela do značajno novih rezultata.

2.1. Standardni model dvostepenih sistema Koncept DUS-a, koji je u osnovi ovog modela, predložen je kao čisto fenomenološki. Pretpostavlja se da ovaj tip elementarnih niskoenergetskih pobuda odgovara prijelazima atoma ili molekula ili njihovih grupa između dva lokalizirana nisko ležeća izolirana nivoa na potencijalnoj površini tvari (prijelazi na vanjske razine se ne razmatraju u modelu). Ovi nivoi su razdvojeni potencijalnom barijerom, koja se savladava tuneliranjem emisijom ili apsorpcijom fonona. Model pretpostavlja da na niskim temperaturama (T

Rice. 2.1. Dvodimenzionalni model stakla i formiranje TLS-ova koji se sastoje od jednog “atoma” (a, b) i grupe “atoma” (c, d). Uzeto od .

Hamiltonov operator za DUS u lokaliziranom predstavljanju može se napisati kao:

Ovdje je A asimetrija TLS-a, a J je element matrice tunela, koji je izražen kroz parametre potencijala dvostruke bušotine koji opisuju TLS:

gdje je parametar tuneliranja, m je efektivna masa TLS-a, V je visina barijere, h0 je energija nulte tačke, d je udaljenost između bunara u konfiguracijskom prostoru (vidi sliku 2.2).

Dakle, svaki DUS karakteriše par internih parametara A i J ili A i. Treba napomenuti da u nekim slučajevima TLS karakteriše par drugih parametara: energija cijepanja E i ukupna stopa relaksacije TLS-a, gdje je jednaka zbroju stopa prijelaza između nivoa |g i |e u oba smjera). Parametri E i povezani su sa parametrima A i J sljedećim odnosima:

Ovdje je c konstanta interakcije TLS-fonona; k – Boltzmannova konstanta; t (l) i t (l) – poprečne (uzdužne) komponente potencijala deformacije i brzine zvuka; m – zapreminska gustina TLS; h je Plankova konstanta.

Rice. 2.2. Potencijal dvostruke bušotine koji opisuje TLS. Isprekidane linije - valne funkcije zemaljska |g i pobuđena |e stanja.

Treba napomenuti da izraz (2.4) važi samo za jednofononski mehanizam interakcije između TLS-a i „fononske kupke” i pod uslovom da ne postoji interakcija između TLS-a. Doprinosi dvofononskih, kao i aktivacionih relaksacionih mehanizama (tj. prelaza preko barijera) na niskim temperaturama su znatno manji i ne razmatraju se u okviru standardnog modela niskotemperaturnih stakala.

2.1.3. Zakoni distribucije TLS po internim parametrima Prilikom opisivanja niskotemperaturne dinamike stakla, zakoni distribucije TLS po parametrima koji su prihvaćeni u teoriji igraju važnu ulogu. Jedna od osnovnih pretpostavki standardnog DUS modela je izjava o ili za parametre A i J:

gdje je P0 koeficijent normalizacije:

Ovdje su Amax, Jmax, Jmin granični parametri modela koji karakteriziraju opsege promjene parametara A i J. Ove granice su odabrane prema modelu tako da je broj DUS NDUS za proračune izabran na očigledan način kao N DUS = V 2FE, gdje je V zapremina koja se proučava (sferna ljuska poluprečnika rmin i rmax). Broj Nhrom centara nečistoća izabran je na 2000.

Glavni opšti kriterijum za izbor parametara Amax, Jmax, Jmin, rmax i Nchrome je nezavisnost (sa datom tačnošću) rezultata proračuna modela od ovih vrednosti.

2.3.3. Poređenje sa standardnom teorijom fotonskog eha Sve do nedavno, stohastička teorija koju su razvili E. Geva i J.L. Skinner bila je široko korištena za opisivanje rezultata PV eksperimenata u staklima s niskim temperaturama nečistoća.

