Light trapping in an ensemble of pointlike impurity centers in a Fabry-Perot cavity

Abstract

We report the development of quantum microscopic theory of quasi-resonant dipole-dipole interaction in the ensembles of impurity atoms imbedded into transparent dielectric and located into Fabry-Perot cavity. On the basis of the general approach we study the simultaneous influence of the cavity and resonant dipole-dipole interaction on the shape of the line of atomic transition as well as on light trapping in dense impurity ensembles. We analyze this influence depending on the size of the ensemble, its density, as well as on r.m.s. deviation of the transition frequency shifts caused by the symmetry disturbance of the internal fields of the dielectric medium. Obtained results are compared with the case when the cavity is absent. We show that the cavity can essentially modify cooperative polyatomic effects.

Many-body cooperative effects in an ensemble of pointlike impurity centers near a charged conductive surface

“…Further this method was generalized on the case of atomic systems located in a Fabry-Perot cavity [18,19]. In the papers [31] and [32] it was used to analyze the dipole-dipole interaction between two motionless point atoms near a single perfectly conducting mirror.…”

“…It plays a key role in the microscopic theory. The explicit expressions for the elements of this matrix corresponding to a Fabry-Perot cavity were derived in [18,19].…”

Динамика Спектрального Состава Флуоресценции Холодных Атомов Во Внешних Электрических И Магнитных Полях

“…Все расчеты проведены для холодных атомных облаков, однако подобная методика может быть применена для исследования флуоресценции ансамблей примесных центров в прозрачных диэлектриках [28,29]. Анализ спектров их флуоресценции может служить методикой исследования их пространственного распределения.…”

Сравнение Методов Радона-Никодима И Многостадийной Модели Релаксации При Анализе Динамики Флуоресценции Ансамбля Холодных Атомов

“…В настоящее время большое количество исследований посвящено флуоресценции в атомных ансамблях холодных атомов, приготовленных в специальных ловушках. Такие атомные ансамбли, охлажденные до субдопплеровских температур, обладают целым рядом уникальных физических свойств и имеют широкое применение во многих задачах стандартизации частоты, квантовой метрологии и квантовой информации [3][4][5][6][7][8][9][10][11][12][13][14][15][16][17][18][19][20]. Динамика спадания флуоресценции ансамбля холодных атомов имеет сложный характер.…”