Научная статья на тему 'Двухчастотная запись информации при наличии внешних пространственно неоднородных электрических полей'

Двухчастотная запись информации при наличии внешних пространственно неоднородных электрических полей Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
40
12
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
СТИМУЛИРОВАННОЕ ФОТОННОЕ ЭХО / ТРЕХУРОВНЕВАЯ СИСТЕМА / ДВУХЧАСТОТНАЯ ЗАПИСЬ ИНФОРМАЦИИ / ЗАПИСЬ ИНФОРМАЦИИ / ЭФФЕКТ ЗАПИРАНИЯ ИНФОРМАЦИИ / STIMULATED PHOTON ECHO / THREE-LEVEL SYSTEM / DUAL-FREQUENCY DATA RECORDING / DATA RECORDING / THE EFFECT OF INFORMATION LOCKING

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Гарнаева Г. И., Нефедьев Л. А., Хакимзянова Э. И., Низамова Э. И., Ахмедшина Е. Н.

Исследована запись информации в трехуровневой системе при наличии внешних пространственно-неоднородных электрических полей и кодировке информации в первом двухчастотном объектном импульсе. Показано, что при параметре неэквидистантности системы не равным единице происходит изменение шкалы реального времени в отклике стимулированного фотонного эха. При наложении пространственно неоднородного электрического поля между первым и вторым импульсами и после третьего импульса наблюдается эффект запирания отклика стимулированного фотонного эха, эффективность которого зависит от величины градиента поля.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Гарнаева Г. И., Нефедьев Л. А., Хакимзянова Э. И., Низамова Э. И., Ахмедшина Е. Н.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

TWO-FREQNENCY INFORMATION RECORDING IN THE PRESENCE OF SPATIALLY INHOMOGENEOUS EXTERNAL ELECTRIC FIELDS

The recording of information in a three-level system in the presence of external spatially inhomogeneous electric fields and information encoding in the first two-frequency object pulse investigated. It is shown that in the case of system equidistantnost is not equal one changes the scale of real-time of SFE response. In imposing a spatially non-uniform electric field between the first and second pulses, and after the third pulse, the effect of SFE response locking observed, the effectiveness of which depends on the magnitude of the field gradient.

Текст научной работы на тему «Двухчастотная запись информации при наличии внешних пространственно неоднородных электрических полей»

№ 2005129781/06 (033405) от 28 сентября 2005 года,

№ 2005140396/06 (033405) от 26 декабря 2005 года.

Необходимо подчеркнуть, что открытые законы и механизмы формирования звёздных систем и Г алактик нашей Вселенной, которые подчинены законам природы, дают нам возможность узнать и по-новому взглянуть на существование неизвестных раньше свойств и явлений материального мира.

В заключении можно сказать, что наш материальный мир очень многообразен и все процессы, совершаемые в нём от случайно сложившихся обстоятельств, которые происходят во времени, в разной мере, влияют один на другой, поэтому выдвигается новая теория многогранной зависимости. В этом мире всё переплетено, и одно явление природы в разной мере находиться в зависимости к другому. Более активные материальные тела доминируют над менее активными материальными телами, поэтому не может быть постоянных констант, законов или физических величин. Например, новый закон тяготения между двумя материальными телами, которые расположены в пространстве Солнечной (или другой) системы тесно связан с новым законом тяготения одного материального тела находящегося в пространстве Солнечной (или другой) системы к центральной звезде (Солнцу). В тоже время законы тяготения находятся в постоянной зависимости от нового закона активности материального тела расположенного в пространстве и нового закона ускорения свободного падения тел в пространстве. А перечисленные законы тесно связаны с новым законом энергии между двумя материальными телами, которые находятся в пространстве Солнечной (или другой) системы и новым законом энергии одного материального тела, находящегося в пространстве Солнечной (или другой) системы, к центральной звезде (Солнцу) и многим другим...

Литература

1. "Константа обратной скорости света." Автор Белашов А.Н. Центр развития научного сотрудничества ЦРНС. "Актуальные вопросы современной науки", 28 сборник научных трудов. Издательство "СИБПРИНТ" город Новосибирск август 2013 года . Свидетельство о государственной регистрации ПИ № ISBN 978-5-906535-20-7.

