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INIZIO_TESTO_DA_INDICIZZARE

PROGRAMMA DI RICERCA 2005

italiano - english
Programmi di ricerca simili:
Classificazione scientifico-disciplinare
Classificazione brevettuale
  • PHYSICS
    • MEASURING (counting G06M); TESTING
      • INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES (separating components of materials in general B01D, B01J, B03, B07; apparatus fully provided for in a single other subclass, see the relevant subclass e.g. B01L; measuring or testing processes other than immunoassay, involving enzymes or micro-organisms C12M, C12Q; investigation of foundation soil in situ E02D1/00; sensing humidity changes for compensating measurements of other variables or for compensating readings of instruments for variations in humidity, see G01D or the relevant subclass for the variable measured; testing or determining the properties of structures G01M; measuring or investigating electric or magnetic properties of materials G01R; systems or methods in general, using reception or emission of radiowaves or other waves and based on propagation effects, e.g. Doppler effect, propagation time, direction of propagation, G01S; determining sensivity, graininess, or density of photographic materials G03C5/02; testing component parts of nuclear reactors G21C17/00; [N: controlling or regulating non-electric variables G05D; measuring degree of ionisation of ionised gases, i.e. plasma H05H1/00A; testing electrographic developer properties G03G15/08H6])
      • MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES (measuring physical variables of any kind by conversion into electric variables, see Note (4) following the title of class G01; measuring diffusion of ions in an electric field, e.g. electrophoresis, electro-osmosis G01N; investigating non-electric or non-magnetic properties of materials by using electric or magnetic methods G01N; indicating correct tuning of resonant circuits H03J3/12; monitoring electronic pulse counters H03K21/40; monitoring operation of communication systems H04)
Classificazione geografica
Bibliografia
(1) Ce Chen, Yi-Yian Yin, and D. S. Elliot:” Interference between optical transitions” 1990 Phys Rev. Lett. 64, 507

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(3) Y. L. Shao, D. Charalambidis, C. Fotakis, Jian Zhang, and P. Lambropoulos:”Observation of laser-induced continuum structure in ionization of sodium” 1991 Phys. Rev. Lett. 67, 3669

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(13) L. P. Yatsenko, T. Halfmann, B. W. Shore, and K. Bergmann:”Photoionization suppression by continuum coherence: Experiment and theory” 1999 Phys. Rev. A 59, 2926

(14) E. McCullogh, M. Shapiro, P. Brumer: “ Coherent Control of refractive indices”, 2000 Phys. Rev. A 61, 418011

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(16) S. Cavalieri, R. Eramo, M. Materazzi, C. Corsi, M. Bellini: "Ramsey-type spectroscopy with high-order harmonic", 2002 Phys. Rev. Lett. 89, 133102

(17) R. Buffa, S. Cavalieri, L. Fini: "Coherent control and third-harmonic generation", 2002 Opt. Com 211, 109

(18) S. Cavalieri, R. Eramo: "Time-delay spectroscopy of autoionizing resonances", 1998 Phys. Rev. A 58, 4263

(19) S. Cavalieri., R. Eramo, L. Fini, M. Materazzi, O. Faucher, D. Charalambidis: "Controlling ionization products through laser induced continuum structure", 1998 Phys. Rev. A 57, 2915

(20) S. Cavalieri, R. Eramo, L. Fini: "Phase controlled quantum interference in two-color atomic photoionization", 1997 Phys. Rev. A 55, 2941

(21) S. Cavalieri, R. Eramo, M. Matera, R. Buffa: "Laser-induced autoionization and continuum structures: Line-shape study in the presence of continuum-continuum transitions", 1995 Phys. Rev A 51, 2974

(22) T. Nakajima, P. Lambropoulos, S. Cavalieri, M. Matera: "Modulating Ionization through Phase Control", 1992 Phys. Rev A 46, 7315

(23) R. Buffa, S. Cavalieri, M. Matera: "Effect of a dressing radiation field on the laser-induced collisional energy-transfer line shape", 1992 Opt. Lett. 17, 1685

(24) S. Cavalieri., M. Matera, F. Pavone: "Observation of a Laser-Induced Resonance in the Photoionization Spectrum of Sodium", 1991 Phys. Rev. Lett. 67, 3673

(25) R.Buffa: “Quantum interferences in the collisional excitation of a structured continuum”, 1993 Phys. Rev. A 48, 4797.

