Heidelberg 1999 – scientific programme

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Q: Quantenoptik

Q 42: Quanteneffekte V

Q 42.8: Talk

Friday, March 19, 1999, 15:45–16:00, PH4

Nichtlineare Bloch-Gleichungen für optisch dichte Medien — •M. Fleischhauer¹ und S. Yelin² — ¹Sektion Physik, LMU München, Theresienstr.37, D-80333 München — ²Dept. of Physics, University of Rochester, Rochester NY

In optisch dünnen Medien wird die Wechselwirkung von Atomen und Strahlungsfeld in semiklassischer Näherung durch Maxwell-Bloch Gleichungen beschrieben. Wenn jedoch die Absorptionslänge spontan emittierter Photonen in die Größenordnung der kleinsten Dimension d des Mediums kommt (Nλ² d∼ 1), kann die Reabsorption dieser Photonen nicht mehr vernachlässigt werden und die MB-Gleichungen versagen.

Im nicht-kooperativen (Markov-) Limes werden effektive nichtlineare Dichtematrixgleichungen für Atome in optisch dichten Medien hergeleitet, die Lokalfeldkorrekturen vom Lorentz-Lorenz Typ sowie die Reabsorption spontan emittierter Photonen berücksichtigen [1]. Diese Gleichungen stellen eine nichtlineare Verallgemeinerung der Theorie von Holstein [2] dar. Zur Illustration der Effekte der inkohährenten Strahlungswechselwirkung in dichten Medien werden amplified spontaneous emission und radiation trapping in einem Ensemble von 2-Niveau Atomen, sowie optisches Pumpen [3] in Mehrniveausystemen diskutiert.

[1] M. Fleischhauer und S.F. Yelin, quant-ph/9809087 (29.09.1998).

[2] T. Holstein, “Imprisonment of Resonance Radiation in Gases”

[3] M. Fleischhauer, quant-ph/9811017 (06.11.1998).