2. "Механизм образования гравитационных сил и новый закон ускорения свободного падения тел в пространстве" Автор Белашов А.Н. "Международный научно-исследовательский журнал" Екатеринбург. Номер журнала 2-9 2013 года. Свидетельство о государственной регистрации ПИ № ФС 77 - 51217 ISSN 2303-9868.

3. "Новые законы электрических явлений" Автор Белашов А.Н._" Журнал научных и прикладных исследований " Уфа. Номер журнала 1-2 2013 года. Свидетельство о государственной регистрации ПИ № ФС 77-38591 ISSN 2306-9147.

4. "Новые законы энергии материальных тел расположенных в пространстве Солнечной (или другой) системы" Автор Белашов А.Н. "Международный научно-исследовательский журнал" Екатеринбург. Номер журнала 3-10 2013 года часть 1. Свидетельство о государственной регистрации ПИ № ФС 77 - 51217 ISSN 2303-9868.

5. "Новый закон тяготения между двумя материальными телами находящихся в пространстве Солнечной (или другой) системы" Автор Белашов А.Н. "Международный научно-исследовательский журнал" Екатеринбург. Номер журнала 4-11 2013 года часть 1. Свидетельство о государственной регистрации ПИ № ФС 77 - 51217 ISSN 2303-9868.

6. "Новый закон тяготения одного материального тела находящегося в пространстве Солнечной (или другой) системы к центральной звезде Солнцу" Автор Белашов А.Н. "Международный научно-исследовательский журнал" Екатеринбург. Номер журнала 4-11 2013 года часть 1. Свидетельство о государственной регистрации ПИ № ФС 77 - 51217 ISSN 2303-9868.

7. "Новые законы и математические формулы по гидродинамике" Автор Белашов А.Н. "Международный научноисследовательский журнал" Екатеринбург. Номер журнала 7-14 2013 года часть 1. Свидетельство о государственной регистрации ПИ № ФС 77 - 51217 ISSN 2303-9868.

8. "Эволюционное развитие планет Солнечной системы." Автор Белашов А.Н. Центр развития научного сотрудничества ЦРНС. "Актуальные вопросы современной науки", 28 сборник научных трудов. Издательство "СИБПРИНТ" город Новосибирск август 2013 года . Свидетельство о государственной регистрации ПИ № ISBN 978-5-906535-20-7.

9. "Устройство вращения магнитных систем" Автор Белашов А.Н. Описание заявки на изобретение № 2005129781 от 28 сентября 2005 года.

10. "Новая теория многогранной зависимости". Автор А.Н. Белашов URL:

http://www.belashov.info/LAWS/theory.htm

11. "Открытия, изобретения, новые технические разработки". Автор Белашов А.Н. URL:

http://www.belashov.info/index.html

12. "Гравитационное устройство" Автор Белашов А.Н. Описание заявки на изобретение № 2007126789 от 16 июля 2007

года.

13. "Гравитационное и антигравитационное устройство" Автор Белашов А.Н. Описание заявки на изобретение № 2007126790 от 16 июля 2007 года .

14. " Физика Земли и Солнечной системы" Авторы Костюкова Н. И., Михайленко Б. Г.

"Альманах современной науки и образования" Тамбов: Грамота, 2011. № 12 (55). C. 37-44. ISSN 1993-5552.

15. "Силы в природе", В.И.Григорьев, Г.Я.Мякишев, Москва "Наука" 1988 года.

16. "Как взорвалась Вселенная", автор И.Д.Новиков, издательство "Наука" Главная редакция физико-математической литературы, город Москва 1988 год.

17. "Физика пространства-времени", Э. Ф. Тейлор, Москва 1963 г.

