Введение в физику лазеров

Качмарек Ф. Введение в физику лазеров. Пер. с польск./ Перевод В. Д. Новикова. Под ред. и с предисл. М. Ф. Бухенского.— М.: Мир, 1980. — 540 с.

В монографии известного польского физика Ф. Качмарека рассмотрены основные физические представления о механизмах лазерного излучения, описано устройство и приведены характеристики различных типов лазеров. Значительное внимание уделено генерации высших гармоник, параметрическим и многофотонным процессам и другим явлениям, сопровождающим прохождение лазерного излучения через вещество Кратко рассмотрены вопросы самофокусировки, электрического пробоя в лазерном пучке, голографии, создания высокотемпературной плазмы.

Предназначена для широкого круга научных работников, инженеров и техников, связанных в своей работе с получением и использованием лазерного излучения, а также для аспирантов и студентов соответствующих специальностей.

ПРЕДИСЛОВИЕ РЕДАКТОРА ПЕРЕВОДА
ПРЕДИСЛОВИЕ
1. Период перед открытием лазеров
2. Аналогия между электронным генератором электромагнитных колебаний и оптическим квантовым генератором — лазером
3. Элементарная теория затухающего осциллятора (колебательного контура)
4. Рубиновый лазер Меймана
§ 1. ВЫНУЖДЕННОЕ ИСПУСКАНИЕ В РУБИНЕ
§ 2. СВЯЗЬ МЕЖДУ КОЭФФИЦИЕНТОМ ПОГЛОЩЕНИЯ И ЭФФЕКТИВНЫМ СЕЧЕНИЕМ ПОГЛОЩЕНИЯ
§ 3. ИЗЛУЧАЕМАЯ МОЩНОСТЬ ПРИ ВЫНУЖДЕННОМ ИСПУСКАНИИ
§ 4. УПРОЩЕННОЕ ПОРОГОВОЕ УСЛОВИЕ ГЕНЕРАЦИИ СВЕТА
§ 5. ПРОЦЕССЫ ПОГЛОЩЕНИЯ ФЛЮОРЕСЦЕНЦИИ И ОПТИЧЕСКОЙ НАКАЧКИ В РУБИНЕ
5. Пространственные, временные и спектральные характеристики излучения лазеров на рубине и неодимовом стекле
§ 1. РАСХОДИМОСТЬ ЛАЗЕРНОГО ПУЧКА
§ 2. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ МОЩНОСТИ ПО ПОПЕРЕЧНОМУ СЕЧЕНИЮ ПУЧКА
§ 3. ВРЕМЕННАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИЗЛУЧЕНИЯ ТРЕРДОТЕЛЬНОГО ЛАЗЕРА (рубинового и неодимового)
§ 4. СПЕКТРАЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
6. Твердотельные (нерубиновые) импульсные и непрерывные лазеры
§ 2. ОПТИЧЕСКАЯ НАКАЧКА И ВЫНУЖДЕННОЕ ИСПУСКАНИЕ
§ 3. РАБОЧИЕ ВЕЩЕСТВА С БОЛЬШОЙ КОНЦЕНТРАЦИЕЙ АКТИВНЫХ ИОНОВ (примесные и стехиометрические материалы)
7. Очерк теории оптических резонаторов
§ 2. РЕЗОНАТОР ФАБРИ—ПЕРО
§ 3. ТЕОРИЯ ОПТИЧЕСКОГО РЕЗОНАТОРА ФОКСА И ЛИ
б. Плоский резонатор с круглыми зеркалами
в. Конфокальный резонатор
