Аннотация
Получены выражения, в аналитическом виде описывающие динамику заселенности состояний составной системы из двухуровневой частицы и квантованного бихроматического электромагнитного поля, обратимо обменивающегося энергией с этой частицей,для случая, когда средняя частота монохроматических компонент поля совпадает с частотой собственного перехода частицы, а амплитуды колебаний электрического поля этих компонент одинаковы при произвольной разности их начальных фаз. Полученные выражения существенно отличаются от известных из литературы выражений для зависимости от времени заселенности соответствующих состояний частицы, которые различными способами получены разными авторами на основе использования классической теории при описании бихроматического поля, действующего на частицу как на замкнутую квантовую систему. Отмечаются также значительные отличия характера установленной динамики заселенности состояния системы, соответствующего возбужденному состоянию частицы, от характера динамики заселенности возбужденного состояния частицы, которая определена численными решениями соответствующих оптических уравнений Блоха. Приведены рисунки, иллюстрирующие эти отличия на примерах ряда конкретных случаев бихроматического облучения с разной интенсивностью и разной относительной начальной фазы его монохроматических компонент.
Abstract
Mathematical modeling of the population dynamics of the states of a composite system of a two-level particle and a quantized bichromatic electromagnetic field reversibly exchanging energy with this particle has been carried out. Expressions are obtained that describe this dynamics analytically for the case when the average frequency of the monochromatic components of the irradiation field coincides with the frequency of the particle’s own transition, and the amplitudes of the electric field oscillations of these components are the same for an arbitrary difference of their initial phases.The obtained expressions differ significantly from the expressions known from the literature for the time dependence of the population of the corresponding particle states, which were obtained by various authors using various methods of the classical theory to describe a bichromatic field acting on a particle as a closed quantum system. There are also significant differences in the nature of the established excitation dynamics of the composite system from the character of the particle excitation dynamics determined by numerical solutions of the corresponding optical Bloch equations. Figures are given that illustrate these differences with examples of a number of specific cases of bichromatic irradiation with different intensities and different relative initial phases of its monochromatic components.
[ Full text ]