Гарнаева Г.И.1, Нефедьев Л.А.2, Хакимзянова Э.И.3, Низамова Э.И.4, Ахмедшина Е.Н.5, Сахбиева АР.6

1 Кандидат физико-математических наук, доцент, 2 доктор физико-математических наук, профессор, 3 аспирантка, 4 старший преподаватель, 5 аспирантка, 6 аспирантка, Казанский (Приволжский) федеральный университет

ДВУХЧАСТОТНАЯ ЗАПИСЬ ИНФОРМАЦИИ ПРИ НАЛИЧИИ ВНЕШНИХ ПРОСТРАНСТВЕННО НЕОДНОРОДНЫХ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ

Аннотация

Исследована запись информации в трехуровневой системе при наличии внешних пространственно-неоднородных электрических полей и кодировке информации в первом двухчастотном объектном импульсе.

Показано, что при параметре неэквидистантности системы не равным единице происходит изменение шкалы реального времени в отклике стимулированного фотонного эха. При наложении пространственно неоднородного электрического поля между первым и вторым импульсами и после третьего импульса наблюдается эффект запирания отклика стимулированного фотонного эха, эффективность которого зависит от величины градиента поля.

Ключевые слова: стимулированное фотонное эхо, трехуровневая система, двухчастотная запись информации, запись информации, эффект запирания информации

19

Garnaeva G.I.1, Nefediev L.A.2, Hakimzyanova E.I.3, Nizamova E.I.4, Ahmedshina E.N.5, Sakhbieva A.R.6

1 PhD in Physics and mathematics, associate professor, 2 Dr in Physics and mathematics, professor, 3 postgraduate student, 4 senior lecturer, 5 postgraduate student, 6 postgraduate student, Kazan (Volga) Federal University TWO-FREQNENCY INFORMATION RECORDING IN THE PRESENCE OF SPATIALLY INHOMOGENEOUS

EXTERNAL ELECTRIC FIELDS

Abstract

The recording of information in a three-level system in the presence of external spatially inhomogeneous electric fields and information encoding in the first two-frequency object pulse investigated.

It is shown that in the case of system equidistantnost is not equal one changes the scale of real-time of SFE response. In imposing a spatially non-uniform electric field between the first and second pulses, and after the third pulse, the effect of SFE response locking observed, the effectiveness of which depends on the magnitude of the field gradient.

Keywords: The stimulated photon echo, three-level system, dual-frequency data recording, data recording, the effect of information locking

Фотонное эхо может служить способом запоминания, преобразования и воспроизведения пространственно-временной структуры возбуждающих импульсов - эхо-голография. На формирование эхо-голограмм существенное влияние оказывают случайные и релаксационные процессы, вырождение резонансных уровней, наличие внешних пространственно-неоднородных электрических полей. Это дает возможность преобразования пространственно-временной структуры откликов эхо-голограммы, что может быть использовано в системах оперативной обработки информации [1].

В случае, если резонансная среда состоит из многоуровневых оптических центров, взаимодействующих с последовательностью лазерных импульсов, имеющих разные частоты, то такие центры могут вести себя как многоуровневые квантовые гейты, выполняющие логические операции. Причем наряду с логическими операциями возможно изменение шкалы реального времени и последовательности событий, информация о которых была заложена в пространственно-временную структуру объектного импульса [2]. Таким образом, в процессе записи эхо-голограммы добавляется еще одно измерение - частота (цветная эхо-голография [3]).

Запись цветной эхо-голограммы может быть осуществлено на уровнях Pr3+ в матрице LaF3, где долгоживущее фотонное эхо было обнаружено на переходах 3Н4 - 3Р0 (Х=4777А) и 3Н4 - 1D2 (Х=5925А) [4, 5]. Таким образом, реализуется многочастотный характер возбуждения, т.е. многоканальность (за счет разных частот) записи и хранения информации [6].

