Лаборатория нелинейной квантовой оптики

 


Заведующий лабораторией

Рыжов Игорь Викторович

Кандидат физико-математических наук, доцент.

Область научных интересов: квантовая нелинейная оптика, физика твердого тела, теория сверхизлучения, теория групп.

Контактная информация

Тел./ факс: +7 (812) 315-53-96
E-mail: igoryzhov@yandex.ru
Адрес: 191186, С.-Петербург, наб. р. Мойки, 48, корп. 1, ауд. 406.
Часы работы: пн-пт с 10.00 до 18.00

Основные направления работы лаборатории

  • исследования квантовых нелинейных эффектов;
  • исследования взаимодействия электромагнитного излучения с веществом, в том числе с бозе-эйнштейновским конденсатом разреженных газов.

Недавние научные результаты

  1. Теоретически проанализирован эффект фотонной отдачи при рассеянии света на бозе-эйнштейновском конденсате разреженного атомарного газа с учетом слабого межатомного взаимодействия. Основу подхода составляли связанные уравнения Гросса-Питаевского для конденсата и Максвелла для поля. Рассчитаны дисперсионные зависимости энергии и импульса отдачи, а также выявлено влияние слабой неидеальности конденсата на фотонную отдачу. Продемонстрировано хорошее согласие теории с экспериментом проводимым группой Кеттерле (Campbell et al., Phys. Rev. Lett. 94, 170403, 2005) по измерению импульса отдачи фотона в диспергирующей среде.
  2. Проводились теоретические исследования оптического отклика метаматериалов составленных из трёхуровневых квантовых излучателей (с Ξ-, Λ-, V-конфигурациями) на воздействие монохроматического внешнего поля, с учетом дефазировки состояний системы. Вторичное дипольное поле, действующее на произвольный излучатель со стороны всех остальных, вносит нелинейность в систему и приводит к появлению обратной связи, что ведет в свою очередь к экзотическим особенностям динамики исследуемых систем в целом (в разных режимах), таким как мультистабильность, периодические и апериодические автоколебания, а также динамический хаос. Кроме этого, наши результаты показывают, что в окрестности коллективного (экситонного) резонанса, исследуемые системы почти полностью отражают падающее поле, выступая, таким образом, в роли нелинейного зеркала нанометровой толщины. Полученные результаты позволяют рассматривать 2D суперкристаллы с таких позиций, как: полностью оптический переключатель, генератор ТГц импульсов (в автоколебательном режиме), генератор шума (в хаотическом режиме), а также бистабильное зеркало, что представляет платформу для полностью оптических нанотехнологий. Все эти свойства и эффекты позволяют надеяться, что рассматриваемые системы могут оказаться перспективными для приложений в области нанофотоники.

Публикации

  1. Аветисян Ю.А., Трифонов Е.Д. Когерентность атомных волн при рассеянии света на БЭК разреженного газа // В сб. Оптика и спектроскопия конденсированных сред: материалы XXVIII Междунар. науч. конф. Краснодар: Кубанский гос. ун-т, 2022. С. 3-5. http://ockc.kubsu.ru/data/ockc-2022.pdf.
  2. Gorbacheva A. S., Ryzhov I. V. «Analytical regularities of inversionless superradiance», Physics of Complex systems, Scientific journal of Herzen University, 2022, Vol. 3, № 2, P.66-74, https://www.doi.org/10.33910/2687-153X-2022-3-2-66-74.
  3. Аветисян Ю. А., Трифонов Е.Д., «Влияние потенциала ловушки на кинетику когерентных атомных «облаков» при рассеянии света на БЭК разреженного газа», Принято оргкомитетом XXVII международной конференции «Оптика и спектроскопия конденсированных сред», 27 сентября – 2 октября 2021 г., КубГУ, Краснодар.
  4. Байрамдурдыев Д.Я., Маликов Р.Ф., Рыжов И.В., Малышев В.А. «Влияние дефазировки на оптический отклик метаповерности трехуровневых квантовых V — излучателей», сборник тезисов XII Международного симпозиума по фотонному эхо и когерентной спектроскопии (Фэкс-2021) памяти профессора Виталия Владимировича Самарцева, Казань, 25–30 октября 2021 года, стр.365-368.
  5. Ryzhov I. V., Malikov R. F., Malyshev A. V., Malyshev V. A., Nonlinear optical dynamics of 2D super-crystals of quantum Λ-emitters // Journal of Physics : Conference Series. — 2021. — Volume 2103, N 1. — Atricle 012226. — DOI: 10.1088/1742-6596/2103/1/012226.
  6. Рыжов И.В., Байрамдурдыев Д.Я., Маликов Р.Ф., Малышев В.А. «Высокая отражательная способность и неустойчивости нелинейного оптического отклика монослоя трехуровневых квантовых излучателей с дублетом в возбужденном состоянии» // Сборник трудов XII Международной конференции «Фундаментальные проблемы оптики – 2020». Санкт-Петербург. 19-23 октября 2020 / Под ред. проф. С.А. Козлова. – СПб: Университет ИТМО, 2020. – 142-144 с.
  7. Malyshev V. A., Zapatero P.A, Malyshev A.V., Malikov R. F., Ryzhov I. V. Nonlinear optical dynamics of a 2D semiconductor quantum dot super-crystal: Emerging multistability, self-oscillations and chaos (EXCON 2018). Journal of Physics: Conf. Series 1220 (2019) 012006 (doi:10.1088/1742-6596/1220/1/ 012006).
  8. Ryzhov I.V., Malikov R.F., Malyshev A.V., Malyshev V.A. Nonlinear optical response of a two-dimensional quantum-dot supercrystal: emerging multistability, periodic and aperiodic self-oscillations, chaos, and transient chaos// Physical Review A. 2019. Т. 100. № 3. С. 033820.
  9. Igor Ryzhov, Ramil Malikov, Andrei Malyshev, and Victor Malyshev. A monolayer of three-level quantum Λ-emitters: A perspective system from the viewpoint of nonlinear optical dynamics and nanophotonics // EPJ Web of Conferences 220, 02012 (2019).
  10. Davut Bayramdurdiyev, Ramil Malikov, Igor Ryzhov, and Victor Malyshev. Multistability and high reflectance of a mono-layer of three-level quantum emitters with a doublet in the excited state // EPJ Web of Conferences 220, 03004 (2019).
  11. Байрамдурдыев Д.Я., Маликов Р.Ф., Рыжов И.В., Малышев В.А. Нелинейная оптическая динамика и высокая отражательная способность монослоя трёхуровневых квантовых излучателей с дублетом в возбуждённом состоянии // ЖЭТФ, 2020, т.158, вып.2(8). – С. 269-281.
  12. P.Á. Zapatero, R.F. Malikov, I.V. Ryzhov, A.V. Malyshev, and V.A. Malyshev. Nonlinear optical response of a two-dimensional quantum dot supercrystal: Emerging multistability, periodic/aperiodic self-oscillations, and hyperchaos. АrXiv:1806.00387v1.
  13. I.V. Ryzhov, R.F. Malikov, A.V. Malyshev, and V.A. Malyshev. Quantum metasurfaces with periodic arrays of λ-emitters. АrXiv:2009.08284v1 [cond-mat.mes-hall] 17 Sep 2020.
  14. Ю. А. Аветисян, В.А. Малышев, Е.Д. Трифонов, “Фотонная отдача при рассеянии света на бозе-эйнштейновском конденсате разреженного газа,” ЖЭТФ 157, С. 454–460 (2020).