Бакланов Е.В. Узкие резонансы в оптике (За науку в Сибири, 18 мая 1978 г.)
 Навигация
 
 

Чеботаев В.П.




     *библиография + база данных
     *жизнь и деятельность
     *избранные труды



Научные школы ННЦ
 
БАКЛАНОВ Е.В. УЗКИЕ РЕЗОНАНСЫ В ОПТИКЕ*
 

За цикл работ по нелинейным узким резонансам в оптике и их применению присуждена Ленинская премия 1978 года в области науки и техники ЛЕТОХОВУ Владилену Степановичу, доктору физико-математических наук, заведующему лабораторией Института спектроскопии АН СССР (Москва), и ЧЕБОТАЕВУ Вениамину Павловичу, доктору физико-математических наук, заместителю директора по науке Института теплофизики СО АН СССР (Новосибирск).

С 1 января 1978 г. отдел лазерной физики, где ведутся исследования под руководством доктора физико-математичских наук В.П.Чеботаева, был переведен из Института физики полупроводников СО АН СССР в Институт теплофизики СО АН СССР. Редакция обратилась к доктору физико-математических наук старшему научному сотруднику этого института Е.В.БАКЛАНОВУ рассказать о работах, удостоенных Ленинской премии.

* * *

Получение узких и стабильных по частоте резонансных линий в спектрах поглощения или излучения вещества в различных диапазонах электромагнитного излучения - важная проблема физики. Каждое открытие в этом направлении значительно увеличивает точность физического эксперимента и приводит к многочисленным применениям в самых различных областях науки и техники. Здесь можно привести два классических примера. В 40-50е годы была развита техника получения узких резонансов в радиодиапазоне, которые легли в основу квантовых стандартов частоты и принятой сейчас во всем мире атомной школы времени. Чрезвычайно узкие резонансы в гамма-диапазоне, которые были открыты Мессбауэром, обеспечивают сейчас наивысшую относительную точность физического эксперимента, порядка 10-15. В промежуточной, оптической области спектра до недавнего времени относительная ширина резонансов из-за уширения их за счет эффекта Допплера была обычно не меньше 10-6.

Благодаря фундаментальным исследованиям в области резонансного нелинейного взаимодействия когерентного лазерного излучения с газом атомов и молекул, выполненным В.С.Летоховым и В.П.Чеботаевым, были получены оптические резонансы с относительной шириной 10-10- 10-15, то есть полностью без допплеровского уширения.

Исследования В.С.Летохова и В.П.Чеботаева составляют основу нового направления спектроскопии - нелинейной лазерной спектроскопии сверхвысокого разрешения. Работы советских физиков оказали большое влияние на развитие науки и получили признание ведущих зарубежных ученых, работающих в области лазерной физики.

Прогресс в получении узких оптических резонансов был достигнут благодаря методу насыщенного поглощения, предложенного независимо В.С.Летоховым и В.П.Чеботаевым. Метод основан на селективном воздействии когерентного оптического излучения на атомы или молекулы в резонансно поглощающих газах низкого давления. С помощью этого метода в отделе лазерной физики были получены резонансы с ширинами порядка - 1 кгц, что позволило на 4-5 порядков увеличить разрешающую способность спектроскопии и в оптическом диапазоне наблюдать и исследовать целый ряд фундаментальных физических явлений, таких, как нелинейное уширение и сдвиг спектральных линий, квадратичный эффект Допплера, эффект отдачи и другие.

Принципиально новым направлением спектроскопии без допплеровского уширения является метод двухфотонного поглощения в поле стоячей волны, предложенный В.П.Чеботаевым и сотрудниками. Главная особенность метода - исключение допплеровского сдвига при поглощении встречных фотонов без эффекта отдачи. Эксперименты, выполненные в разных странах, показали высокую эффективность этого метода. Одно из возможных интересных научных приложений этого метода - измерение высокой частоты перехода IS-2S атома водорода, а вместе с этим и измерение постоянной Ридберга с высокой точностью ∼ 10-10.

Большие перспективы для спектроскопии имеет метод разнесенных оптических полей, разработанный В.П.Чеботаевым с сотрудниками (1974-77 гг.). Возможность получения нового типа резонансов связана с принципиально новым эффектом в оптике - переносом когерентности атомных состояний на большое расстояние. Оптические резонансы, возникающие в таких системах, имеют ширины порядка обратного времени пролета между световыми полями. Таким образом, открывается перспектива получения резонансов с ширинами 10-100 гц. Это позволит увеличить разрешающую способность исследований до 1013.

Очень привлекателен метод оптической спектроскопии без допплеровского уширения - охлаждение и пленение атомов в поле лазерного излучения, предложенный В.С.Летоховым. Метод основан на использовании силы резонансного светового давления, превращающей поступательное движение атома в колебательное с амплитудой меньше длины волны; тем самым исключается эффект Допплера. Расчеты, проведенные в Институте спектроскопии АН СССР В.С.Летоховым и сотрудниками, показывают, что этим методом можно реализовать режим радиационного охлаждения до ультранизких температур порядка 10-3 К.

Открытие методов получения узких резонансов в оптическом диапазоне автоматически дало методы создания узких и высокостабильных по частоте атомных молекулярных реперов, к которым можно привязывать частоту лазера. Был достигнут большой прогресс в области стабилизации частоты - за период с 1967-1972 годов стабильность излучения газовых лазеров возросла с 10-8 до 10-14, то есть в миллионы раз. Под руководством В.П.Чеботаева создан гелий-неоновый лазер с длиной волны 3,39 мкм со стабильностью частоты на уровне 10-14. Это самый монохроматичный источник электромагнитного излучения в мире, ширина линии которого ∼ 0,5 гц. В настоящее время Институтом теплофизики СО АН СССР ведутся совместные работы с Новосибирским государственным научно - исследовательским институтом метрологии и другими институтами Госстандарта по созданию эталона частоты и времени на основе этого лазера.

Присуждение Ленинской премии В.П.Чеботаеву - высокая оценка этих работ, признание заслуг всего коллектива сотрудников, работающих над актуальными проблемами лазерной физики.


 * Бакланов Е.В. Узкие резонансы в оптике / Бакланов Е.В. // За науку в Сибири. - 1978. - 18 мая. - С.1-2.
 

Научные школы ННЦ В.П.Чеботаев | Литература о жизни и деятельностиПодготовили А.Шишкина (ИЛФ СО РАН) и С.Канн  
 


[Начало | О библиотеке | Академгородок | Новости | Выставки | Ресурсы | Партнеры | ИнфоЛоция | Поиск | English]
В 2004-2006 гг. проект поддерживался грантом РФФИ N 04-07-90121
 
© 2004-2021 Отделение ГПНТБ СО РАН (Новосибирск)
Статистика доступов: архив | текущая статистика

Документ изменен: Wed Feb 27 14:55:40 2019. Размер: 16,042 bytes.
Посещение N 3521 с 12.02.2007