Михаил Владленович Балабас и Сергей Александрович Пулькин слушают дипломные работы студентов.
Иван Вадимович Соколов на лекции профессора Университета Аризоны Ильдара Габитова
Игорь Ратмирович Крылов на лекции профессора Университета Аризоны Ильдара Габитова
Вера Ивановна Яковлева принимает экзамен по курсу "Электричество и магнетизм".
Игорь Ратмирович крылов принимает экзамен по курсу "Электричество и магнетизм".
Артем Юрьевич Иванов принимает экзамен по курсу "Оптика"

Golubev-150Лаборатория Квантовой оптики (заведующий проф. Юрий Михайлович Голубев, корп. А комн. 312) выросла из теоретической группы (Ю.М.Голубев, И.В.Соколов) , которая с 70-х годов занималась квантовой статистикой излучения в составе лаборатории Лазерной физики.

Наши интересы и достижения отражают развитие за прошедшие годы лазерной и когерентной оптики, особенно ее квантово-статистических аспектов.

После пионерских экспериментов Хэнбери-Брауна и Твисса, которые в 1956 году измерили диаметры звезд наблюдая производимые светом от звезды корреляции фототока, стало ясно, что изучение когерентных свойств световых полей (их корреляций во времени и пространстве) может дать важную физическую информацию об источниках излучения. В некоторых случаях эта информация с трудом может быть получена другими методами. Биения световых волн, которые проявляются в корреляционных измерениях, часто происходят на частотах, много меньших оптических, и на расстояниях, значительно больших, чем длина волны, то есть переносятся в частотную область, более удобную для наблюдений. Наша группа внесла заметный теоретический вклад в спектроскопию флуктуаций интенсивности в задачах нелинейной оптики.

 

Sokolov-150Важным направлением, которое возникло сразу после изобретения источников когерентного излучения с низкими шумами - лазеров, является исследование естественных, в том числе квантовых, флуктуаций лазерного излучения в лазерах различных типов. В нашей группе была предложена первая физическая модель и квантовое описание лазеров с принципиально новым типом статистики фотонов: субпуассоновских лазеров с регулярным возбуждением рабочей среды. Излучение такого лазера не порождает дробового (пуассоновского) шума фотоприема и является неклассическим полем в том смысле, что в рамках классических представлений о свете подобное подавление флуктуаций невозможно даже для идеально нешумящей световой волны. Полупроводниковые субпуассоновские лазеры были реализованы в 80-х годах и позже в лабораториях Японии, США, Европы и России.

 Другая возможность получать спектрально яркое когерентное излучение в неклассическом состоянии, была реализована в середине 80-х годов на основе параметрических нелинейных взаимодействий. При наблюдении возникающих состояний света, которые получили название сжатых, в методе оптического смешения также возможно подавление естественных флуктуаций флуктуаций ниже классического предела. В работах нашей лаборатории изучались общие вопросы теории сжатых и субпуассоновских состояний (способы описания их генерации и наблюдения), и такие физические модели, как сверхизлучательный лазер, полупроводниковые лазеры с вертикально излучающей полостью (VECSEL's) и другие.

 Golubeva-150В числе первых мы занялись обобщением известных явлений, основанных на свойствах сжатых состояний света с простой пространственной структурой (одномодовых), на протяженные в поперечном направлении многомодовые неклассические световые потоки. Использование большого числа степеней свободы открывает дорогу оптическому параллелизму, то есть принципиальному повышению информационной емкости световых сигналов, а также объединяет квантовую картину и оптические методы управления светом (дифракцию, интерференцию, Фурье-процессоры и другие). В том числе и из наших исследований, в теории и эксперименте родилось новое направление - квантовые изображения (Quantum Imaging).

В настоящее время лаборатория активно изучает оптические явления (протоколы) квантовой информации: новой области исследований, которая нацелена на использование существенно квантовых закономерностей для хранения, передачи и обработки информации. К квантовой информации относятся такие проблемы, как уже близкая к практическом применениям квантовая криптография, квантовая память, квантовая телепортация, телеклонирование и плотное кодирование, а также много обещающие, но чрезвычайно трудные в реализации квантовые вычисления. Тематическая "ниша" наших исследований связана с накопленным опытом в области неклассических световых полей и их параллельной обработки (квантовых изображений).

В лабораторию приходят студенты, которые чувствуют в себе силы и интерес к теоретическим исследованиям в области квантовой теории оптических и информационных явлений. По нашей тематике обучаются аспиранты, магистранты и бакалавры.

Лаборатория имеет свой сайт: http://quant-opt.org , где можно более подробно познакомиться с ее сотрудниками, работой и публикациями.