Лаборатория нелинейной квантовой оптики

Основные направления работы:

  • квантовых нелинейных эффектов
  • взаимодействия электромагнитного излучения с веществом, в том числе с бозе-эйнштейновским конденсатом разреженных газов

Тематика исследований на 2023 год:  

  • Нелинейный оптический отклик резонансных слоев допированных трехуровневыми квантовыми излучателями на внешнее гармоническое воздействие (исполнитель - Рыжов И. В.);
  • Рассеяние света на БЭК разреженного газа (исполнитель Трифонов Е. Д.).

Результаты научных исследований за 2022 - 2023 гг:

1. Проводились теоретические исследования оптического отклика метаматериалов составленных из трёхуровневых квантовых излучателей (с Ξ-, Λ-, V-конфигурациями) на воздействие монохроматического внешнего поля, с учетом дефазировки состояний системы. Вторичное дипольное поле, действующее на произвольный излучатель со стороны всех остальных, вносит нелинейность в систему и приводит к появлению обратной связи, что ведет в свою очередь к экзотическим особенностям динамики исследуемых систем в целом (в разных режимах), таким как мультистабильность, периодические и апериодические автоколебания, а также динамический хаос. Кроме этого, наши результаты показывают, что в окрестности коллективного (экситонного) резонанса, исследуемые системы почти полностью отражают падающее поле, выступая, таким образом, в роли нелинейного зеркала нанометровой толщины. Полученные результаты позволяют рассматривать 2D суперкристаллы с таких позиций, как: полностью оптический переключатель, генератор ТГц импульсов (в автоколебательном режиме), генератор шума (в хаотическом режиме), а также бистабильное зеркало, что представляет платформу для полностью оптических нанотехнологий. Все эти свойства и эффекты позволяют надеяться, что рассматриваемые системы могут оказаться перспективными для приложений в области нанофотоники.

2. Исследована степень когерентности состояний атомных облаков, возникающих при рассеянии света на БЭК разреженного газа.

Список публикаций за 2020 - 2023 гг.

По тематике "Нелинейный оптический отклик двумерных суперкристаллов трехуровневых квантовых излучателей":

1.         Ryzhov I.V., Malikov R.F., Malyshev A.V., Malyshev V.A. Nonlinear optical response of a two-dimensional quantum-dot supercrystal: emerging multistability, periodic and aperiodic self-oscillations, chaos, and transient chaos// Physical Review A. 2019. Т. 100. № 3. С. 033820, DOI: 10.1103/PhysRevA.100.033820.

2.         Байрамдурдыев Д.Я., Маликов Р.Ф., Рыжов И.В., Малышев В.А. Нелинейная оптическая динамика и высокая отражательная способность монослоя трёхуровневых квантовых излучателей с дублетом в возбуждённом состоянии // ЖЭТФ, 2020, т.158, вып.2(8). – С. 269-281. DOI: 10.31857/S0044451020080040.

3.         Ryzhov I.V., Malikov R.F., Malyshev A.V., Malyshev V.A., Quantum metasurfaces of arrays of Λ-emitters for photonic nano-devices. J. Opt. 2021, 23, 115102, DOI: 10.1088/2040-8986/ac2788.

4.         Bayramdurdiyev D. Y., Malikov R. F., Ryzhov I. V., Malyshev V. A., Nonlinear optical dynamics of two-dimensional super-lattices of quantum V-emitters // Journal of Physics: Conference Series. - 2021. - Volume 2103, N 1. - Atricle 012225. - DOI: 10.1088/1742-6596/2103/1/012225.

5.         Ryzhov I. V., Malikov R. F., Malyshev A. V., Malyshev V. A., Nonlinear optical dynamics of 2D super-crystals of quantum Λ-emitters // Journal of Physics : Conference Series. - 2021. - Volume 2103, N 1. - Atricle 012226. - DOI: 10.1088/1742-6596/2103/1/012226.

6.         Gorbacheva A. S., Ryzhov I. V. «Analytical regularities of inversionless superradiance», Physics of Complex systems, Scientific journal of Herzen University, 2022, Vol. 3, № 2, P.66-74, https://www.doi.org/10.33910/2687-153X-2022-3-2-66-74.