I 3E (, t w) = (exp(/ T1) 3E (, t w)), gdje je korelacija funkcija 3FE (, t w):

Ovdje je (t) prirodna frekvencija centra nečistoća, opisana izrazom (2.10) (t) = 0 +. Ugaone zagrade prikazuju usrednjavanje svih istorija DUS skokova (tzv. stohastičko usrednjavanje); prema internim parametrima DUS-a i usrednjavanje preko pozicija DUS-a (konfiguraciono usrednjavanje).

U ovom radu je usrednjavanje u (2.33) obavljeno analitički. Prilikom izvođenja parametara A i J (2.6) za µ0 i =0; (2) raspodjela TLS-a (2.13) preko parametra orijentacije i (3) prostorna distribucija TLS-a (2.14) na udaljenostima r u slučaju rmin=0. Rezultat ovog rada za slučaj 2FE sa µ=0 može se zapisati kao:

Ovdje su I0(z) i I1(z) modificirane Beselove funkcije prve vrste reda i 1, respektivno.

Koristeći jednačine (2.15) i (2.34), moguće je izračunati krivulje raspada 2PE u okviru ove teorije, koju ćemo od sada nazivati ​​standardnom stohastičkom teorijom FE u niskotemperaturnim staklima. Koristeći 2PE krivulje raspadanja, može se odrediti vrijeme optičkog defaziranja T2 i odgovarajuća "ujednačena" širina ZPL, koja se također naziva inverzno vrijeme optičkog defaziranja.

Da bismo potvrdili ispravnost razvijenog modela, izračunali smo nekoliko krivulja raspada 2PE koristeći i novu modificiranu teoriju i standardnu ​​FE teoriju. Radi jednostavnosti, razmotrili smo slučaj rmin = 0. Za poređenje, koristili smo jednadžbe standardne FE teorije koju su izveli Geva i Skinner. Pri µ = 0, ova funkcija se može zapisati u obliku izraza (2.34), koji je korišten za izračunavanje krivulje raspada 2FE. Izračunali smo proizvod P0k koristeći gornje vrijednosti parametara i P0: P0k = 3,77106 K-1s-1.

Na sl. Slika 2.4 (a, b) prikazuje krivulje raspada 2FE izračunate za dvije vrijednosti temperature T = 0,4 i 2,0 K, pri rmin = 0. Krivulje prikazane kao pune linije izračunate su pomoću modela razvijenog u ovom radu (formule (2.18) i (2.25)). Dobija se minus doprinos T1. Otvoreni krugovi pokazuju krivulje raspada 2FE (takođe minus vrijeme T1), izračunate na osnovu standardne teorije korištenjem formule (2.34).

Slika pokazuje potpunu saglasnost između izračunatih krivulja Različiti putevi, što, s jedne strane, pokazuje ispravnost razvijene teorije, a s druge strane potvrđuje valjanost izbora vrijednosti graničnih parametara modela, Amax, Jmax, Jmin, rmax, Nchrome.

Slični radovi:

“OREŠKO ALEKSEJ PAVLOVIĆ ANIZOTROPSKI I INTERFERENCIJSKI EFEKTI U REZONANTNOJ DIFRAKCIJI SINHROTRONOG ZRAČENJA Specijalnost 01.04.07 – fizika kondenzovane materije Disertacija za zvanje doktora fizičko-matematičkih nauka Naučni konsultant, doc.dr.sc. Moskva – SADRŽAJ Uvod Poglavlje 1. Rezonantno rasipanje..."

“UDC 519.1 Puzynina Svetlana Aleksandrovna Savršene boje beskonačne pravougaone rešetke 01.01.09 diskretna matematika i matematička kibernetika Disertacija za naučni stepen kandidata fizičko-matematičkih nauka Rukovodilac: dr. S.V. Avgustinovič Novosibirsk 2008 SADRŽAJ stranica Uvod................................................. .......»