(26) R.Buffa: “Suppression of laser-induced collisional autoionization through electromagnetically induced transparency”, 1996 Phys. Rev. A 53, 607.

(27) R.Buffa: "Optimal control of population transfer through the continuum”, 1998 Opt. Commun. 153, 240.

(28) M.V.Tognetti and R.Buffa: “Maximal coherence in a three-level autoionising atom for the generation of subpicosecond pulses in the extreme ultraviolet”, 2004 J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 37, 1

(29) R.Buffa, M.P.Anscombe and J.P.Marangos: “Evolution of maximal coherence and nonlinear mixing in an ionizing three-level medium”, 2003 Phys. Rev. A 67, 033801.

(30) S.E. Harris, “Electromagnetically Induced Transparency”, 1997 Physics Today 50, 36.

(31) M. Fleischhauer, A. Imamoglu, J. P. Marangos:“Electromagnetically Induced Transparency: Optics in Coherent Media“, 2005 Rev. Mod. Phys. in press

(32) A. Kasapi, M. Jain, G.Y. Yin and S.E. Harris: “Electromagnetically Induced Transparency: Propagation Dynamics”, 1995 Phys. Rev. Lett. 74, 2447.

(33) L.V. Hau, S.E. Harris, Z. Dutton and C.H. Berhoozi, “Light speed reduction to 17 meters per second in an ultracold atomic gas”, 1999 Nature 397, 594

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(35) D. Budker, D.F. Kimball, S.M. Rochester, V.V. Yashchuk: ”Nonlinear Magneto-optics and Reduced Group Velocity of Light in Atomic Vapor with Slow Ground State Relaxation”, 1999 Phys. Rev. Lett. 83, 1767

(36) Y. Zhau, C. Wu B. S. Ham, M. K. Kim, and E. Awad: ”Microwave induced transparency in Ruby”, 1997 Phys Rev. Lett. 79, 641

(37) J. Faist, F. Capasso, C. Sirtori, K. W. West, and L Pfeiffer: ”Controlling the sign of quantum interference by tunnelling from quantum wells”, 1997 Nature 390, 589

(38) C. Wel, N. B. Manson: ”Observation of the dynamic Stark effect on electromagnetically induced transparency”, 1999 Phys. Rev. A 60, 2540

(39) G. B. Sarapiglia, E. Paspalakis, C. Sirtori, K. L. Vodopyanov, and C. C. Phyllips:” Laser-Induced Quantum Coherence in a Semiconductor Quantum Well”, 2000 Phys. Rev. Lett. 84, 1019

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(43) R. Buffa, S. Cavalieri, M. V. Tognetti: Comment on “Large enhancement of four-wave mixing by suppression of photon absorption from electromagnetically induced transparency” 2005 Phys. Rev. A, in press.

(44) D.F. Phillips, M. Fleischhauer, A. Mair, R.L. Walsworth and M.D. Lukin: “ Storage of Light in Atomic Vapor”, 2001 Phys. Rev. Lett. 86, 783

(45) Chien Liu, Z. Dutton, C.H. Behroozi and L.V. Hau: "Observation of coherent optical information storage in an atomic medium using halted light pulses" 2001 Nature 409, 490.

(46) R. Buffa, S. Cavalieri and M.V. Tognetti, “Coherent control of temporal pulse shaping by electromagnetically induced transparency” Phys. Rev. A 69, 033815 (2004).

(47) R. Buffa, S. Cavalieri and M.V. Tognetti: “Temporal compression of short-wavelength laser pulses by coherent control in rare gases” 2004 Opt. Lett. 29, 2432.

(48) T. D. Raymond and A.V. Smith, "Injection-seeded titanium-doped-sapphire laser", 1990 Opt. Lett. 16, 33
Parole Chiave
COMPRESSIONE TEMPORALE; CONTROLLO COERENTE; TRASPARENZA INDOTTA DA RADIAZIONE ELETTROMAGNETICA; PROPAGAZIONE DI IMPULSI LASER; RADIAZIONE LASER IMPULSATA

Compressione temporale di impulsi di radiazione laser mediante controllo coerente

Università degli Studi di Firenze
Abstract
In questo progetto viene proposto lo studio, sia teorico che sperimentale, della compressione temporale di un impulso laser mediante tecniche di controllo coerente basate sul fenomeno dell'Electromagnetically Induced Transparency. Questo processo permette il controllo della risposta ottica del materiale ed è un caso particolare di quello che è stato chiamato controllo coerente della polarizzazione del mezzo materiale e che ha rappresentato negli ultimi anni un vasto campo di ricerca. I gruppi che propongono la presente ricerca sono attivi in questo campo da molti anni sia sperimentalmente che teoricamente.