Л„

Для отыскания оператора эволюции U системы при ее возбуждении резонансным лазерным импульсом длительностью ' в

момент времени ^ используем результаты работы [8]. Зная оператор эволюции U можно определить матрицу плотности после воздействия ц-го лазерного импульса

p{t^ + At^) — и(лц U (лц) (i)

Рассмотрим схему возбуждения стимулированного фотонного эха (СФЭ) в трехуровневой системе по V - схеме приведенной

Рис. 1 - Схема возбуждения СФЭ при двухчастотной записи информации в трехуровневой системе В рассматриваемом случае гамильтониан системы можно представить в виде:

' 0 0 0 ^

Но — ^Л12 0 1 0

V 0 0 Г,

Г —

где

^13

^12

- параметр неэквидистантности спектра системы,

^ ij ■ ■ Л12

J - частота перехода i-j,

— Q12 -®12

®12

частота лазерного излучения резонансного переходу 1-2. Напряженность электрического поля отклика найдем как

20

E(r, t ') =

1

h3c 2 R0

X j J (d Л x n x n g(Ai2 )^Ai2

n

линии резонансного перехода,

g (A12 )

(2)

функция распределения частоты неоднородно уширенной

t ' = t

R0n + j

с

с

R 0 - радиус-вектор точки наблюдения, j - радиус-вектор

d j (t0) = SP(Pd j (t ')) = d 21P1(2) + d31P1(^) + d32P'23) + к'с-

VV //“ j\l ))-“21K12 1 U31

местоположения j-го оптического центра, ' 1

матричные элемента: матрицы плотности после воздействия трех возбуждающих лазерных импульсов найдем аналогично [2].

Воздействие внешних пространственно неоднородных электрических полей на резонансную систему атомов может влиять на воспроизводимость информации в откликах СФЭ. Процесс формирования откликов фотонного эха содержит два необходимых этапа: расфазирование осциллирующих дипольных моментов оптических центров и последующее их сфазирование, которое приводит к возникновению макроскопической поляризации среды и регистрируется в виде оптического когерентного отклика. Воздействие на резонансную среду на одном из этих этапов пространственно-неоднородного внешнего возмущения (например, неоднородного электрического поля) приведет к случайному сдвигу или расщеплению исходных монохромат неоднородно уширенной линии резонансного перехода. В результате дипольные моменты не будут сфазироваться после считывающего импульса, т.е. генерация оптического когерентного отклика будет подавляться.

Следуя работам [7-10] будем считать, что воздействие неоднородных электрических полей приводит к дополнительным

частотным сдвигам:

fmn (Аттп,r

)= СШ (^Е (ATmn, r У )

где Сш - постоянная эффекта Штарка,

Ат12

время

Ат 23

воздействия неоднородного электрического поля между первым и вторым возбуждающим импульсом неоднородного электрического поля после третьего импульса.

В этом случае пространственно-временная структура отклика СФЭ на переходе 1-2 определится выражением

E * J?g(А12>^2 sin01 sin02 sin03 [s/JAГА12) X S™(ГА12)~(23)(A12)x

;(1)*

- время воздействия

V — да

exp

i(A12 + f12 )

(t - - ) r(A12 + f13 У12

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

(t — -12— - 23 )— (^12 + fl2 ) .

+ s/2 (An)

x

Sf2 (A12 )S~1(2) (A12 )exp{i(A12 + f13 )[(t — -12 — - 23 )— (A12 + f12 )-12 ]}dV.

(3)

Рассмотрим воспроизводимость информации в отклике СФЭ на переходе 1-2 в трехуровневой системе при двухчастотном возбуждении (рис. 1).

В этом случае численный расчет выражения (3) в отсутствии внешних пространственно неоднородных электрических полей представлен на рисунке 2, из которого следует, что на переходе 1-2 в отклике СФЭ наблюдается изменение шкалы реального времени для импульса Б.

Рис. 2 - Временная форма отклика СФЭ на переходе 1-2 при двухчастотной записи информации в трехуровневой системе при отсутствии внешнего пространственно неоднородного электрического поля (0А=0Б<<я/2)

21

Рис. 3 - Временная форма отклика СФЭ при двухчастотной записи информации в трехуровневой системе (0А=0Б<<п/2): а. при

Ve1 = ,

наложении пространственно неоднородного электрического поля между первым и вторым импульсами (

= 0

70 В/см2,

ve2 Ve1

), б. при наложении пространственно неоднородного электрического поля между первым и вторым импульсами

140 В/см2.

VE

=0

)

Из сравнения рисунков 2 и 3 следует, что наложение внешнего пространственно неоднородного электрического поля между первым и вторым возбуждающими импульсами приводит как к эффекту запирания отклика СФЭ, так и к изменению эффективности запирания информации в импульсах А и Б в зависимости от величины внешнего неоднородного электрического поля (рис. 3).