“Dupliy Stepan Anatolyevich UDK 539.12 POLU-GRUPE METODE U SUPERSIMETRIJSKIM TEORIJAMA ELEMENTARNIH ČESTICA 01.04.02 – Teorijska fizika Teza za zvanje doktora fizikalno-matematičkih nauka Harkov - 1999. 2. 1. 1. SADRŽAJA 1. 1. 1. SADRŽAJA. .1. Inverzibilne supermnogostrukosti u terminima okoline 1.2. Ireverzibilne supermnogostrukosti.............. 1.2.1...”

„Filippov Dmitry Vitalievich Nauka UTICAJ IONIZACIJE I UZBUDE ATOMA ELEKTROMAGNETSKIM POLJEM NA USLOVE STABILNOSTI NUKLEI I PROCESI RADIOAKTIVNOG RASPADA specijalnost 01.04.02 – Doktor teoretske fizike 0 01.04.02 – Doktorska teorijska fizika 0 stepen fizike08 2 Sadržaj UVOD Simboli POGLAVLJE 1. ULOGA ATOMSKOG OLOŠKA U PROCESIMA NUKLEARNIH TRANSFORMACIJA (PREGLED...”

“UDC 538.941 KRASNIKHIN Dmitrij Anatolevič A-slična faza 3He u anizotropnom aerogelu Specijalnost 01.04.09 – Fizika niskih temperatura Disertacija za naučni stepen kandidata fizičko-matematičkih nauka Naučni savetnik: akademik Ruske akademije nauka i doktor nauka Matematika. nauke V.V. Dmitriev Moskva 2012 Sadržaj Uvod Poglavlje 1. Svojstva superfluidnog 3He...”

“UDC 511.3 Abrosimova Albina Andreevna DISTRIBUCIJA TAČKA NA MULTIDIMENZIONALNIM OBOJENIM TORUSIMA Specijalnost 01. 01. 06 - matematička logika, algebra i teorija brojeva DISERTACIJA za zvanje kandidata fizičko-matematičkih nauka...”

„Gamzova Julija Vasiljevna Kombinatorna svojstva parcijalnih reči 01.01.09 Diskretna matematika i matematička kibernetika Disertacija za naučni stepen kandidata fizičko-matematičkih nauka naučni rukovodioci Kandidat fizičko-matematičkih nauka, vanredni profesor Šur A. M., kandidat fizičkih i matematičkih nauka, kandidat fizičkih i matematičkih nauka. vanredni profesor Sukhanov E. V. Ekaterinburg 2006. Sadržaj Uvod 1. Koncept...”

“Gribsky Maksim Petrovič UDK 537.86 FIZIKA PROCESA VISOKOSTRUJNIH I TERMIČKIH REŽIMA MIKROKOLA POD UTJECEM PULSNIH MIKROTALASNIH POLJA 01.04.01 - Fizika uređaja, elemenata i sistema za takmičenje Disertacija naučni stepen Kandidat fizičko-matematičkih nauka Naučni savetnik Vladimir Viktorovič Starostenko Doktor fizike i matematike nauka, vanredni profesor Katedre za radiofiziku i elektroniku...”

“UDC 534.26; 517.958 Valyaev Valeriy Yurievich Eksperimentalno i teorijsko proučavanje difrakcije akustičnih talasa na čunjevima posebnog tipa i preprekama kao što je traka Uža specijalnost: 01.04.06 – akustika DISERTACIJA za naučni stepen kandidata fizičko-matematičkih nauka ili naučni savetnik dr. i matematike sc, vanredni profesor Shanin Andrej Vladimirovič MOSKVA – Sadržaj Uvod...........”

“UDC 519.2 Lukintsova Maria Nikolaevna KONVERGENCIJA MJERA I TRANSFORMACIJA RADONA U BESKRAJNO-DIMENZIONALNIM PROSTORIMA 01.01.01 realna, kompleksna i funkcionalna analiza DISERTACIJA za naučni stepen kandidata fizičkih i matematičkih nauka distribuirati Moskva, 2014. godine Uniformni niz. 1. Definicija i pomoćni podaci 2...."

