Принципы лазеров

  

Звелто О. Принципы лазеров: Пер. с англ.— 3-е перераб. и доп. изд. — М.: Мир, 1990. — 560 с.

Написанная известным итальянским физиком и педагогом книга учебного характера представляет собой существенно дополненное и переработанное издание книги «Принципы лазеров» («Мир», 1984). В ней рассматриваются физические основы действия различных современных лазеров (С02-лазеров, рентгеновских, лазеров на свободных электронах и т. д.). Каждая глава снабжена задачами.

Для студентов, аспирантов, преподавателей, инженеров и научных работников, применяющих лазеры в своих исследованиях.



Оглавление

Предисловие редактора перевода
1 Введение
1.1. Спонтанное и вынужденное излучение; поглощение
1.1.2. Вынужденное излучение
1.1.3. Поглощение
1.2. Принцип работы лазера
1.3. Схемы накачки
1.4. Свойства лазерных пучков
1.5. Структура книги
2. Взаимодействие излучения с веществом
2.2. Теория излучения черного тела
2.3. Поглощение и вынужденное излучение
2.3.2. Разрешенные и запрещенные переходы
2.3.3. Механизм уширения линии
2.3.4. Сечение перехода, коэффициенты поглощения и усиления
2.4. Спонтанное излучение
2.4.2. Квантовоэлектродинамический подход
2.4.3. Термодинамический подход Эйнштейна
2.4.4. Связь между спонтанным временем жизни и сечением перехода
2.4.5. Заключительные замечания
2.5. Безызлучательная релаксация
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. Релаксация многоатомной системы
2.7.2. Сверхизлучение и суперлюминесценция
2.7.3. Усиленное спонтанное излучение
2.8. Вырожденные уровни
2.9. Молекулярные системы
2.9.2. Заселенность уровней при тепловом равновесии
2.9.3. Излучательные и безызлучательные переходы
2.9.4. Квантовомеханический расчет вероятностей излучательного перехода
3 Процессы накачки
3.2. Оптическая накачка
3.2.1. КПД накачки
3.2.2. Излучательная эффективность и эффективность передачи
3.2.3. Распределение света накачки
3.2.4. Эффективность поглощения и квантовый выход накачки
3.2.5. Заключительные замечания
3.3. Электрическая накачка
3.3.1. Физические свойства газовых разрядов
3.3.2. Возбуждение электронным ударом
3.3.2.1. Сечение электронного удара
3.3.2.2. Распределение энергии электронов
3.3.2.3. Пространственное распределение скорости накачки
3.3.2.4. Уравнение ионизационного равновесия
3.3.2.5. Вычисление скорости накачки
3.3.3. Возбуждение посредством (около)резонансной передачи энергии
4. Пассивные оптические резонаторы
4.2. Некоторые разделы геометрической и волновой оптики
4.2.2. Интерферометр Фабри—Перо
4.2.3. Многослойные диэлектрические покрытия
4.3. Время жизни фотона и добротность резонатора
4.4. Плоскопараллельный резонатор
4.4.2. Теория Фокса и Ли
4.5. Конфокальный резонатор
4.6. Распространение гауссова пучка и закон АBCD
4.7. Обобщенный сферический резонатор
4.7.2. Резонансные частоты и дифракционные потери
4.7.3. Условие устойчивости
4.8. Неустойчивые резонаторы
4.8.2. Описание с помощью волновой оптики
4.8.3. Достоинства и недостатки неустойчивых резонаторов с резкой границей зеркала
4.8.4. Неустойчивые резонаторы с переменным коэффициентом отражения
5. Непрерывный и нестационарный режимы работы лазеров
5.2. Скоростные уравнения
5.2.1. Четырехуровневый лазер
5.2.2. Трехуровневый лазер
5.3. Непрерывный режим работы лазера
5.3.2. Трехуровневый лазер
5.3.3. Оптимальная связь на выходе лазера
5.3.4. Перестройка частоты генерации лазера
