Осцилляции интенсивности фотонного эха в импульсном магнитном поле – зеемановское расщепление в LiLuF$_4$:Er$^{3+}$

Предлагается и демонстрируется метод оптической спектроскопии ультравысокого разрешения во временной области, который использует осцилляции интенсивности фотонного эха в присутствии возмущения, расщепляющего оптические частоты переходов двух или более подгрупп ионов. Этот метод применяется к системам, в которых проявляется эффект Зеемана. Частоты переходов ионов переключаются импульсным магнитным полем. Осцилляции интенсивности фотонного эха наблюдались в LiLuF$_4$:Er$^{3+}$ и LiYF$_4$:Er$^{3+}$. Первый минимум, соответствующий аккумулированной фазе электрического дипольного момента $\pi/2$, достигается в импульсном магнитном поле с амплитудой $\sim2$ Гс при длительности $30$ нс. В таком поле зеемановское расщепление составляет $\approx 10$ МГц, что намного меньше спектральной ширины лазера ($0.15$ Å${}\approx 9$ ГГц). В нулевом постоянном магнитном поле определен $g$-фактор возбужденного состояния $^4$F$_{9/2}$(I) иона Er$^{3+}$, находящегося в матрице LiLuF$_4$. Проведено сравнение с величиной $g$-фактора, полученной из измерения спектра поглощения в магнитном поле $8$ кГс.