Generalized π pulses

Holthaus, Martin; Just, B.

doi:10.1103/physreva.49.1950

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“…15,23 A área de um pulso, descrito pela Equação 4, para um tempo infinito, é dada por: 23 (6) onde a frequência de Rabi do sistema G 0 = E 0 d 01 /ħ, com d 01 sendo o momento de dipolo de transição, E 0 a energia máxima do pulso de laser e G(x) a função gama, 24 a qual é uma extensão da função fatorial subtraída de 1. Resolvendo as Equações 5 e 6 pode-se obter o tempo de duração (HWHM) do pulso que se deve aplicar sobre o sistema, restrito a dois estados, para obter uma determinada composição do pacote de ondas final.…”

Section: Controle De População Com Laserunclassified

“…Soluções analíticas também são possíveis para sistemas idealizados. A solução de Rabi para sistemas de dois níveis leva à obtenção da teoria de pulso π, 15 que mostra que a composição final de uma superposição coerente de estados quânticos (CSQS -Coherent Superposition of Quantum States), de um sistema que interage com um laser, está diretamente relacionada com a área do pulso. Esta teoria mostra a possibilidade de propor modelos de controle de população para sistemas restritos a dois níveis vibracionais.…”

Section: Introductionunclassified

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Estudo teórico da estrutura eletrônica e da dinâmica induzida por lasers da molécula de HCl

Cruz¹,

Guimarães²

2013

Quím. Nova

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Recebido em 8/6/12; aceito em 5/9/12; publicado na web em 24/1/13 THEORETICAL STUDY OF THE ELECTRONIC STRUCTURE AND THE LASER INDUCED DYNAMICS OF THE HCl MOLECULE. Potential energy and dipole moment curves for the HCl molecule were computed. Calculations were performed at different levels of theory (DFT, MRCI). Spectroscopic properties are reported and compared with experimental data, for validating the theoretical approaches. Interaction of infrared radiation with HCl is simulated using the wave packet formalism. The quantum control model for population dynamics of the vibrational levels, based on pi-pulse theory, is applied. The results demonstrate that wavepackets with specific composition can be built with short infrared laser pulses and provide the basis for studies of H + HCl collision dynamics with infrared laser excitation.Keywords: HCl; wave packets; short IR laser pulses. INTRODUÇÃOCálculos de estrutura eletrônica desempenham um papel fundamental dentro do entendimento da reatividade de sistemas atômicos e moleculares. Estudos teóricos, que se baseiam na construção de curvas de potencial, são uma consequência direta da aproximação de Born-Oppenheimer 1 e permitem a obtenção de diversas propriedades do sistema, como parâmetros espectroscópicos, caracterização de estados de transição, constantes de equilíbrio e superfícies de energia potencial (PES -Potential Energy Surface).2,3 A obtenção de PES, que adequadamente descrevem um sistema molecular, constitui um dos fatores preponderantes nos estudos de dinâmica nuclear. É necessário conhecê-la para tratar a evolução temporal dos núcleos em diversos tipos de simulação computacional, tanto no emprego do formalismo clássico 4 quanto no do quântico. [5][6][7] Em outras palavras, pode-se dizer que o movimento dos núcleos é guiado pela PES. Na literatura podem ser encontrados diversos estudos acerca da estrutura eletrônica do HCl, 2,3,8 incluindo a análise teórico-experimental do espectro Raman ressonante da camada L do átomo de cloro, 9 assim como do seu momento de dipolo. Por exemplo, na referência 10 a curva do momento de dipolo do HCl é obtida através de ajustes de dados de espectroscopia rovibracional, nas referências de Buldakov et al.11 e Maroulis 12 métodos semiempíricos e ab initio baseados nas teorias de perturbação de muitos corpos de 4ª Ordem e Coupled Cluster 1,13 são usados na obtenção da curva de energia potencial e do momento de dipolo em função da variação da distância entre os átomos de hidrogênio e cloro.As teorias da eletrodinâmica quântica (QED -Quantum Electrodynamics) e da aproximação semiclássica são, geralmente, empregadas em estudos teóricos relativos à interação luz-matéria. No tratamento teórico através da eletrodinâmica quântica considera-se que o problema está sendo resolvido de maneira exata, o caráter discreto tanto da radiação quanto da matéria são levados em conta. Já na aproximação semiclássica somente a matéria é considerada ter natureza quântica sendo descrita pela equação de Schrödinger, enquanto a radiação é considerada clá...

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Section: Controle De População Com Laserunclassified

Section: Introductionunclassified

Estudo teórico da estrutura eletrônica e da dinâmica induzida por lasers da molécula de HCl

Cruz¹,

Guimarães²

2013

Quím. Nova

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“…According to the area theorem, a fully resonant π-pulse represents a field with a 180-degree rotation of its pseudopolarization vector on the Bloch sphere. Assuming a two level atomic system with all population in the ground state, illumination by a π-pulse will drive the atom to the excited state due to a π-rotation on the Bloch sphere, resulting in complete population inversion [31][32][33][34][35][36]. For ultrafast control, π-pulse polychromatic control techniques benefit from the fact that no delay between pulses is involved as compared to adiabatic schemes, so that the interaction time remains of the order of the laser pulse temporal width.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Control of rubidium low-lying Rydberg states with trichromatic femtosecond π pulses for ultrafast quantum information processing

2017

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We propose an ultrafast femtosecond time scale trichromatic π-pulse illumination scheme for coherent excitation and manipulation of low-lying Rydberg states in rubidium. Selective population of nP 3/2 levels with principal quantum numbers n 12 using 75 fs laser pulses is achieved. The density-matrix equations of a four-level ladder system beyond the rotating-wave approximation have to be solved to clarify the balance between the principal quantum numbers, the duration of the laser pulses and the associated ac-Stark effects for the fastest optimal excitation. The mechanism is robust for femtosecond control using different level configurations for applications in ultrafast quantum information processing and spectroscopy.

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“…Theoretical [25][26][27] and experimental [28,29] analysis in a few level systems have shown that a resonant π-pulse (or generalized π-pulse [11,12]) can be split into trains of fractional π-pulses and can lead to the accumulation of population in a target state for appropriate delays. The main point is * Electronic address: anahit.gogyan@u-bourgogne.fr that weak pulses can then be used preventing detrimental destructive effects such as ionization.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Shaping coherent excitation of atoms and molecules by a train of ultrashort laser pulses

Gogyan¹,

Guérin²,

Malakyan³

2010

Phys. Rev. A

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We propose a mechanism to produce a superposition of atomic and molecular states by a train of ultrashort laser pulses combined with weak control fields. By adjusting the repetition rate of the pump pulses and the intensity of the coupling laser, one can suppress a transition, while simultaneously enhancing the desired transitions. As an example various superpositions of states of the K2 molecule are shown.

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Generalized π pulses

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Estudo teórico da estrutura eletrônica e da dinâmica induzida por lasers da molécula de HCl

Estudo teórico da estrutura eletrônica e da dinâmica induzida por lasers da molécula de HCl

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