“Abramova Ljudmila Yurievna Karakteristike gripa kod različitih vrsta ptica u eksperimentalnim uslovima i efikasnost metoda za identifikaciju patogena 02/06/02 - veterinarska mikrobiologija, virologija, epizootologija, mikologija sa mikotoksikologijom i imunologijom Disertacija za naučni stepen kandidat Veterinarske nauke Naučni savetnik: doktor bioloških nauka, profesor, dobitnik nagrade..."

ŠAPOVALOV IGOR PETROVIĆ UDK 537.61, 537.62, 537.63 UREĐENE FAZE I FAZNI PRIJELAZI U JEDNOAKSIJALNIM SU(3)-MAGNETIMA Specijalnost: 01.04.02. – Teorijska fizika Disertacija za naučni stepen Kandidata fizičko-matematičkih nauka Naučni rukovodilac Doktor fizičko-matematičkih nauka, profesor Adamjan Vadim Movsesovič Odesa - 2013 SADRŽAJ Spisak uslovnih...”

“Leonov Andrej Vladimirovič RAZVOJ TEHNOLOGIJE ZA AUTOMATIZOVANU PRIPREMU DINAMIČKIH DOKUMENTA I INTERAKTIVNE NARACIJE Specijalnost 05.13.11 – Matematika i softver kompjuteri, kompleksi i računarske mreže Disertacija za akademski stepen kandidata fizičko-matematičkih nauka Naučni savetnik – doktor fizičko-matematičkih nauka, profesor S. V...."

“Mikhail Sergeevich Ageev Metode automatske rubrike tekstova zasnovane na mašinskom učenju i stručnim znanjima 05.13.11 - Matematika i softver za računare, komplekse i računarske mreže DISERTACIJA za naučni stepen kandidata fizičko-matematičkih nauka Naučni savetnici: dr. Matematičke nauke .n., akademik Bakhvalov N.S., doktor tehničkih nauka, prof. Makarov-Zemlyansky N.V. Moskva, 2004 SADRŽAJ 1...”

“Drozdenko Aleksej Aleksandrovič UDK 621.385.6 Fizika intenzivnih elektronskih snopova u visokofrekventnim uređajima tipa O 01.04.01 – fizika uređaja, elemenata i sistema Disertacija za naučni stepen kandidata fizičko-matematičkih nauka Naučni savetnik: Saveljevijev Gennadij Doktor fizičko-matematičkih nauka, profesor SUMY – 2009 SADRŽAJ LISTA KONVENCIONALNIH SKRAĆENICA UVOD...”

“Romanov Aleksandar Leonidovič Podešavanje orbite i elektronsko-optičke strukture VEPP-2000 skladišnog prstena metodom matrice odziva 04/01/20 – fizika snopova naelektrisanih čestica i akceleratorska tehnologija DISERTACIJA za naučni stepen kandidata fizičko-matematičkih nauka Naučni savjetnik, dopisni član, prof. Šatunov Jurij Mihajlovič Novosibirsk – 2011. 2 Sadržaj Uvod................................................ ........ ...."

“Golovan Leonid Anatoljevič UTICAJ STRUKTURNIH KARAKTERISTIKA POROZNIH POLUPROVODNIKA I DIELEKTRIKA NA NJIHOVA OPTIČKA SVOJSTVA Specijalnost: 01.04.21 laserska fizika Disertacija za zvanje doktora fizičko-matematičkih nauka 2008 Moskva... ................................................... 8 1..."