Рис. 4 - Временная форма отклика СФЭ при двухчастотной записи информации в трехуровневой системе (0а=0б<<п/2): а. при

наложении пространственно неоднородного электрического поля после третьего импульса (

VE

VE2

60

при наложении пространственно неоднородного электрического поля между после третьего импульса (

В/см2), б.

VЕ1 =

0,

VE2

110

В/см2)

Если внешнее пространственно-неоднородное электрическое поле накладывается после третьего импульса (рис. 1), наряду с эффектом запирания отклика СФЭ наблюдается разрушение корреляции временной формы объектного импульса с откликом СФЭ (рис. 4, 5). Эти эффекты позволяют управлять временной формой отклика СФЭ внешними пространственно-неоднородными электрическими полями.

0

22

Рис. 5 - Временная форма отклика СФЭ при двухчастотной записи информации в трехуровневой системе (0А=0Б<<п/2) при

наложении пространственно неоднородного электрического поля после третьего импульса (

WE1

VE2

= 190

В/см2)

0

Рис. 6 - Эффективность запирания откликов СФЭ в трехуровневой системе для откликов А и Б импульсов

VE

VE

На рисунке 6 приведено изменение W в зависимости от величины градиента (или * , или ~ ) внешнего пространственно-неоднородного электрического поля. В обоих случаях наблюдается запирания отклика СФЭ при значениях градиентов приблизительно 80 В/см2 и СШ = 100кГц/В*см.

Литература

1. Калачёв А.А., Самарцев В.В. Фотонное эхо и его применение. Казань, КГУ, (1998) 150с.

2. Нефедьев Л.А., Низамова Э.И., Тактаева С.В. Влияние некоррелированности неоднородного уширения на формирование переходных оптических процессов в многоуровневых системах // Оптика и спектроскопия. 2012. Т. 113. №2. C. 156-161.

3. Нефедьев Л.А., Самарцев В.В. Цветная эхо-голография // Оптика и спектроскопия. 1987. Т. 62. № 3. С. 701-703.

4. Chen Y.C., Chiang K. and Hartmann S.R. Photon echo relaxation in LaF3: Pr3+ // Optics Communications, 29, №2, (1979) 181185.

5. Chen Y.C., Chiang K. and Hartmann S.R. Spectroscopic and relaxation character of the 3P0-3H4 transition in LaF3: Pr3+ measured by photon echoes // Physical review B, 21, №1, (1980) 40-47.

6. Голенищев-Кутузов В.А., Самарцев В.В., Хабибуллин Б.М. Импульсная оптическая и акустическая когерентная спектроскопия. Москва, (1988) 189с.

7. Биленький С.М. Введение в диаграммную технику Фейнмана. Москва: Атомиздат, (1971) 215с.

8. Нефедьев Л.А., Гарнаева Г.И., Усманов Р.Г. Многоканальная запись информации на основе эффекта «запирания» сигналов фотонного эха // Оптический журнал. 2010. Т. 77. № 2. С. 27-29.

9. Гарнаева Г.И., Нефедьев Л.А. Эффект «запирания» сигналов фотонного эха нерезонансными стоячими волнами с разными частотами / Сборник статей двенадцатой Международной молодежной научной школы «Когерентная оптика и оптическая спектроскопия» / Казань: КГУ - 2008.

10. Нефедьев Л.А., Гарнаева (Хакимзянова) Г.И. Корреляция неоднородного уширения и эффективность запирания информации в оптических эхо-процессор // Оптика и спектроскопия. 2005. Т. 98. №1. С. 41-45.

Глазунов Ю.Т.

Профессор доктор технических наук., Балтийский федеральный университет им. И. Канта ПОБУДИТЕДЛЬНЫЕ ПРИЧИНЫ МЕЧТАНИЙ

Аннотация

Показано, что мечта - мысленная модель будущего состояния значимой для человека области окружающего мира, представленная в виде возможного сценария развития событий. Создание таких сценариев на протяжении тысячелетий

23

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.