Предисловие редактора перевода

Книга проф. Орацио Звелто, известного итальянского ученого, одного из пионеров исследований в новой области фундаментальной и прикладной физики — квантовой электронике, родившейся тридцать лет назад, дает последовательное изложение основ физики лазеров. Большой опыт автора — ученого и педагога — позволил ему отобрать наиболее существенное и представить материал таким образом, что книга легко воспринимается как студентом, усвоившим курсы общей физики и квантовой механики, так и опытным научным работником и инженером, для которых она может служить справочным пособием.

В нашей стране это учебное пособие выдержало уже два издания (О. Звелто, Физика лазеров. — М.: Мир, 1979; О. Звелто, Принципы лазеров. — М.: Мир, 1984). Оба издания были раскуплены сразу же после выхода их в свет. Книга получила заслуженное признание в университетах, технических вузах и многочисленных научно-исследовательских учреждениях страны.

С момента появления первого издания прошло десять лет. Для лазеров это был период закрепления позиций в приложениях, что обусловило необходимость изучения лазеров специалистами самых разных областей знания. Лазеры стали необходимым элементом в таких жизненно важных областях, как световодная связь, технология обработки материалов, микроэлектроника, медицина, научные исследования, в частности космические исследования, и т. п. Без применения лазерных приборов теперь невозможно представить себе ни современную науку, ни передовую технологию.

Успех книги объясняется, по-видимому, и тем обстоятельством, что автор работал над ней непрерывно в течение почти двух последних десятилетий, и представляемое читателю 3-е издание отражает как сам прогресс в физике и принципах конструирования лазеров, так и потребности читателей. Последнее в большей степени связано с тем, что проф. Звелто — блестящий педагог — читает курс лекций по лазерам в Миланском политехническом институте (Италия) и одновременно ведет

большую научную работу, возглавляя Научный лазерный центр этого института, который активно сотрудничает с промышленностью.

Следует заметить, что в первом и втором изданиях книги была глава о применениях лазеров. В третьем издании автор от нее отказался. Такое решение, по-видимому, было неизбежным, поскольку дать представление на серьезном уровне об обширных применениях лазеров в одной главе практически уже невозможно. Это тема отдельного, не менее объемного курса.

В своем предисловии автор четко охарактеризовал основные отличия содержания нового издания от предыдущего. Можно добавить лишь, что в 3-м издании рассмотрение полуклассической теории лазерного излучения перенесено в Приложение к книге. Это по крайней мере должно также способствовать общей стройности изложения теоретических основ. Хотя структура книги во всех трех изданиях одна и та же, 3-е издание столь существенно переработано, что его можно считать новой книгой.

Данное издание будет полезно очень широкому кругу лиц: студентам, преподавателям, научным работникам, инженерам-исследователям, а также разработчикам различных систем.

Хотелось бы поблагодарить автора книги и издательство «Плинум Пресс» за внимание к подготовке 3-го издания книги на русском языке, выразившееся, в частности, в присылке гранок до выхода в свет издания на английском языке.

Перевод выполнен научными сотрудниками Института общей физики АН СССР Сорокиной И. Т. (гл. 5, 6, 8 и Приложение), Сорокиным Е. В. (предисловие, гл. 2—4, ответы к задачам) и Шипиловым К. Ф. (гл. 1 и 7).

Т. А. Шмаонов

Лазер во времена греко-римской цивилизации (пояснение к цитате из Плиния Старшего)

