активная среда для лазерной генерации. С учетом трех резонанс-
ных переходов в ионах хрома закон дисперсии поляритонов в этом
кристалле может быть представлен соотношением
ω
2
=
A
2
0
k
2
ε
(
ω
)
,
где
с
0
— скорость света в вакууме;
ε
(
ω
) =
ε
∞
j
=3
Y
j
−
1
(
ω
2
lj
−
ω
2
)
(
ω
2
tj
−
ω
2
)
.
Вид поляритонных кривых в кристаллах рубина иллюстрирует
рис. 3. При этом точки
G
1
, G
3
и
G
5
соответствуют частотам
ω
tj
по-
перечных мод, а точки
G
2
, G
4
и
G
6
— частотам
ω
lj
продольных мод,
точки
А
−
С
— унитарным поляритонам (
|
n
= 1
|
). В кристаллах ру-
бина осуществляется лазерная генерация (
λ
= 694
,
3
нм) гигантских
(100МВт/cм
2
) импульсов длительностью 10 нс при переходе с пер-
вого возбужденного метастабильного уровня ионов хрома (Cr
3+
) на
основное состояние:
2
E
→
4
A
. Такой переход характеризуется очень
малой силой осциллятора. При этом частоты продольных и попереч-
ных электромагнитных волн совпадают, т.е. длина волны унитарного
поляритона совпадает с длиной волны (
λ
= 694
,
3
нм) лазерного пе-
рехода (см. рис. 3). Таким образом, активная среда лазера на рубине,
генерирующая излучение с частотой
ω
0
, может быть непосредствен-
но использована для реализации процесса фотон-аксионной конвер-
сии. Принципиальная схема установки для этого случая приведена
на рис. 4,
а
. При этом аксионы с частотой
ω
0
=
ω
0
должны возни-
кать в кристалле рубина, помещенном в магнитное поле в лазерном
резонаторе с двумя “глухими” зеркалами. После проникания через не-
прозрачную стенку
8
во втором резонаторе должен происходить обрат-
ный процесс: конверсия аксионов в фотоны с длиной волны генерации
Рис. 3. Вид поляритонных кривых в монокристалле рубина (
Al
2
O
3
: Cr
3+
)
12
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2014. № 6
