Обложка Климонтович Ю.Л. Квантовые генераторы света и нелинейная оптика
Id: 275964
399 руб.

Квантовые генераторы света и нелинейная оптика. № 178. Изд. стереотип.

Белая офсетная бумага
Белая офсетная бумага.

Аннотация

Предлагаемая вниманию читателей книга посвящена описанию физических процессов в квантовых генераторах света и явлений, происходящих в веществах под действием мощного электромагнитного излучения таких генераторов. Автор делает попытку дать систематическое, но в то же время доступное изложение физики процессов в квантовых оптических генераторах и основ теории таких процессов, стремясь идти не по пути упрощения, а по пути разъяснения ...(Подробнее)возникающих при этом трудных вопросов.

Книга состоит из трех частей. В первой, вводной части в доступной форме изложены сведения из квантовой механики и квантовой теории излучения, необходимые для понимания дальнейшего. Во второй части подробно рассмотрены принципы действия квантовых генераторов света, дано описание различных типов квантовых оптических генераторов: рубиновых, газовых, полупроводниковых. В третьей части изложены теоретические и экспериментальные основы нелинейной оптики — раздела оптики, в котором рассматриваются явления, возникающие в столь сильном электромагнитном поле, что нарушается принцип суперпозиции при распространении электромагнитных волн в среде.

Книга будет полезна как введение для студентов, специализирующихся по квантовой электронике. Для полного понимания изложения читателю необходима математическая подготовка, которой обладают учителя средних школ и студенты. Но в значительной своей части книга доступна и менее подготовленным в математическом отношении читателям, в частности школьникам старших классов, которые интересуются физикой.


Оглавление
Предисловие к первому изданию3
Глава I. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ АТОМОВ С ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ7
§ 1. Первые модели атома7
1. Атом — микроскопический вибратор7
2. Планетарная модель атома8
3. Электромагнитное излучение вибратора. Крушение планетарной модели атома11
§ 2. О квантовых свойствах электромагнитного излучения23
1. Энергия равновесного электромагнитного излучения23
2. Законы сохранения при взаимодействии квантов с веществом26
§ 3. О квантовой теории атома и взаимодействии атомов с излучением33
1. Первая квантовая модель атома — модель Бора33
2. Распределение атомов по стационарным состояниям при тепловом равновесии38
3. Неустойчивость возбужденных состояний атома. Спонтанное излучение43
4. Индуцированные переходы в атомах48
5. Почему электрон не падает на ядро. Принцип неопределенности Гейзенберга51
§ 4. Интерференция света, испускаемого тепловыми источниками55
1. Некогерентность волн, испускаемых атомами теплового источника55
2. Осуществление интерференции с помощью тепловых источников света58
Глава II. КВАНТОВЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ СВЕТА65
Введение65
§ 5. Принцип действия квантовых генераторов электромагнитного излучения67
1. Усиление света при прохождении через вещество67
2. Отрицательная температура74
3. Молекулярный генератор электромагнитного излучения75
4. Квантовые системы с тремя уровнями77
5. Принцип действия и условие самовозбуждения оптического генератора80
6. Замечательные свойства излучения квантовых генераторов света85
§ 6. Рубиновый лазер89
1. Схема и характерные данные89
2. Управление излучением лазера. Гигантские импульсы95
§ 7. Газовый лазер99
§ 8. Полупроводниковый лазер102
1. Электроны проводимости и дырки102
2. n—р-переходы в полупроводниках104
3. Состояние с отрицательной температурой в полупроводниках105
4. Полупроводниковый оптический генератор107
§ 9. О некоторых применениях оптических генераторов109
Глава III. НЕЛИНЕЙНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ОПТИКЕ117
Введение117
§ 10. Об электромагнитных процессах в нелинейной среде119
1. Уравнения Максвелла119
2. Поляризация диэлектриков в постоянном электрическом поле127
3. Поляризация диэлектрика под действием света малой интенсивности139
4. Поляризация диэлектрика под действием света большой интенсивности147
§11. Генерация гармоник световой волны. Общие условия преобразования света в свет151
1. О первых наблюдениях удвоения частоты световой волны151
2. Генерация второй гармоники при равенстве фазовых скоростей υϕ(ω), υϕ(2ω)160
3. Законы сохранения энергии и импульса волн при нелинейных взаимодействиях166
§ 12. Комбинационное рассеяние света. Параметрический генератор света170
1. Комбинационное рассеяние света170
2. Вынужденное (стимулированное) комбинационное рассеяние. Комбинационный лазер175
3. Параметрический генератор света185
Заключение. Многофотонные процессы. Предельная мощность квантовых оптических генераторов193
Литература196

