Научная тема: «КОЛЛЕКТИВНОЕ СПОНТАННОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ И ОПТИЧЕСКАЯ КВАНТОВАЯ ПАМЯТЬ»
Специальность: 01.04.05
Год: 2011
Основные научные положения, сформулированные автором на основании проведенных исследований:
  1.  Когерентный контроль коллективного спонтанного излучения протяженной системы атомов позволяет преобразовывать сверхизлучательные многоатомные состояния в субизлучательные и обратно, что, в свою очередь, можно использовать в устройствах оптической квантовой памяти для записи и воспроизведения однофотонных волновых пакетов, являющихся носителями квантовой информации в системах оптической связи.
  2. Максимальное отношение сигнал/шум на выходе устройства квантовой памяти, использующего коллективные субизлучательные состояния для хранения информации, получается тогда, когда временная форма записываемых однофотонных волновых пакетов - носителей квантовой информации - представляет собой обращённую во времени импульсную характеристику резонансной системы атомов.
  3. Воздействие на протяжённую систему атомов пространственно неоднородным электрическим или магнитным полем позволяет осуществить обращение пространственного распределения фазы возбужденных атомных состояний и реализовать обращённое считывание информации в устройствах оптической памяти.
  4. Симметричные во времени однофотонные волновые пакеты, взаимодействующие с резонансной протяжённой системой атомов, заключённой в перестраиваемый резонатор, можно записывать и воспроизводить с вероятностью, близкой к единице, используя для этого лишь перестройку резонатора.
  5. Квантовая память с перестраиваемым резонатором позволяет с высокой эффективностью преобразовывать однофотонные волновые пакеты, получаемые в параметрическом генераторе света, функционирующем существенно ниже порога генерации;
  6. Управление показателем преломления резонансной среды в процессе нерезонансного рамановского взаимодействия слабых световых импульсов и сильного контрольного поля позволяет записывать и воспроизводить слабые импульсы света без использования неоднородного уширения резонансных переходов и без модуляции амплитуды контрольного поля.
  7. Оптическое сверхизлучение возможно в сферическом образце из материала c близким к нулю показателем преломления, в том числе с равной нулю действительной частью показателя преломления, за счёт взаимодействия оптических центров через продольное электростатическое поле.
Список опубликованных работ
[A1] Kalachev, A.A. Long-lived optical superradiance in the regime of mul-tipulse excitation / A.A. Kalachev, V.V. Samartsev // Laser Physics. – 1999. – V.9. – No.4. – P.916–922.

[A2] Калачев, А.А. Оптическое сверхизлучение в режиме четырехвол-нового смешения / А.А. Калачев, В.В. Самарцев // Изв. РАН, сер.физ. – 2000. – Т.64. – №10. – C.2063-2068.

[A3] Kalachev, A.A. Triggered optical superradiance in biphenyl crystal with pyrene molecules / P.V. Zinoviev, A.A. Kalachev, V.V. Samartsev, N.B. Silaeva // Laser Physics. – 2001. – V.11. – No.12. – P.1307–1312.

[A4] Kalachev, A.A. Optical and gamma superradiance / V.V. Samartsev, A.A. Kalachev // Hyperfine Interactions. – 2001. – V.135. – No.1–4. – P.257–273.

[A5] Kalachev, A.A. Optical superradiance in doped crystals and its possible applications / A.A. Kalachev, V.V. Samartsev // Laser Physics. – 2002. – V.12. – No.8. – P.1114–1125.

[A6] Kalachev, A.A. Optical memory based on the long-lived photon echo and optical superradiance in crystals doped by rare-earth ions / V.V. Sa-martsev, A.A. Kalachev // Journal of Luminescence. – 2002. – V.98. – No.1–4. – P.331–340.

[A7] Калачев, А.А. Усиление сжатого света в режиме триггерного оптического сверхизлучения / А.А. Калачев, В.В. Самарцев // Квантовая электроника. – 2002. – Т.32. – №8. – С.707–710.

[A8] Kalachev, A.A. Superradiant source of squeezed light / A.A. Kalachev, V.V. Samartsev // Laser Physics. – 2003. – V.13. – No.12. – P.1562-1566.

[A9] Калачев, А.А. Когерентные явления в оптике / А.А. Калачев, В.В. Самарцев. Казань: КГУ, 2003, 280 с.

[A10] Калачев, А.А. Квантовый счет в режиме триггерного сверхизлучения / А.А. Калачев // Изв. РАН, сер.физ. – 2004. – Т.68. – №9. – С.1268–1271.

[A11] Калачев, А.А. Квантовая память и квантовые вычисления в режиме оптического сверхизлучения / А.А. Калачев, В.В. Самарцев // Квантовая электроника. – 2005. – Т.35. – №8. – С.679–682.

[A12] Калачев, А.А. Квантовая память в режиме оптического субизлучения / А.А. Калачев, В.В. Самарцев // Изв. РАН, сер.физ. – 2006. – Т.70. – №4. – С.514–517.

[A13] Kalachev, А. Coherent control of collective spontaneous emission in an extended atomic ensemble and quantum storage / A. Kalachev, S. KrЁoll // Phys. Rev. A. – 2006. – V.74. – P.023814–10.

[A14] Kalachev, A. Quantum storage on subradiant states in an extended atomic ensemble / A. Kalachev // Phys. Rev. A. – 2007. – V.76. – P.043812–7.

[A15] Калачев, А.А. Квантовая память на основе оптического субизлучения: оптимизация соотношения сигнал/шум / А.А. Калачев // Известия РАН, сер. физ. – 2008. – Т.72. – No.5. – C.730–733.

[A16] Kalachev, А. Backward retrieval in optical quantum memory controlled by an external field / A. Kalachev, S. KrЁoll // Phys. Rev. A. – 2008. – V.78. – P.043808–4.

[A17] Kalachev, A. Quantum memory for light using extended atomic ensembles in a tunable cavity / A. Kalachev // Phys. Rev. A. – 2008. – V.78. – P.043812-6.

[A18] Kalachev, A.A. Experimental superradiance and slow-light effects for quantum memories / A. Walther, A. Amari, S. KrЁoll, A. Kalachev // Phys. Rev. A. – 2009. – V.80. – P.012317–7.

[A19] Kalachev, A. Pulse shaping during cavity-enhanced spontaneous parametric down-conversion / A. Kalachev // Phys. Rev. A. – 2010. – V.81. – P.043809–4.

[A20] Калачев, А.А. Запись и воспроизведение квантовых состояний света с помощью перестраиваемого резонатора. Приложение к одно-фотонным источникам / А.А. Калачев // Оптика и спектроскопия. – 2010. – Т.109. – №1. – C.34–42.

[A21] Калачев, А.А. Преобразование однофотонных волновых пакетов в устройствах квантовой памяти с помощью перестраиваемого резонатора / А.А. Калачев // Известия РАН. Сер. физ. – 2010. – Т.74. – №7. – С.993–996.

[A22] Kalachev, А. Quantum storage via refractive-index control / A. Kalachev, O. Kocharovskaya // Phys. Rev. A. – 2011. – V.83. – P.053849–6.

[A23] Kalachev, А. Refractive index control for optical quantum storage / A. Kalachev, O. Kocharovskaya // Journal of Modern Optics. – 2011. – V.58. – P.1900–1907.