Спонтанное параметрическое рассеяние

Спонта́нное параметри́ческое рассе́яние (СПР; англ. spontaneous parametric down-conversion, SPDC, также параметрическая флуоресценция) — важный процесс в квантовой оптике, при котором рассеянные фотоны образуются в виде спутанных пар, формируя так называемое бифотонное поле. В процессе СПР нелинейная среда (кристалл) разделяет поступающие фотоны на пары, суммарные энергия и импульс которых равны энергии и импульсу входных фотонов.

Явление предсказано в 1966 году Д. Н. Клышко, объяснено и исследовано с соавторами до 1981 года, отмечено государственной премией в 1983 году.

Механизм явленияПравить

Один квант с энергией $\mathrm{\hslash <!--\; \hslash \; -->}{\mathrm{\omega <!--\; \omega \; -->}}_3$$\hbar \omega _{3}$  распадается на два кванта с энергиями $\mathrm{\hslash <!--\; \hslash \; -->}{\mathrm{\omega <!--\; \omega \; -->}}_1$$\hbar \omega _{1}$  и $\mathrm{\hslash <!--\; \hslash \; -->}{\mathrm{\omega <!--\; \omega \; -->}}_2$$\hbar \omega _{2}$  c соблюдением закона сохранения энергии $\mathrm{\hslash <!--\; \hslash \; -->}{\mathrm{\omega <!--\; \omega \; -->}}_3=\mathrm{\hslash <!--\; \hslash \; -->}{\mathrm{\omega <!--\; \omega \; -->}}_1+\mathrm{\hslash <!--\; \hslash \; -->}{\mathrm{\omega <!--\; \omega \; -->}}_2$$\hbar \omega _{3}=\hbar \omega _{1}+\hbar \omega _{2}$  и закона сохранения импульса $\mathrm{\hslash <!--\; \hslash \; -->}{k}_3=\mathrm{\hslash <!--\; \hslash \; -->}{k}_1+\mathrm{\hslash <!--\; \hslash \; -->}{k}_2$$\hbar k_{3}=\hbar k_{1}+\hbar k_{2}$ , где $k$$k$  - волновой вектор фотона.

Где используетсяПравить

Генерируемые частоты определяются законом сохранения импульса, т.е. направлением в кристалле, в котором выполняется этот закон для данных частот. Таким образом, вращая кристалл, можно плавно изменять частоту генерируемого излучения в широких пределах. Данное явление используется для генерации перестраиваемого по частоте инфракрасного излучения.

ЛитератураПравить

1. Клышко Д. Н., Пенин А. Н., Полковников Б. Ф. Параметрическая люминесценция и рассеяние света на поляритонах, Письма ЖЭТФ, том 11, стр. 11-14 (1970).
2. Делоне Н. Б. Взаимодействие лазерного излучения с веществом. Курс лекций, М., Наука, 1989, 280 с.
3. Воронов В. К., Подоплелов А. В. Современная физика: Учебное пособие. - М.: КомКнига, 2005, 512 с., ISBN 5-484-00058-0, гл. 1 Нелинейная оптика, п 1.1 Многофотонные процессы.