在非线性和非局域里德伯介质中访问与操控色散激波
光学
2023-03-29 v1 原子物理
摘要
色散激波(DSWs)是当非线性压倒色散(或衍射)时在介质中发生的迷人波动现象。以低产生功率创建 DSW 并实现其主动控制是人们所期望的,但一直是一项长期挑战。在此,我们提出一种在涉及强相互作用里德伯态、处于电磁诱导透明(EIT)条件下的原子气体中生成弱光 DSW 并实现其操控的方案。我们表明,对于二维(2D)里德伯气体,光学克尔非线性的弱非局域性可显著改变 DSW 的边缘速度,并诱发边缘速度的奇异行为,从而导致 DSW 的不稳定性。然而,通过增大克尔非局域性的程度,边缘速度的奇异行为与 DSW 的不稳定性可被抑制。我们还表明,在三维里德伯气体中,当系统工作于中等非局域区间时,DSW 可被创建并稳定传播。由于 EIT 效应以及里德伯-里德伯相互作用贡献的巨非局域克尔非线性,此处发现的 DSW 具有极低的产生功率。此外,可实现 DSW 的主动控制;特别地,通过关断与开启控制激光场,它们可被以高效率与高保真度存储与读取。本文报道的结果不仅有助于揭示 DSW 的有趣物理,也有助于发掘非线性和非局域里德伯介质的有前景应用。
引用
@article{arxiv.2210.10614,
title = {Accessing and Manipulating Dispersive Shock Waves in a Nonlinear and Nonlocal Rydberg Medium},
author = {Chao Hang and Zhengyang Bai and Weibin Li and Anatoly M. Kamchatnov and Guoxiang Huang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.10614},
year = {2023}
}
备注
20 pages, 13 figures