|
КВАНТОВА РАДІОФІЗИКА І НЕЛІНІЙНА ОПТИКА
1. Вступ. Предмет вивчення квантової радіофізики і нелінійної оптики. Основні досягнення на сучасному етапі і проблеми. Перспективні напрямки розвитку.
2. Спонтанне і вимушене випромінювання. Поглинання, їх характеристики. Типи переходів між енетгетичними рівнями квантових частинок. Взаємозв'язок між імовірностями переходів. Імовірносний метод аналізу енергетичних характеристик випромінювання квантових приладів.
3. Принцип роботи лазера. Схеми накачки. Властивості лазерних пучків: монохроматичність, когерентність, направленість, яскравість. Тривалість лазерних імпульсів.
4. Взаємодія випромінювання з речовиною. Методи аналіза ефектів резонансної взаємодії електромагнитних хвиль з речовиною. Механізми уширення ліній. Однорідне і неоднорідне уширення. Принципові аспекти напівкласичного розрахунку характеристик квантових п5. Інідсилювачів і генераторів. Принцип детальної рівноваги.
5. Інверсний стан речовини. Інверсія в трьохрівнев системі в НВЧ і оптичному діапазонах. Пуш-пульна схема. Залежність населеностей енергетичних рівнів від потужності накачки. Переваги чотирьохрівневої енергетичної схеми. Релаксація багатоатомної системи. Суперлюмінесценція.
6. Ненасичений і насичений коефіціенти підсилення активної речовини. Від'ємний коефіціент поглинання - закон Бугера в активній речовині. Залежність інтенсивності випромінення від довжини при стаціонарному підсиленні. Процеси накачки, її ККД і квантовий вихід.
7. Резонатори. Пасивні оптичні резонатори. Час життя фотона і добротність резонатора. Плоскопаралельний, конфокальний і сферичний резонатори. Стійкі і нестійкі резонатори. Власні типи коливань резонаторів лазера. Частоти власних мод та іх втрати. Квантові парамагнітні підсилювачі резонаторного і хвилеводного типів, їх конструкції.
8. Неперервниі режим роботи лазерів. Залежність потужності генерації лазера від параметрів резонатора; порогові і оптимальні значення його (резонатора) параметрів. Перебудова частоти генерації лазера. Одномодова і багатомодова генерації, їх причини. Затягування частоти і межа монохроматичноті. Провал Лемба і активна стабілізація частоти лазера. Селекція типів коливань. Залежність параметрів активної речовини лазера від потужності накачки. ККД лазера.
9. Нестаціонарний режим роботи квантових генераторів і підсилювачів. Пічковий режим багатомодових лазерів. Модуляція добротності резонатора, її методи. Аналіз потужності, енергії і тривалості генерації лазера з перемиканням добротності. Синхронізація мод і способи її реалізації.
10. Характеристики сучасних лазерів. Типи лазерів: твердотільні, газові, на фарбниках, хімічні, напівпровідникові, на центрах забарвлення, на вільних електронах, рентгенівські лазери.
11. Фізичні основи нелінійних ефектів. Нелінійний відгук середовища. Ефекти Покельса і Керра. Двох- і багатофонні процеси.
12. Нелінійно-оптичні процеси. Змішування, множення оптичних хвиль в нелінійних кристалах. Параметрична генерація. Умови хвильового синхронізму.
13. Самофокусування хвиль. Вимушене розсіювання світла в нелінійних середовищах на коливальних переходах (комбінаційне) і на акустичних хвилях (Мандельштама-Бриллюена). Часове перетворення оптичних імпульсів - їх компресія до фемтосекундних тривалостей.
ЛІТЕРАТУРА
1. Звелто О. Принципы лазеров. - М.: Мир, 1990. - 558 с.
2. Карпов Н.В. Лекции по квантовой электронике. - М.: Наука, 1983. - 320 с.
3. Ярив А. Квантовая электроника. - М.: Мир, 1980. - 318 с.
4. Кондиленко И.И., Коротков П.А., Хижняк А.И. Физика лазеров. - К.: Выща школа, 1984. - 232 с.
5. Епифанов Г.И., Мома Ю.А. Твердотельная электроника. - М.: Высшая школа, 1986. - 304 с.
6. Бломберген Н. Нелинейная оптика. - М.: Мир, 1966. - 424 с.
7. Шуберт М., Вильгельми Б. Введение в нелинейную оптику. - М.: Мир, 1973. - 224 с.
8. Ахманов С.А., Чиркин А.С. Статистические явления в нелинейной оптике. - М.: изд. МГУ, 1971. - 128 с.
Програму склав:
- В.І. Григорук, докт. фіз.-мат. наук
|