„Evgenij Aleksandrovič Gudžovski Traganje za asimetrijom naelektrisanja u K ± 3 ± raspadima u eksperimentu NA48/2 Specijalnost 01.04.23 fizika visokih energija Disertacija za naučni stepen kandidata fizičko-matematičkih nauka Naučni rukovodilac: doktor fizičko-matematičkih nauka, profesor V. Kekelid. Dubna 2006 Sadržaj Lista ilustracija Lista tabela Uvod 1 Teorijski pregled 1.1 Uvod......"

IZVESTIYA RAI. FIZIČKI ZBORNIK, 2008, sveska 72, broj 1, str. 67-72

NEKOHERENTNI FOTONSKI ODJEK U SPEKTROSKOPIJI PRIČISTOĆA OPTIČKI GUSTE MEDIJE

© 2008 V. A. Zuikov1, K. R. Karimullin12, T. G. Mitrofanova1, V. V. Samartsev1, A. M. Shegeda1, A. V. Shkalikov1

Email: [email protected]

Razmatrana je mogućnost korištenja nekoherentnog fotonskog eha u spektroskopiji nečistoće optički gustoće sredine. Naveden je teorijski pristup opisivanju fenomena. Prikazani su rezultati eksperimenta za proučavanje nekoherentnog fotonskog eha u rubinu na temperaturi tekućeg helijuma u uslovima transporta uzbudljivog impulsa kroz optičko vlakno. Studirao spektralna zavisnost intenzitet eha. Proučavana je kriva opadanja nekoherentnog eho signala i dobiveno je vrijeme fazne relaksacije od 98 ns.

UVOD

Široka upotreba piko- i femtosekundnih impulsa u modernoj optičkoj spektroskopiji omogućava dobijanje informacija o različitim relaksacionim procesima i odgovarajućim uniformnim širinama linija. Metoda koherentne fotonske eho spektroskopije se dobro dokazala. Metoda nekoherentnog fotonskog eha (IPE), koja se trenutno razvija, koja ima vremensku rezoluciju femtosekunde, ne samo da će značajno pojednostaviti proces određivanja vremena fazne relaksacije, već će omogućiti i proučavanje brzih relaksacionih procesa, kao što su spektralna difuzija i elektrona. -tunel interakcija.

Spektroskopske studije kristala koji sadrže atome nečistoće s nekompletnom elektronskom ljuskom poslužili su kao osnova za razvoj niza područja tehnologije, ujedinjenih pojmom kvantna elektronika. Zauzvrat, potrebe za tehnologijom su se dodatno stimulirale osnovna istraživanja energetski spektri takvih kristala. U isto vrijeme, ovi kristali postaju testni mediji za testiranje novih spektroskopskih metoda koje proširuju i dopunjuju mogućnosti tradicionalnih istraživačkih metoda. Razvoj laserske tehnologije, teorijsko predviđanje, a potom i praktična implementacija fenomena fotonskog eha (PE) poslužili su kao osnova za stvaranje novog polja znanja – koherentne optike. Izgledi za tehničku primjenu koherentnih optičkih prolaznih pojava su također vrlo široki. U optici su povezani sa detekcijom dugovječnih

1 Kazanski institut za fiziku i tehnologiju nazvan po. E.K. Zavoisky KazSC RAS.

2 Kazan State University.

opšti stimulisani fotonski eho (DSPE), kao i efekti korelacije i preokreta vremenskih oblika i talasnih frontova optičkih impulsa. Stvaranje optičkih uređaja za skladištenje podataka, optičkih eho procesora i implementacija eho holografije predmet je intenzivnog razvoja područja nelinearne optike - koherentne optičke obrade informacija. Praktični značaj proučavanja čvrstih nečistoća metodama koherentne i nekoherentne fotonske eho leži u mogućnosti pretraživanja i odabira obećavajućih nosilaca informacija za optičke eho procesore.