В период греко-римской цивилизации (ориентировочно начиная с 6 в. до н.э. и кончая 2 в. н.э.) лазер был широко известен и весьма прославлялся. В отличие от современного лазера это было в действительности растение, обладавшее, впрочем, не менее замечательными свойствами. Это растение (относившееся, возможно, к зонтичным) в днком виде встречалось на большой территории около г. Кирены (в настоящее время принадлежит Ливии). Иногда это растение именовали также Laserpitium и за почти чудодейственные свойства считали божьим даром. Оно применялось для лечения множества болезней от простуды до различных эпидемических заболеваний. Его использовали как противоядие против укуса змей, скорпионов или при попадании в тело отравленной стрелы. Благодаря своим прекрасным вкусовым качествам это растение употребляли в качестве изысканной приправы в самой лучшей кухне. Оно представляло собой столь большую ценность, что считалось основным источником процветания Кнрены; его вывозили как в Грецию, так и в Рим. В период римского господства это была единственная дань, которую жители Кирены платили римлянам, хранившим лазер в своих сундуках вместе с золотыми слитками. Возможно, лучшим свидетельством существования лазера (растения) является его изображение на известной чаше Арцесилао (эта чаша хранится теперь в музее г. Кирены, Ливия), на которой можно видеть, как носильщики грузят лазер на корабль под наблюдением короля Арцесилао. И греки, и римляне пытались выращивать лазер в различных частях Апулии и Ионии (на юге Италии), по это им не удалось сделать. Впоследствии лазер встречался все реже и реже и, по-видимому, около 2 в. н. э. исчез навсегда. С тех пор, несмотря на то что предпринимались большие усилия найти лазер в пустынях к югу от Кирены, он так и не был обнаружен и, таким образом, останется утраченным сокровищем греко-римской цивилизации.

Предисловие к третьему изданию

Данное третье издание является существенно обновленной версией предыдущего и предпринято в связи с многочисленными и значительными успехами, достигнутыми в области лазеров со времени выхода в свет второго издания в 1982 г. Тем не менее основная идея книги, состоящая в том, чтобы дать всеобъемлющее и единое описание процессов в лазерах на простейшем уровне, который еще согласуется с правильной физической картиной, осталась без изменения. Сохранена также и общая организация книги, которая, таким образом, предназначена в равной степени для аудиторных и самостоятельных занятий студентов инженерных, физических и химических специальностей, заинтересованных в понимании принципов работы лазеров.

Основные дополнения, внесенные в данное издание, состоят в следующем:

1. Добавлены новые разделы, в которых рассматриваются различные типы лазеров, в частности рентгеновский лазер, новые твердотельные лазеры, в том числе лазер на александрите, и в значительной степени расширено описание полупроводниковых лазеров.

2. Более подробно изучается режим синхронизации мод, включены новые разделы, касающиеся лазеров с «разгрузкой резонатора» и методов сжатия оптического импульса.

3. Дается более глубокое и существенно менее сложное описание когерентных и статистических свойств лазерного излучения в сравнении с обычным светом.

4. Приводится значительно более глубокое рассмотрение физики газового разряда.

Другие важные дополнения включают в себя некоторые разделы традиционной оптики (например, метод матрицы лучей, интерферометр Фабри — Перо и многослойные диэлектрические зеркала), описание распространения гауссова пучка (закон ABCD) и теорию релаксации колебаний и активной синхронизации мод.

Несмотря на то что в результате всего этого объем книги заметно увеличился, новое издание, как я надеюсь, будет лучше выполнять роль общего введения в область лазеров.

Мне приятно выразить признательность друзьям и коллегам, предложения в помощи и поддержка которых, несомненно, способствовали улучшению книги во многих отношениях. Это Родольфо Бонифачио, Ян У. Бойд, Ричард К. Чен, Витторио Деджорджо, Ричард X. Пантелл, Фриц П. Шефтер, Ян Дж. Сполдинг и Борис Стойчефф. Я хочу также поблагодарить за критическое редактирование Дэвида С. Ханну, который сделал гораздо больше, чем просто перевел книгу. Большую помощь оказал также П. Лапорта, внимательно прочитавший книгу и внесший критические замечания. Наконец, я хочу поблагодарить Данте Чиньи за любезно предоставленный мне материал относительно истории «лазера» в период греко-римской цивилизации.

Милан Орацио Звелто