Важнейшие результаты 2020 г.

Впервые в моноизотопном кристалле YLiF₄ (обогащенном изотопом лития-7), легированном трехвалентными ионами Er-167 (концентрация 0.0025 ат.%), исследован эффект электромагнитно-индуцированной прозрачности. Проведены измерения зависимости спектра поглощения примесных ионов на переходе ⁴I_15/2(0)-⁴I_13/2(0) (длина волны 1530 нм) от магнитного поля и определены параметры эффективного спинового гамильтониана для возбужденного состояния. Показано, как теоретически так и экспериментально, что при определённом значении и направлении внешнего магнитного поля в рассматриваемом кристалле образуется полный часовой переход между сверхтонкими подуровнями основного электронного состояния примесных ионов и симметричная L-схема оптических переходов. В этих условиях при охлаждении образца ниже 400 мК достигается степень просветления резонансной среды 55%. Результаты представляют интерес для разработки твердотельных управляемых оптических линий задержек и устройств оптической квантовой памяти на телекоммуникационных длинах волн.

  Рис. 1. Зависимость амплитуды (слева) и фазы (справа) пробного поля от частоты в области исследуемого резонансного перехода при различных температурах образца. Черная линия – эксперимент, красная линия – результат теоретического расчета, – начало частотной шкалы в области резонанса. Провал в центре линии поглощения, наблюдаемый через измерение амплитуды пробного поля, соответствует окну электромагнитно-индуцированной прозрачности шириной 15 МГц, а участок аномальной дисперсии, наблюдаемый через измерение фазы пробного поля, соответствует уменьшению групповой скорости и задержке импульса на 5 нс.

Публикации:

1. N. Kukharchyk, D. Sholokhov, O. Morozov, S. L. Korableva, A. A. Kalachev, P. A. Bushev. Electromagnetically induced transparency in a mono-isotopic ¹⁶⁷Er:⁷LiYF₄ crystal below 1 Kelvin: microwave photonics approach // Optics Express, 28(20), 29166-29177 (2020)

Направление: II. Физические науки, направление 10.