Dispersion and waveguiding of ultraslow light in atomic Bose-Einstein condensates
Atomik Bose-Einstein yoğuşuk maddesinde ultra yavaş ışığın dağınımı ve dalga kılavuzlanması
- Tez No: 216802
- Danışmanlar: DOÇ.DR. NAZMİ POSTACIOĞLU, DOÇ.DR. ÖZGÜR MÜSTECAPLIOĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Optik hafızalar, Uyumlu optik etkileri, Bose-Einstein yoğunlaşması, Optical memories, Coherent optical effects, Bose-Einstein condensate
- Yıl: 2007
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 76
Özet
Bose-Einstein yoğuşuk maddesini uyumlu optik bilgi işlemleri için dinamik hafıza aleti olarak araştırdık. Özellikle, yoğuşuk maddede depolama zamanı içinde çok yavaş optik vurumlar(darbeler) analiz edildi. Yüksek dereceden dağınım özellikleri hesaba katarak yoğuşuk maddede optik darbelerin ilerlemesini modelledik. Bu çalışmada atomik sistemin konuma bağlı olarak değişen yoğunluğu, sıcaklık ve atomik çarpışmaların şiddetine göre değişen yoğunluk profili de dikkate alındı. Yapılan sayısal ve analitik hesaplar ile kısa darbenin genişlemesini sıcaklığa, konuma ve atomik çarpışmalara göre analiz ettik. Bir optik darbe yoğuşuk madde içinde rezonans frekansında elektromanyetik olarak indüklenmiş saydamlık etkisi ile çok yavaş ilerletilebilir. Hızı son derece yavaş olduğundan sistem optik bilgiyi saklama için kullanılabilir. Sınırlı parametreler için uyumlu optik bilgi hafıza kapasitesi bulundu. Radyal yöndeki yoğunluk profilini dikkate alan ve fiber optikte eğimli indeks fiber profili ile yoğuşuk maddenin kırılma indisini modelledik. Ayrıca madde içinde çok yavaş optik darbeler gözlendi. Bu da rezonans olmayan elektromanyetik olarak indüklenmiş saydamlık koşulları altında gerçekleşti. Yoğunlaşmış maddenin taşıyabileceği mod sayısını hem analitik hem de sayısal olarak irdeledik. Ayrıca optik vurumların Bose- Einstein yoğuşuk (BEY) maddesinde ilerlemesinde üç boyutlu etkileri ve optik modların sayısındaki bağ koşulları incelendi. Kırılma indisi arttırılması durumunda daha çok optik modun (BEY) maddesinde taşınabileceğini gösterdik. Mod sayısının sıcaklığa bağlı değişimini inceledik. Kuvantum uyumluluk sayesinde, deneysel parametreleri kullanarak mod sayısının kontrol edilebileceğini gösterdik. Ayrıca tek ve çok mod koşulları analitik olarak bulundu. Analitik sonuçlar, sayısal sonuçlarla kontrol edildi. Ek olarak, kısa optik darbelerin Bose- Einstein yoğuşuk maddesinde ilerlemesinde ikinci dereceden dağınım etkisini ve nonlineer optik Kerr etkisini inceledik. Kerr nonlineer katsayısının darbe genişliği 0.01? sn olan darbe üzerinde etkisi incelendi.
Özet (Çeviri)
We investigate potential of atomic Bose-Einstein condensates as dynamic memory devices for coherent optical information processing. Specifically, the number of ultra-slow pulses that can be simultaneously present within the storage time in the condensate has been analyzed. By modelling short pulse propagation through the condensate, taking into account high-order dispersive properties, constraints on the information storage capacity has been discussed. The roles of temperature, spatial inhomogeneity, the interatomic interactions and the coupling laser on the pulse shape have been pointed out. For a restricted set of parameters, it has been found that coherent optical information storage capacity would be optimized. The conditions determining the number of optical modes that can be supported by an atomic Bose-Einstein condensate are also investigated. We investigate waveguiding of ultraslow light pulses in an atomic Bose-Einstein condensate. Analytical results for the single and two-mode conditions are found. We show that under the conditions of off-resonant electromagnetically induced transparency, waveguiding with a few ultraslow modes can be realized. Results of numerical simulations are compared with analytical calculations of the propagation constants for a parabolic-refractive index profile. Moreover, we examine short pulse propagation through the atomic Bose-Einstein condensates taking into account Kerr nonlinearity and second-order dispersive effect. The roles of Kerr nonlinearity on the pulse shape have been examined on pulse width with 0.01? sec .
Benzer Tezler
- Waveguiding of electromagnetic waves and investigation of negative phase velocity in photonic crystals and metamaterials
Elektromanyetik dalgaların kılavuzlanması ve fotonik kristaller ve metamalzemelerde eksi değerli faz hızının incelenmesi
İLYAS EVRİM ÇOLAK
Doktora
İngilizce
2012
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EKMEL ÖZBAY
- Plazmonik ve opto-akışkan platformların teorik, hesaplamalı ve deneysel yöntemlerle incelenmesi
Theoretical, computational and experimental studies on plasmonic and optofluidic platforms
YAĞIZ MOROVA
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SELÇUK AKTÜRK
- Physics and applications of photonic crystals
Fotonik kristallerin fiziği ve uygulamaları
BURAK TEMELKURAN
Doktora
İngilizce
2000
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EKMEL ÖZBAY
- Zamanda sonlu farklar yöntemi ve yutucu sınır koşulları
Başlık çevirisi yok
FUNDA AKLEMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektromanyetik Alanlar ve Mikrodalga Tekn. Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. LEVENT SEVGİ
- Analysis of wave propagation characteristics and design methods in two dimensional photonic bandgap structures
İki boyutlu fotonik bant durduran yapılarda dalga analizi ve tasarım yöntemleri
ONUR ERKAN
Doktora
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERKAN ŞİMŞEK