5.3.5. Одномодовая и многомодовая генерация
5.3.5.2. Одномодовый режим генерации
5.3.6. Два числовых примера
5.3.7. Затягивание частоты и предел монохроматичности
5.3.8. Провал Лэмба и активная стабилизация частоты лазера
5.4. Нестационарный режим работы лазера
5.4.2. Пичковый режим многомодовых лазеров
5.4.3. Модуляция добротности
5.4.3.1. Методы модуляции добротности
5.4.3.2. Режимы генерации
5.4.3.3. Теория активной модуляции добротности
5.4.3.4. Числовой пример
5.4.4. Модуляция усиления
5.4.5. Синхронизация мод
5.4.5.1. Методы синхронизации мод
5.4.5.2. Лазерные системы с сихронизацией мод
5.4.6. Разгрузка резонатора
5.5. Заключительные замечания
6. Типы лазеров
6.2. Твердотельные лазеры
6.2.1. Рубиновый лазер
6.2.2. Неодимовые лазеры
6.2.2.2. Стекло с неодимом
6.2.2.3. Другие кристаллические матрицы
6.2.3. Лазер на александрите
6.3. Газовые лазеры
6.3.1. Лазеры на нейтральных атомах
6.3.1.2. Лазеры на парах меди и золота
6.3.2. Ионные лазеры
6.3.2.2. He—Cd-лазер
6.3.3. Молекулярные газовые лазеры
6.3.3.1. СО2-лазер
6.3.3.2. СО-лазер
6.3.3.3. Азотный лазер
6.3.3.4. Эксимерные лазеры
6.4. Жидкостные лазеры (лазеры на красителях)
6.4.2. Параметры лазеров на красителях
6.5. Химические лазеры
6.5.1. Лазер на HF
6.6. Полупроводниковые лазеры
6.6.1. Фотофизические свойства полупроводниковых лазеров
6.6.1.2. Заполнение уровней при тепловом равновесии
6.6.1.3. Излучательные и безызлучательные переходы
6.6.1.4. Квазиуровни Ферми
6.6.2. Накачка полупроводниковых лазеров
6.6.2.2. Лазер на двойном гетеропереходе
6.6.3. Полупроводниковые лазеры и их характеристики
6.6.4. Применения полупроводниковых лазеров
6.6.5. Упрощенная теория полупроводникового лазера
6.7. Лазеры на центрах окраски
6.8. Лазер на свободных электронах
6.9. Рентгеновские лазеры
6.10. Сводка параметров
7. Свойства лазерных пучков
7.3. Комплексное представление полихроматических полей
7.4. Статистические свойства лазерного излучения и излучения тепловых источников
7.5. Когерентность первого порядка
7.5.2. Измерение пространственной и временной когерентностей
7.5.3. Соотношение между временной когерентностью и монохроматичностью
7.5.4. Нестационарные пучки
7.5.5. Пространственная и временная когерентность одномодовых и многомодовых лазеров
7.6. Направленность
7.6.1. Пучки с полной пространственной когерентностью
7.6.2. Пучки с частичной пространственной когерентностью
7.7. Лазерная спекл-картина
7.8. Яркость
7.9. Сравнение лазерного и теплового излучений
7.10. Когерентность более высокого порядка
8. Преобразование лазерного пучка: распространение, усиление, преобразование частоты, сжатие импульса
8.2. Преобразование в пространстве; распространение гауссова пучка
8.3. Преобразование амплитуды: лазерное усиление
8.4. Преобразование частоты; генерация второй гармоники и параметрическая генерация
8.4.1.1. Генерация второй гармоники
8.4.1.2. Параметрическая генерация
8.4.2. Аналитическое рассмотрение
8.4.2.1. Параметрическая генерация
8.4.2.2. Генерация второй гармоники
8.5. Временное преобразование; сжатие импульса
Приложения
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Полуклассическая теория взаимодействия излучения с веществом
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Пространственно-зависимые скоростные уравнения
ПРИЛОЖЕНИЕ В. Теория активной синхронизации мод для однородно уширенной линии
ПРИЛОЖЕНИЕ Г. Физические постоянные
Ответы к некоторым задачам