Предисловие к первому изданию
Настоящая книга посвящена систематическому описанию физических процессов в квантовых генераторах света и явлений, происходящих в веществах под действием мощного электромагнитного излучения таких генераторов.

Книга состоит из трех частей.

Первая часть — вводная. Здесь в доступной форме изложены сведения из квантовой механики и квантовой теории излучения, необходимые для понимания дальнейшего.

Во второй части подробно рассмотрены принципы действия квантовых генераторов света, дано описание различных типов квантовых оптических генераторов: рубиновых, газовых, полупроводниковых.

В последней части изложены теоретические и экспериментальные основы нелинейной оптики — нового раздела оптики, в котором рассматриваются явления, возникающие в столь сильном электромагнитном поле, что нарушается принцип суперпозиции при распространении электромагнитных волн в среде.

В существующей литературе, посвященной квантовым оптическим генераторам, наметились две крайности. С одной стороны, имеются специальные статьи и монографии, доступные лишь сравнительно узкому кругу специалистов. С другой, имеется большое число популярных статей и брошюр, по которым можно ознакомиться с явлением, но которые не дают достаточно глубокого представления о физике процессов в квантовых оптических генераторах и не содержат основ теории этих явлений. Аналогичное положение имеет место и в нелинейной оптике.

В настоящей книге сделана попытка дать систематическое, но в то же время достаточно доступное изложение указанных вопросов. При этом автор стремился идти не по пути упрощения, а по пути разъяснения возникающих при этом трудных вопросов.

Для полного понимания изложения необходима математическая подготовка, которой обладают учителя средних школ, студенты. Однако в значительной своей части книга доступна и менее подготовленным в математическом отношении читателям, в частности школьникам старших классов, которые интересуются физикой. Автор надеется, что настоящая книга будет также полезна как введение и для студентов, специализирующихся по квантовой электронике.

При подготовке рукописи книги я использовал ряд полезных советов С, А. Ахманова. Он прочитал, также готовую рукопись и сделал ряд ценных замечаний. Пользуюсь случаем, чтобы выразить ему свою благодарность. Я благодарен также В. Б. Брагинскому и Д. Н. Зубареву, прочитавшим отдельные параграфы руколиси, Л Н. Ю. Климонтовичу за помощь при подготовке рукописи к печати.

Автор


Об авторе
Климонтович Юрий Львович
Выдающийся физик-теоретик, один из крупнейших специалистов в области неравновесной статистической физики и кинетической теории плазмы. Окончил физический факультет Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова. В 1951 г. защитил кандидатскую диссертацию, написанную под руководством Н. Н. Боголюбова, а в 1962 г. — докторскую. С 1964 г. — профессор МГУ. Являлся главным научным сотрудником физического факультета МГУ, возглавлял лабораторию синергетики. Более 40 лет читал лекции по статистической физике и много других курсов на механико-математическом и физическом факультетах МГУ, регулярно проводил Общемосковский семинар по синергетике. Ю. Л. Климонтович — автор пионерских работ, которые привели к новому обоснованию кинетической теории плазмы. Им разработан новый метод микроскопических плотностей (вторичное квантование в фазовом пространстве), включая релятивистское и квантовое обобщения кинетических уравнений. Является автором фундаментальных исследований в области теории хаоса, физики открытых систем, учебника по статистической физике для студентов. Среди его наград — Государственная премия России, золотая медаль имени П. Л. Капицы — «Автору научного открытия», премия А. фон Гумбольдта (ФРГ) и др.

Страницы (пролистать)