najoNanosystems: Physics, Chemistry, MathematicsНаносистемы: физика, химия, математика2220-80542305-7971Университет ИТМОnajo-1195Research ArticlePHYSICSФИЗИКАBound states in birefringent crystals doped with two-level atomsСвязанные состояния в двулучепреломляющих кристаллах с примесными двухуровневыми атомамиБелоненкоМ. Б.BelonenkoM. B.

Mikhail Belonenko – professor, doctor of physical and mathematical sciences

mbelonenko@yandex.ruСасовА. С.SasovA. S.

Alexey Sasov – docent, candidate of physical and mathematical sciences

АлпатовА. В.AlpatovA. V

Alexey Alpatov – docent, candidate of physical and mathematical sciences

alpatov80@mail.ruВолгоградский институт бизнесаРоссияVolgograd institute of businessRussian Federation201220082025313441Copyright © Belonenko M.B., Sasov A.S., Alpatov A.V., 20252025Белоненко М.Б., Сасов А.С., Алпатов А.В.Belonenko M.B., Sasov A.S., Alpatov A.V.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://nanojournal.ifmo.ru/jour/article/view/1195

The dynamics of the interaction of electromagnetic pulses in a medium with impurity two-level atoms. Using the kinetic equation for the mean values of pseudospin operators, and decay in the random phase approximation. A numerical study of the conditions of formation of bound states of optical pulses and shows the evolution of the system for different parameters of the problem. The analogy between the results obtained and the well-known soliton modes.

Рассмотрена динамика взаимодействия электромагнитных импульсов в среде с примесными двухуровневыми атомами. Используя кинетические уравнения для средних значений операторов псевдоспина, расцепленные в приближении хаотических фаз, проведено численное исследование условий образования связанных состояний оптических импульсов и показана эволюция системы для различных параметров задачи. Проведена аналогия между полученными результатами и общеизвестными солитонными режимами.