Treba napomenuti da se studije relaksacionih procesa u eho spektroskopiji provode, po pravilu, na temperaturi tečnog helijuma. Problem povećanja temperature radnih uzoraka je veoma relevantan. Uvođenje nekoherentnih metoda u koherentnu fotonsku eho spektroskopiju omogućit će značajno proširenje temperaturnog raspona i proučavanje brzih relaksacionih procesa na visokim temperaturama (do sobne temperature). S tim u vezi, zanimljivi su rezultati rada obavljenog tehnikom stimuliranog fotonskog eha pri ekscitaciji polimernog filma dopiranog molekulima boje (ftalocijanin u polivinil butilu) femtosekundnim impulsima na sobnoj temperaturi. Elementarne procjene pokazuju da za povećanje temperaturnog raspona mjerenja NFE metodom prema visokim temperaturama (do desetina stepeni Kelvina i više), potrebna vremenska rezolucija mora biti najmanje desetine femtosekundi. Takva rezolucija se može postići razvojem posebnih širokopojasnih (šumnih) lasera, bez upotrebe skupe femtosekundne tehnologije. Na primjer, laser za bojenje s poprečnim laserskim pumpanjem (drugi harmonik

ka Š3+: ULV laser), izgrađen po shemi bez rezonatora. Mogućnosti korištenja nekoherentnih fotonskih eho metoda za proučavanje procesa na temperaturama iznad dušika također su detaljno razmotrene u.

Još jedno važno pitanje je minimiziranje optičkih memorijskih uređaja i eho procesora. Nezgrapne eksperimentalne postavke zasnovane na solid-state laserima velike snage koji koriste optičke linije kašnjenja ne dozvoljavaju implementaciju kompaktnih uređaja. U rješavanju problema stvaranja uređaja zasnovanih na DSPE, korištenje svjetlosnih vodiča može pomoći u postizanju preciznog adresiranja u svakoj od memorijskih ćelija; korištenje optičkih mikrošupljina za poboljšanje energije; korištenje poluvodičkih laserskih nizova za pobudu i niz fotodetektora za snimanje eho signala. Napomenimo da je zabilježeno opažanje intenzivnih FE signala u vlaknu dopiranom erbijem. Ovo, u principu, otvara mogućnost snimanja informacija u PV modu direktno na vlaknasti materijal.

Stoga je preporučljivo povezati eho procesore na optičke komunikacije, implementirajući linije kašnjenja također zasnovane na optičkim vlaknima. Zbog toga je ovaj eksperimentalni rad imao za cilj proučavanje optimalnih načina nastajanja NFE u uslovima kada je prvi uzbudljivi impuls doveden na nosilac informacije (kristal rubina) preko optičkog vlakna, a širokopojasnost uzbudljivog zračenja je obezbeđena korišćenjem laser na boji sa širinom spektra zračenja od 0,01 nm, na talasnoj dužini od 693,4 nm.

NEKOHERENTNI FOTONSKI JEK

Fotonski eho se obično klasifikuje kao klasa koherentnih optičkih prolaznih pojava. Međutim, još 1984. godine pojavio se rad na posmatranju nekoherentnog fotonskog eha u uslovima pobuđivanja rezonantnog medija sa dva fazno nezavisna (međusobno nekoherentna) impulsa haotične svetlosti. Podsjetimo da se u tradicionalnom krugu pobuđivanja PV, kašnjenje jednog od uzbudljivih impulsa u odnosu na drugi provodi u optičkoj liniji kašnjenja, pri čemu prvi impuls djeluje direktno na uzorak. U tim uslovima, fazna razlika između impulsa na ulazu u uzorak ispada da je data i stabilna, a pri nultom kašnjenju takvi impulsi formiraju interferencijski obrazac, što je znak njihove međusobne koherentnosti. U slučaju pobuđivanja eho signala sa dva nezavisna impulsna izvora širokopojasne svjetlosti, takva međusobna koherentnost izostaje, ali se fotonski eho ipak opaža.