7.         Рыжов И.В., Байрамдурдыев Д.Я., Маликов Р.Ф., Малышев В.А. «Высокая отражательная способность и неустойчивости нелинейного оптического отклика монослоя трехуровневых квантовых излучателей с дублетом в возбужденном состоянии» // Сборник трудов XII Международной конференции «Фундаментальные проблемы оптики – 2020». Санкт-Петербург. 19-23 октября 2020 / Под ред. проф. С.А. Козлова. – СПб: Университет ИТМО, 2020. – 142-144 с.

8.         Рыжов И.В., Строганова А.О., Маликов Р.Ф., Малышев А.В., Малышев В.А. «Оптический отклик 2D сверхрешётки трёхуровневых λ-излучателей: эффекты дефазировки состояний», сборник тезисов XII Международного симпозиума по фотонному эхо и когерентной спектроскопии (Фэкс-2021) памяти профессора Виталия Владимировича Самарцева, Казань, 25–30 октября 2021 года, стр.230-233.

9.         Байрамдурдыев Д.Я., Маликов Р.Ф., Рыжов И.В., Малышев В.А. «Влияние дефазировки на оптический отклик метаповерности трехуровневых квантовых V - излучателей», сборник тезисов XII Международного симпозиума по фотонному эхо и когерентной спектроскопии (Фэкс-2021) памяти профессора Виталия Владимировича Самарцева, Казань, 25–30 октября 2021 года, стр.365-368.

По тематике "Нелинейный оптический отклик двумерных суперкристаллов трехуровневых квантовых излучателей":

1.         Аветисян Ю. А., Малышев В.А., Трифонов Е.Д., Фотонная отдача при рассеянии света на бозе-эйнштейновском конденсате разреженного газа, ЖЭТФ, 2020, т.157, вып.3, С.454–460, DOI: 10.31857/S0044451020030062.

2.         Аветисян Ю.А., Малышев В.А., Трифонов Е.Д., “Энергия и импульс отдачи при рассеянии света на бозе-эйнштейновском конденсате разреженного газа” Сборник трудов XII Международной конференции «Фундаментальные проблемы оптики ФПО – 2020», Санкт-Петербург, 19 – 23 октября 2020 г., С. 87 – 88.

3.         Аветисян Ю. А., Трифонов Е.Д., «Кинетика когерентных атомных «облаков» при рассеянии света на БЭК разреженного газа», Материалы XXVI Международной конференции «Оптика и спектроскопия конденсированных сред», 19 – 23 октября 2020г., КубГУ, Краснодар, С. 113 – 119.

4.         Аветисян Ю.А., Малышев В.А., Трифонов Е.Д. «Энергия и импульс отдачи фотона в диспергирующей среде: теория и сравнение с экспериментом», Тезисы Международной конференции ФизикА. СПб, Санкт-Петербург, 19 – 23 октября 2020 г., С. 407 – 408, http://physica.spb.ru.

5.         Аветисян Ю. А., Трифонов Е.Д., «Влияние потенциала ловушки на кинетику когерентных атомных «облаков» при рассеянии света на БЭК разреженного газа», Принято оргкомитетом XXVII международной конференции «Оптика и спектроскопия конденсированных сред», 27 сентября – 2 октября 2021 г., КубГУ, Краснодар.

6.         Аветисян Ю.А., Трифонов Е.Д. Когерентность атомных волн при рассеянии света на БЭК разреженного газа // В сб. Оптика и спектроскопия конденсированных сред: материалы XXVIII Междунар. науч. конф. Краснодар: Кубанский гос. ун-т, 2022. С. 3-5. http://ockc.kubsu.ru/data/ockc-2022.pdf.



Контакты

Часы работы:
Понедельник – Пятница, 10:00 – 18:00

Тел.: 8 (812) 315-53-96

Адрес: 191186, Санкт-Петербург, наб. реки Мойки 48, корпус 1, аудитория 406 (станция метро "Невский проспект")

Руководство

Игорь Викторович Рыжов

Заведующий лабораторией, кандидат физико-математических наук, доцент 

E-mail: igoryzhov@yandex.ru

Тел.: 8 921 754-00-25

Область научных интересов: 

  • квантовая нелинейная оптика;
  • нанофотоника;
  • квантовая нелинейная оптика;
  • физика твердого тела;
  • теория сверхизлучения;
  • теория групп.