La ricerca sperimentale consisterà nell'osservarzione, studio ed ottimizzazione del fenomeno di compressione nella regione spettrale del visibile e nel dominio temporale dei nanosecondi, utilizzando campioni di atomi alcalini caldi allo stato gassoso contenuti in celle. Lo studio teorico sarà incentrato nella realizzazione di un realistico modello teorico/numerico che fornisca un'approfondita conoscenza dei limiti raggiungibili e che permetta di predire e riprodurre i risultati sperimentali. I lavori teorico e sperimentale saranno fortemente interconnessi in modo tale da progettare in modo ottimale gli esperimenti, interpretare i risultati degli stessi e studiare i limiti raggiungibili con la tecnica proposta. La stretta collaborazione fra le due unità, si presenta quindi come un elemento cruciale per il successo del progetto.

In >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Stefano CAVALIERI Università degli Studi di FIRENZE
Obiettivo del Programma di Ricerca
Questo progetto di ricerca si propone lo studio, sia teorico che sperimentale, della compressione temporale di un impulso di radiazione laser mediante tecniche di controllo coerente basate sul fenomeno dell'Electromagnetically Induced Transparency.
In esso possono essere riconosciuti una serie di obiettivi – essenzialmente coincidenti con le fasi temporali in cui viene organizzato (vedi 2.3) – che possono costituire la base sulla quale valutare a posteriori la riuscita del progetto stesso.

L'obiettivo principale è la conferma sperimentale delle indicazioni previste dal nostro modello teorico (Ref. 46 e 47 di 2.2a). Ciò prevede l'osservazione del fenomeno di compressione utilizzando campioni di atomi caldi in fase gassosa in cella e laser impulsati monomodo operanti nella regione spettrale del visibile e nel dominio temporale dei nanosecondi.

Ulteriori espliciti obiettivi consistono nell'individuazione sperimentale dei limiti che possono essere raggiunti dalla tecnica proposta in termini di intensità e durata temporale dell'impulso laser compresso e la realizzazione di un realistico modello teorico/numerico – che estenda i precedenti lavori (Ref. 46 e 47 di 2.2a) prendendo in considerazione processi concomitanti finora trascurati – al fine di predire e riprodurre i risultati sperimentali.

Un obiettivo implicito che sarebbe automaticamente raggiunto, una volta soddisfatti quelli dei punti precedenti, è l'acquisizione di >>>

Durata
24 mesi
Base di partenza scientifica nazionale o internazionale
Progressi in ottica sono stati frequentemente connessi allo sviluppo di nuovi materiali con caratteristiche ottiche ottimizzate. Per esempio l'introduzione di nuovi cristalli portò negli anni 70' e 80' a sostanziali miglioramenti nell'efficienza di conversione nella regione spettrale nell'ultravioletto.
In anni recenti la preparazione coerente del mezzo è stata proposta come un nuovo modo per produrre importanti cambiamenti nelle proprietà ottiche di un mezzo gassoso molecolare o atomico. In questo caso è la coerenza indotta dal campo laser che porta a interferenze quantistiche fra diversi cammini di eccitazione che controlla la risposta ottica del mezzo.
Il controllo della risposta ottica del mezzo materiale è un caso particolare di quello che è stato chiamato controllo coerente della polarizzazione del mezzo che porta al controllo di processi quali fotoionizzazione, fotodissociazione e, in generale, transizioni verso stati legato o del continuo in mezzi gassosi atomici e molecolari e mezzi solidi. Molti sono stati gli studi sia di ricerca fondamentale che finalizzati ad applicazioni spettroscopiche (1-14).
I gruppi che propongono la presente ricerca sono attivi da molti anni in questo campo sia sperimentalmente che teoricamente (15-29).

Ai fini della presente proposta, è di particolare importanza il fatto che, usando tecniche di controllo coerente è possibile creare un mezzo ottico perfettamente trasparente nel quale la velocità della >>>