ФИЗИКА
УДК 535.338.32
ПОЛЯРИТОННЫЕ КРИВЫЕ В АМОРФНОМ КВАРЦЕ,
ЛЕГИРОВАННОМ ИОНАМИ ЭРБИЯ Er
3+
В.С. Горелик
1
,
М.Г. Бурданова
2
1
Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН, Москва, Российская Федерация
e-mail:
2
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Российская Федерация
e-mail:
Использована модель Лоренца для описания дисперсионных свойств электро-
магнитных волн в аморфном кварце, легированном ионами редкоземельных ме-
таллов. Установлен вид уравнений Максвелла для диэлектрической среды с
пространственно упорядоченными примесными центрами. Проанализированы
спектры поглощения ионов эрбия
Er
3+
, введенных в аморфный кварц. Определе-
ны дисперсионные зависимости для поляритонных волн в примесном аморфном
кварце на основе модели взаимодействия электромагнитных волн с резонансны-
ми электронными состояниями ионов эрбия. Установлены особенности поляри-
тонных кривых и параметры унитарных поляритонов, для которых показатель
преломления равен единице. Проанализированы условия для оптимизации накач-
ки рабочих уровней генераций лазера, создаваемого на основе аморфного квар-
ца, легированного ионами эрбия
Er
3+
. Показано, что волоконно-оптический
эрбиевый лазер может быть использован для реализации конверсии фотонов в
скалярные бозоны. Приведен пример возможной экспериментальной схемы для
наблюдения фотон-парафотонной конверсии.
Ключевые слова
:
аморфный кварц, эрбий, спектр поглощения, парафотоны, дис-
персионные соотношения, люминесценция, поляритоны, резонанс, лазер.
POLARITON CURVES IN AMORPHOUS QUARTZ DOPED
WITH IONS OF ERBIUM Er
3+
V.S. Gorelik
1
,
M.G. Burdanova
2
1
Lebedev Physical Institute of the Russian Academy of Sciences, Moscow, Russian
Federation
e-mail:
2
Bauman Moscow State Technical University, Moscow, Russian Federation
e-mail:
The Lorentz model is used for describing dispersion properties of electromagnetic
waves in amorphous quartz doped with rare-earth metal ions. The form of Maxwell
equations is established for dielectric media with spatially ordered impurity centers.
The absorption spectra of erbium ions
Er
3+
introduced in amorphous quartz
are analyzed. The dispersion dependences of polaritonic waves in the impurity
amorphous quartz are determined on the basis of the model of interaction between
electromagnetic waves and resonance electronic states of
Er
3+
ions. The features of
polariton curves and parameters of unitary polaritons, for which the refraction index
90
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2014. № 2