связанные состояниядвулучепреломлениепримесидвухуровневые системыbound statesbirefringenceimpuritytwo-level systemsReferencesГиббс Х. Оптическая бистабильность. Управление светом с помощью света. — Пер. с англ. Москва: Мир, 1988. — 520 с.Гиббс Х. Оптическая бистабильность. Управление светом с помощью света. — Пер. с англ. Москва: Мир, 1988. — 520 с.Розанов Н.Н., Ходова Г.В. // Оптика и спектроскопия. — 1986. — 61, 1. — 198.Розанов Н.Н., Ходова Г.В. // Оптика и спектроскопия. — 1986. — 61, 1. — 198.Додд Р., Эйлбек Дж., Гиббон Дж., Моррис Х. Солитоны и нелинейные волновые уравнения. — Пер. с англ. Москва: Мир, 1988. — 694 с.Додд Р., Эйлбек Дж., Гиббон Дж., Моррис Х. Солитоны и нелинейные волновые уравнения. — Пер. с англ. Москва: Мир, 1988. — 694 с.Tikhonenko V., Christou J., Luther-Davies B. Three dimensional bright spatial soliton collision and fusion in a saturable nonlinear medium // Phys. Rev. Let. — 1996. — 76, 15. — 2698-2702.Tikhonenko V., Christou J., Luther-Davies B. Three dimensional bright spatial soliton collision and fusion in a saturable nonlinear medium // Phys. Rev. Let. — 1996. — 76, 15. — 2698-2702.Kang J.U., Stegeman G.I., Aitchison J.S., Akhmediev N.N. Observation of Manakov spatial solitons in AlGaAs planar waveguides // Phys. Rev. Let. — 1996. — 76, 20. — 3699-3702.Kang J.U., Stegeman G.I., Aitchison J.S., Akhmediev N.N. Observation of Manakov spatial solitons in AlGaAs planar waveguides // Phys. Rev. Let. — 1996. — 76, 20. — 3699-3702.Капля Е. В. Взаимодействие и локализация электромагнитных солитонов в окрестности слоев неоднородности в наноэлектронных устройствах на основе полупроводниковых сверхрешеток. // Диссертация на соискание ученойстепени кандидата физико-математических наук. — Волгоград: Волгоградский Государственный Архитектурно-строительный Университет, 2004.Капля Е. В. Взаимодействие и локализация электромагнитных солитонов в окрестности слоев неоднородности в наноэлектронных устройствах на основе полупроводниковых сверхрешеток. // Диссертация на соискание ученойстепени кандидата физико-математических наук. — Волгоград: Волгоградский Государственный Архитектурно-строительный Университет, 2004.Агранович В.М., Адамашвили Г.Т., Рупасовю В.И. Самоиндуцированная прозрачность анизотропных сред // ЖЭТФ. — 1981. — 80,5. — 1746-1756.Агранович В.М., Адамашвили Г.Т., Рупасовю В.И. Самоиндуцированная прозрачность анизотропных сред // ЖЭТФ. — 1981. — 80,5. — 1746-1756.Steudel H., Zabolotskii A.A., Meinel R. Solitons for the rotating reduced Maxwell-Bloch equations with anisotropy // Phys. Rev. E. – 2005. — 72, 5. — 056608(1)-056608(7).Steudel H., Zabolotskii A.A., Meinel R. Solitons for the rotating reduced Maxwell-Bloch equations with anisotropy // Phys. Rev. E. – 2005. — 72, 5. — 056608(1)-056608(7).Смирнов А.В. Затухание солитонов в двухуровневых средах, связанное с диполь-дипольным взаимодействием резонансных центров // Квантовая электроника. — 1990. — 17, 11. — 1513-1517.Смирнов А.В. Затухание солитонов в двухуровневых средах, связанное с диполь-дипольным взаимодействием резонансных центров // Квантовая электроника. — 1990. — 17, 11. — 1513-1517.Белоненко М.Б., Кабаков В.В. Самоиндуцированная прозрачность в резонанснойсреде с диполь-дипольным взаимодействием // Оптика и спектроскопия. — 2000. — 88, 3. — 435-438.Белоненко М.Б., Кабаков В.В. Самоиндуцированная прозрачность в резонанснойсреде с диполь-дипольным взаимодействием // Оптика и спектроскопия. — 2000. — 88, 3. — 435-438.ЗаболотскийА.А. Cамоиндуцированная прозрачность циркулярно поляризованных фемтосекундных импульсов // Письма в ЖЭТФ. — 2003. — 77, 9. — 558-562.ЗаболотскийА.А. Cамоиндуцированная прозрачность циркулярно поляризованных фемтосекундных импульсов // Письма в ЖЭТФ. — 2003. — 77, 9. — 558-562.Steudel H. and Zabolotskii A.A. Solitons of the reduced Maxwell-Bloch equations for circularly polarized light // J. Phys. A. — 2004. — 37, 18. — 5047-5055.Steudel H. and Zabolotskii A.A. Solitons of the reduced Maxwell-Bloch equations for circularly polarized light // J. Phys. A. — 2004. — 37, 18. — 5047-5055.