Учебное пособие. — Томск: ТМЛ-Пресс, 2010. — 288 с.
Рассматривается теория лазера с квантовых позиций, обсуждается
квантовая когерентность и проводится сравнение с волновым
представлением. Конкретные типы лазеров обсуждаются с точки зрения
их специфических особенностей как методам создания инверсной
заселённости, так по генерационным характеристикам. Особое внимание
уделено инновационным лазерным устройствам — лазерам на
квантово-размерных структурах. Применение лазеров в спектроскопии
сред иллюстрирует возможности изучения фундаментальных свойств
веществ и даёт информацию о современном уровне атомной и
молекулярной спектроскопии.
Для студентов и аспирантов физических, радиофизических, физико-технических, оптотехнических, радиотехнических факультетов, специалистов, работающих в области квантовой электроники и фотоники, разрабатывающих новые лазерные устройства и применяющих лазеры в различных областях науки и техники. Предисловие Общее описание лазера
Теоретические основы создания лазерно-активных сред
Инверсия населённостей уровней
Методы создания инверсной заселённости уровней
Квантовый гармонический осциллятор
Оператор числа частиц
Представление свободного поля как совокупности квантовых гармонических осцилляторов
Физические модели излучения
Взаимодействие поля в резонаторе с частицами активной среды
Элементы теории катастроф для описания лазера как синергетического объекта
Вопросы и задачи Элементная база лазеров. Внешние и внутренние параметры
Основные характеристики лазерных резонаторов
Моды резонатора
Добротность резонатора
Внешние лазерные параметры (характеристики пучка)
Основные свойства лазерного луча
Гауссов пучок
Динамика лазерных процессов
Скоростные уравнения для переходов в трёхуровневой системе
Режимы работы лазеров
Вопросы и задачи
Управление внешними параметрами лазера
Преобразование в пространстве
Лазерное усиление
Преобразование частот с использованием нелинейных сред
Генерация второй гармоники
Стабилизация частоты излучения лазера
Вопросы и задачи
Физические и технические особенности лазерных устройств
Твердотельные лазеры
Лазер на кристалле рубина
Лазеры на стекле с неодимом
Лазер на сапфире с титаном
Лазеры на центрах окраски
Газовые лазеры
Механизмы возбуждения в газовых лазерах
Атомные лазеры. Гелий-неоновый лазер
Ионные лазеры
Аргоновый лазер
Лазеры на парах металлов
Ионные лазеры на парах металлов
Атомарные лазеры на парах металлов
Молекулярные лазеры
CO2 лазер
Лазер на угарном газе
Азотный лазер
Лазеры на эксимерных молекулах галогенидов инертных газов
Жидкостные лазеры (лазеры на красителях)
Полупроводниковые лазеры. Лазеры с квантовыми ямами и точками
Наноразмерные гетероструктуры. Лазер на двойном гетеропроходе
Лазер на свободных электронах
Рентгеновские лазеры
Вопросы и задачи Применение лазеров в спектроскопии
Опто(фото)акустическая спектроскопия
Внутрирезонаторная лазерная спектроскопия
Метод затухания излучения в резонаторе (ЗИР-спектроскопия)
Ионизационная спектроскопия
Диодная лазерная спектроскопия
Многофотонная спектроскопия
Лазерная спектроскопия комбинационного рассеяния
Зеемановская и Штарковская спектроскопия
Применение лазеров с конкуренцией мод
Метод лазерно-индуцированной флуоресценции
Методы двойного резонанса
Вопросы Литература
Приложения
Для студентов и аспирантов физических, радиофизических, физико-технических, оптотехнических, радиотехнических факультетов, специалистов, работающих в области квантовой электроники и фотоники, разрабатывающих новые лазерные устройства и применяющих лазеры в различных областях науки и техники. Предисловие Общее описание лазера
Теоретические основы создания лазерно-активных сред
Инверсия населённостей уровней
Методы создания инверсной заселённости уровней
Квантовый гармонический осциллятор
Оператор числа частиц
Представление свободного поля как совокупности квантовых гармонических осцилляторов
Физические модели излучения
Взаимодействие поля в резонаторе с частицами активной среды
Элементы теории катастроф для описания лазера как синергетического объекта
Вопросы и задачи Элементная база лазеров. Внешние и внутренние параметры
Основные характеристики лазерных резонаторов
Моды резонатора
Добротность резонатора
Внешние лазерные параметры (характеристики пучка)
Основные свойства лазерного луча
Гауссов пучок
Динамика лазерных процессов
Скоростные уравнения для переходов в трёхуровневой системе
Режимы работы лазеров
Вопросы и задачи
Управление внешними параметрами лазера
Преобразование в пространстве
Лазерное усиление
Преобразование частот с использованием нелинейных сред
Генерация второй гармоники
Стабилизация частоты излучения лазера
Вопросы и задачи
Физические и технические особенности лазерных устройств
Твердотельные лазеры
Лазер на кристалле рубина
Лазеры на стекле с неодимом
Лазер на сапфире с титаном
Лазеры на центрах окраски
Газовые лазеры
Механизмы возбуждения в газовых лазерах
Атомные лазеры. Гелий-неоновый лазер
Ионные лазеры
Аргоновый лазер
Лазеры на парах металлов
Ионные лазеры на парах металлов
Атомарные лазеры на парах металлов
Молекулярные лазеры
CO2 лазер
Лазер на угарном газе
Азотный лазер
Лазеры на эксимерных молекулах галогенидов инертных газов
Жидкостные лазеры (лазеры на красителях)
Полупроводниковые лазеры. Лазеры с квантовыми ямами и точками
Наноразмерные гетероструктуры. Лазер на двойном гетеропроходе
Лазер на свободных электронах
Рентгеновские лазеры
Вопросы и задачи Применение лазеров в спектроскопии
Опто(фото)акустическая спектроскопия
Внутрирезонаторная лазерная спектроскопия
Метод затухания излучения в резонаторе (ЗИР-спектроскопия)
Ионизационная спектроскопия
Диодная лазерная спектроскопия
Многофотонная спектроскопия
Лазерная спектроскопия комбинационного рассеяния
Зеемановская и Штарковская спектроскопия
Применение лазеров с конкуренцией мод
Метод лазерно-индуцированной флуоресценции
Методы двойного резонанса
Вопросы Литература
Приложения