Xia. U R. Bech i S. Hartman su izvijestili o opažanju nekoherentnog fotonskog eha u atomskoj natrijumskoj pari u uvjetima ekscitacije koristeći dva nezavisna impulsna izvora širokopojasnog optičkog zračenja sa propusnim opsegom od 10 GHz. Izveden je eksperiment za proučavanje NPE sa širokopojasnim izvorom svjetlosti na uzorku čvrstog stanja - silikatnom staklu dopiranom neodimijum ionima, te je opisan fizički model NPE baziran na akumuliranom fotonskom eho modu.

Fizika nekoherentnog fotonskog eha također je prvi put proučavana u . Imajte na umu da je vremenska rezolucija PE tehnike u opštem slučaju određena ne trajanjem uzbudljivih impulsa, već vremenom koherentnosti izvornog zračenja (tj. inverznom širinom njegovog spektra zračenja). Ključna stvar ovdje je da se dvije grede proizvode dijeljenjem jedne zajedničke grede na prozirnu ploču. Istovremeno, oni održavaju međusobnu koherentnost kod kašnjenja t< тс, где тс - время когерентности источника возбуждения. Тогда, при использовании для возбуждения ФЭ широкополосного источника, время когерентности которого тс значительно меньше длительности импульса излучения, временное разрешение методики ФЭ может быть существенно повышено и достигать фемтосекундно-го диапазона.

Formiranje PE u uslovima ekscitacije širokopojasnim laserskim zračenjem može se objasniti na primeru akumuliranog stimulisanog fotonskog eha (ASPE), pobuđenog skupom identičnih parova impulsa i jednim impulsom za očitavanje. Svaki identičan par pobudnih impulsa i impuls za očitavanje uzrokuje generiranje vlastitog stimuliranog fotonskog eha (SPE). Ako je vremenski interval t u svim parovima striktno isti, tada će SFE signali iz ovih parova biti fazni, a njihova energija će se akumulirati. Kao rezultat, formira se ASFE signal. Širokopojasni impuls trajanja Dx može se „podijeliti“ u niz nezavisnih kratkih ili ultrakratkih impulsa trajanja Dx, koji je jednak vremenu koherencije zračenja tc. Emisija svakog od ovih podpulsa, nakon vremena većeg od TC, „zaboravlja“ na fazu prethodnog podpulsa, tj. zračenje u svakom od njih može se smatrati nezavisnim (međusobno nekoherentnim). Za razliku od slučaja ASFE, vremenski interval između identičnog para i pulsa za čitanje je nula, a ulogu pulsa čitanja obavljaju različiti dijelovi uzbudljivog impulsa. Zbog nezavisnosti podpulsa, red pobuđivanja eho signala odgovara redosledu pobude SFE. Nadalje, od broja nezavisnih podintervala

Rice. 1. Blok dijagram eksperimentalne postavke: OLZ - optička linija kašnjenja, PMT - fotomultiplikatorska cijev, CO - digitalni osciloskop, OBU - radna upravljačka jedinica.

^G^Uzorak ^^

hvatanje je veliko, a pojedinačna kašnjenja između podpulsova se poklapaju; ovaj redoslijed je sličan slučaju ASFE. Dakle, ukupni eho odgovor je

se prikazuje u pravcu 2k2 - kh, ali redosled vremenskih odseka u ukupnom SFE signalu postaje obrnut. Svi ostali parovi podpulsa će također dovesti do generiranja eho signala, međutim, zbog činjenice da su impulsi za očitavanje nasumični, oni doprinose ukupnom eho signalu, neovisno o vremenu

Da biste nastavili čitati ovaj članak, morate kupiti cijeli tekst. Članci se šalju u formatu PDF na e-mail adresu navedenu prilikom plaćanja. Vrijeme isporuke je manje od 10 minuta

FEMTOSEKUNDNI FOTONSKI ODJEK U FILMOVIMA DOPIRANIM POLIMEROM NA SOBNOJ TEMPERATURI

SAMARTSEV V.V. - 2008