Аллен Л., Эберли Дж. Оптическийрезонанс и двухуровневые атомы. – Москва: Мир, 1978. — 224 с.Аллен Л., Эберли Дж. Оптическийрезонанс и двухуровневые атомы. – Москва: Мир, 1978. — 224 с.Блинц Р., Жекш Б. Сегнетоэлектрики и антисегнетоэлектрики. — Москва: Мир, 1975. — 308 с.Блинц Р., Жекш Б. Сегнетоэлектрики и антисегнетоэлектрики. — Москва: Мир, 1975. — 308 с.Afanas’ev A.A., Vlasov R.A., Khasanov O.K., Smirnova T.V., Fedotova O.M. Coherent and incoherent solitons of self-induced transparency in dense, resonant media // J. Opt. Soc. Am. B. — 2002. — 19. — 911-919.Afanas’ev A.A., Vlasov R.A., Khasanov O.K., Smirnova T.V., Fedotova O.M. Coherent and incoherent solitons of self-induced transparency in dense, resonant media // J. Opt. Soc. Am. B. — 2002. — 19. — 911-919.Sazonov S.V., Ustinov N.V. Optical transparency modes in anisotropic media // SPIE Proceedings. — 2006. — 6259. — 6259-12.Sazonov S.V., Ustinov N.V. Optical transparency modes in anisotropic media // SPIE Proceedings. — 2006. — 6259. — 6259-12.Лэм Дж. Л. Введение в теорию солитонов. — Пер. с англ. Москва: Мир, 1983. — 294 c.Лэм Дж. Л. Введение в теорию солитонов. — Пер. с англ. Москва: Мир, 1983. — 294 c.Белоненко М.Б., Кабаков В.В. Динамика автолокализованных возбужденийв сегнетоэластиках с примесными двухуровневыми центрами // Изв. РАН, Сер. физ. — 1998. — 62,8. — 1497-1501.Белоненко М.Б., Кабаков В.В. Динамика автолокализованных возбужденийв сегнетоэластиках с примесными двухуровневыми центрами // Изв. РАН, Сер. физ. — 1998. — 62,8. — 1497-1501.Belonenko M.B., Kabakov V.V. The pecularities of the self-induced transparency effect in ferroelectric medium // Laser Physics. — 1997. — 7, 6. — 1197-1201.Belonenko M.B., Kabakov V.V. The pecularities of the self-induced transparency effect in ferroelectric medium // Laser Physics. — 1997. — 7, 6. — 1197-1201.Сазонов С. В. Электромагнитные видеосолитоны и бризеры в сегнетоэлектрике типа KDP // ФТТ. — 1995. — 37, 6. — 1612-1622.Сазонов С. В. Электромагнитные видеосолитоны и бризеры в сегнетоэлектрике типа KDP // ФТТ. — 1995. — 37, 6. — 1612-1622.Сазонов С. В., СоболевскийА. Ф. О нелинейном распространении предельно коротких импульсов в оптически одноосных средах // ЖЭТФ. — 2003. — 123, 6. — 1160-1178.Сазонов С. В., СоболевскийА. Ф. О нелинейном распространении предельно коротких импульсов в оптически одноосных средах // ЖЭТФ. — 2003. — 123, 6. — 1160-1178.Манцызов Б. И. Оптическийзумерон как результат биенийвнутренних мод брэгговского солитона // Письма в ЖЭТФ. — 2005. — 82, 5. — 284-289.Манцызов Б. И. Оптическийзумерон как результат биенийвнутренних мод брэгговского солитона // Письма в ЖЭТФ. — 2005. — 82, 5. — 284-289.Калоджеро Ф., Дегасперис А. Спектральные преобразования и солитоны. — Пер. с англ. Москва: Мир, 1985. — 472 с.Калоджеро Ф., Дегасперис А. Спектральные преобразования и солитоны. — Пер. с англ. Москва: Мир, 1985. — 472 с.Манцызов Б.И. Оптическийзумерон // Известия РАН, Сер. физ. — 2005. — 69, 12. — 1789-1793.Манцызов Б.И. Оптическийзумерон // Известия РАН, Сер. физ. — 2005. — 69, 12. — 1789-1793.Mantsyzov B.I., Keiichiro N. // SPIE Proceedings. — 1996. — 2798. — 2798-15.Mantsyzov B.I., Keiichiro N. // SPIE Proceedings. — 1996. — 2798. — 2798-15.Belonenko M.B., Sasov A.S. Effect of the ferroelectric environment on the dynamics of self-induced transparency in solitons // Journal of Russian Laser Research. — 2006. — 27,1. — 70-80.Belonenko M.B., Sasov A.S. Effect of the ferroelectric environment on the dynamics of self-induced transparency in solitons // Journal of Russian Laser Research. — 2006. — 27,1. — 70-80.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.