Описание раздела
Монография учебного характера, написанная известным итальянским исследователем и педагогом, представляет собой второе (существенно переработанное и дополненное) издание книги «Физика лазеров», вышедшей в издательстве «Мир» в 1979 г. Автор последовательно излагает основы физики лазеров, начиная с квантовомеханической теории излучения и кончая обзором практических применений лазеров. Книга представляет интерес для студентов университетов и технических вузов, аспирантов, преподавателей, инженеров и научных работников, применяющих лазеры в своих исследованиях. Как учебное пособие она полезна для физиков, химиков, химфизиков и биологов. Содержание Предисловие редактора перевода Предисловие ко второму изданию Предисловие к первому изданию 1. Введение 1.1. Спонтанное и вынужденное излучение; поглощение 1.1.1. Спонтанное излучение (рис. 1.1, а) 1.1.2. Вынужденное излучение (рис. 1.1,б) 1.1.3. Поглощение (рис. 1.1, в) 1.2. Принцип работы лазера 1.3. Схемы накачки 1.4. Свойства лазерных пучков 1.4.1. Монохроматичность 1.4.2. Когерентность 1.4.3. Направленность 1.4.4. Яркость Задачи 2. Взаимодействие излучения с веществом 2.1. Краткое введение в теорию излучения черного тела 2.2. Поглощение и вынужденное излучение 2.2.1. Вероятности поглощения и вынужденного излучения 2.2.2. Разрешенные и запрещенные переходы 2.2.3. Сечение перехода, коэффициенты поглощения и усиления 2.3. Спонтанное излучение 2.3.1. Полукласический подход 2.3.2. Квантовоэлектродинамический подход 2.3.3. Термодинамический подход Эйнштейна 2.3.4. Захват излучения, сверхизлучение, суперлюминесценция и усиленное спонтанное излучение 2.4. Безызлучательная релаксация 2.5. Механизмы уширения линии 2.5.1. Однородное уширение 2.5.2. Неоднородное уширение 2.5.3. Совместное действие различных механизмов уширения линии 2.6. Насыщение 2.6.1. Насыщение поглощения; однородно уширенная линия 2.6.2. Насыщение усиления; однородно уширенная линия 2.6.3. Неоднородно уширенная линия 2.7. Вырождение уровней 2.8. Связь между сечением перехода и временем жизни спонтанного излучения 2.9. Молекулярные системы 2.9.1. Энергетические уровни молекул 2.9.2. Заселенность уровней при тепловом равновесии 2.9.3. Излучательные и безызлучательные переходы Задачи Литература 3. ПРОЦЕССЫ НАКАЧКИ 3.1. Введение 3.2. Оптическая накачка 3.2.1. КПД накачки 3.2.2. Распределение энергии накачки внутри активного стержня 3.2.3. Скорость накачки 3.3. Электрическая накачка 3.3.1. Возбуждение электронным ударом 3.3.2. Пространственное распределение скорости накачки 3.3.3. Эффективность накачки 3.3.4. Возбуждение посредством (около) резонансной передачи энергии Задачи Литература 4. Пассивные оптические резонаторы 4.1. Введение 4.2. Плоскопараллельный резонатор 4.2.1. Приближенная теория Шавлова и Таунса 4.2.2. Теория, разработанная Фоксом и Ли 4.3. Конфокальный резонатор 4.4. Обобщенный сферический резонатор 4.4.1. Амплитуды мод, дифракционные потери и резонансные частоты 4.4.2. Условие устойчивости 4.5. Неустойчивые резонаторы Задачи Литература 5. Непрерывный и нестационарный режимы работы лазеров 5.1. Введение 5.2. Скоростные уравнения 5.2.1. Четырехуровневый лазер 5.2.2. Трехуровневый лазер 5.3. Непрерывный режим работы лазера 5.3.1. Четырехуровневый лазер 5.3.2. Трехуровневый лазер 5.3.3. Оптимальная связь на выходе лазера 5.3.4. Причины возникновения многомодовой генерации 5.3.5. Одночастотный и одномодовый режимы генерации 5.3.6. Два числовых примера 5.3.7. Затягивание частоты и предел монохроматичности 5.3.8. Лэмбовский провал и активная стабилизация частоты лазера 5.4. Нестационарный режим работы лазера 5.4.1. Пичковый режим работы одномодового и многомодового лазеров 5.4.2. Модуляция добротности 5.4.3. Синхронизация мод 5.5. Пределы применимости скоростных уравнений Задачи Литература 6. Типы лазеров 6.1. Введение 6.2. Твердотельные лазеры 6.2.1. Лазер на рубине 6.2.2. Неодимовые лазеры 6.3. Газовые лазеры 6.3.1. Лазеры на нейтральных атомах 6.3.2. Ионные лазеры 6.3.3. Молекулярные газовые лазеры 6.4. Жидкостные лазеры (лазеры на красителях) 6.4.1. Фотофизические свойства органических красителей 6.4.2. Параметры лазеров на красителях 6.5. Химические лазеры 6.6. Полупроводниковые лазеры 6.6.1. Фотофизическне свойства полупроводниковых лазеров 6.6.2. Свойства полупроводниковых лазеров 6.7. Лазеры на центрах окраски 6.8. Лазеры на свободных электронах 6.9. Сводка параметров Задачи Литература 7. Свойства лазерных пучков 7.1. Введение 7.2. Монохроматичность 7.3. Когерентность первого порядка 7.3.1. Комплексное представление полихроматических полей 7.3.2. Степень пространственной и временной когерентности 7.3.3. Измерение пространственной и временной когерентности 7.3.4. Соотношение между временной когерентностью и монохроматичностью 7.3.5. Некоторые числовые примеры 7.4. Направленность 7.5. Лазерная спекл-картина 7.6. Яркость 7.7. Когерентность более высокого порядка Задачи Литература 8. Преобразование лазерного пучка 8.1. Введение 8.2. Преобразование в пространстве; распространение гауссова пучка 8.3. Преобразование амплитуды: лазерное усиление 8.4. Преобразование частоты: генерация второй гармоники и параметрическая генерация 8.4.1. Физическая картина 8.4.2. Аналитическое рассмотрение Задачи Литература 9. Различные применения лазеров 9.1. Введение 9.2. Применение в физике и химии 9.3. Применение в биологии и медицине 9.4. Обработка материалов 9.5. Оптическая связь 9.6. Измерения и контроль 9.7. Термоядерный синтез 9.8. Обработка и запись информации 9.9. Применения в военных целях 9.10. Голография 9.11. Заключительные замечания Литература Приложения Ответы к некоторым задачам Предметный указатель
