Ключевые слова: заселенность состояний частицы, уравнения Блоха
Аннотация
На основе использования решений уравнения Шредингера для составной системы из трехуровневой модели наночастицы и взаимодействующего с ней квантованного поля излучения получены выражения, в аналитическом виде описывающие биения заселенности состояний частицы при спонтанном излучении. Рассмотрены случаи начального возбуждения наночастицы в радиационное состояние и начального возбуждения в нерадиационное состояние, связанное динамическим взаимодействием с радиационным состоянием. Проведено также моделирование динамики заселенности состояний такой частицы при рассеянии длительного импульса монохроматического резонансного облучения. Установлено, что полученные выражения для динамики заселенности всех состояний частицы при спонтанном излучении являются точными решениями соответствующей системы оптических уравнений Блоха. Результаты моделирования динамики заселенности состояний частицы при рассеянии согласуются с результатами соответствующего моделирования на основе уравнений Блоха для заселенности радиационного состояния, но существенно различаются для заселенности нерадиационного и основного состояний частицы на начальном этапе рассеяния импульса облучения. Дано объяснение происхождения такого сходства и различия.
Keywords: beating of the particle states population, Bloch equations
Abstract
Through the use of solutions of the Schrodinger equation for a composite system of a three-level model of nanoparticles and associated quantized radiation field the expressions are derived which in an analytical form describe the beating of the particle states population at spontaneous emission for the case of initial excitation of the nanoparticles in its radiation state and at excitation in it non-radiative state associated dynamic interaction with a radiation state. The simulation is performed also of the dynamics of the state population of such a particle at the scattering long pulse of monochromatic radiation. It is established that the obtained expressions for the dynamics of the populations of all the states of the particles during spontaneous radiation are exact solutions of the corresponding system of optical Bloch equations. The simulation results of the particle states population dynamics at scattering are consistent with the results of the simulation based on the Bloch equations for the population of the radiative states, but differ substantially for the population of dark and ground particle states in the initial stage of scattering of the pulse irradiation. This explanation of the origin of such similarities and differences.
[ Full text ]