г. Численные расчеты распределений поля на зеркалах резонатора
8. Газовые лазеры на нейтральных атомах (гелий-неоновый лазер Джавана)
§ 2. КОНСТРУКЦИЯ ГЕЛИЙ-НЕОНОВОГО ЛАЗЕРА
§ 3. УСЛОВИЕ ВОЗБУЖДЕНИЯ ЛАЗЕРНОЙ ГЕНЕРАЦИИ
§ 4. СПЕКТРАЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИЗЛУЧЕНИЯ ГАЗОВОГО ЛАЗЕРА
§ 5. СТРУКТУРА «ОПТИЧЕСКИХ» ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УРОВНЕЙ
§ 6. МЕТАСТАБИЛЬНЫЕ СОСТОЯНИЯ
9. Газовые ионные лазеры
§ 1. РАЗРЯДНЫЕ ТРУБКИ АРГОНОВЫХ ЛАЗЕРОВ
§ 2. ОПТИЧЕСКОЕ ВОЗБУЖДЕНИЕ ИОНОВ АРГОНА И ДРУГИХ ГАЗОВ
§ 3. ИОННЫЕ ЛАЗЕРЫ НА ПАРАХ МЕТАЛЛОВ
§ 4. ГАЗОВЫЕ ИМПУЛЬСНЫЕ ЛАЗЕРЫ (ионные и на нейтральных атомах)
10. Молекулярные лазеры
§ 1. КОЛЕБАТЕЛЬНО-ВРАЩАТЕЛЬНЫЕ ДВИЖЕНИЯ МОЛЕКУЛ
б. Вращательные движения молекул
§ 2. МОЛЕКУЛЯРНЫЙ ЛАЗЕР НА СО2
§ 3. МОЛЕКУЛЯРНЫЙ ЛАЗЕР НА СО
§ 4. МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ЛАЗЕРЫ УЛЬТРАФИОЛЕТОВОГО ДИАПАЗОНА
11. Молекулярные лазеры субмиллиметрового и миллиметрового диапазонов
12. Твердотельные лазеры с модуляцией добротности оптического резонатора
§ 1. МОДУЛЯЦИЯ ДОБРОТНОСТИ Q ОПТИЧЕСКИХ РЕЗОНАТОРОВ ЛАЗЕРОВ
б. Вращающаяся призма
в. Пассивная модуляция Q с помощью красителей
§ 2. РАЗВИТИЕ ГИГАНТСКОГО ИМПУЛЬСА В ЛАЗЕРЕ
13. Полупроводниковые лазеры
§ 1. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ЗОНЫ НОСИТЕЛЕЙ ТОКА В ДИЭЛЕКТРИКАХ И ПОЛУПРОВОДНИКАХ
§ 2. ПОЛУЧЕНИЕ ИНВЕРСИИ НАСЕЛЕННОСТЕЙ В р-n-ПЕРЕХОДЕ
§ 3. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИЗЛУЧЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ЛАЗЕРОВ
14. Жидкостные лазеры
§ 2. ХЕЛАТЫ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
§ 3. ЖИДКОСТНЫЕ ЛАЗЕРЫ НА СВОБОДНЫХ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ИОНАХ
15. Лазеры на красителях
§ 1. УСЛОВИЯ ГЕНЕРАЦИИ ЛАЗЕРА НА КРАСИТЕЛЕ
§ 2. ВЛИЯНИЕ РАСТВОРИТЕЛЯ И ТУШИТЕЛЕЙ НА ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КРАСИТЕЛЯ
§ 3. ОПТИЧЕСКАЯ НАКАЧКА ЛАЗЕРА НА КРАСИТЕЛЕ
§ 4. СПЕКТРАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА ИЗЛУЧЕНИЯ ЛАЗЕРА НА КРАСИТЕЛЕ
§ 5. ДРУГИЕ ОСОБЕННОСТИ ИЗЛУЧЕНИЯ ЛАЗЕРА НА КРАСИТЕЛЕ
16. Химические лазеры
§ 2. УСТРОЙСТВО И ДЕЙСТВИЕ НЕКОТОРЫХ ХИМИЧЕСКИХ ЛАЗЕРОВ
§ 3. ВАЖНЕЙШИЕ ХИМИЧЕСКИЕ ЛАЗЕРЫ
17. Генерация оптических гармоник
§ 2. РАСПРОСТРАНЕНИЕ СВЕТОВЫХ ВОЛН В ДИСПЕРСИОННОЙ СРЕДЕ
§ 3. МЕТОД СОГЛАСОВАНИЯ ФАЗ ПРИ ГВГ
§ 4. ГЕНЕРАЦИЯ ВТОРОЙ ГАРМОНИКИ С ПОМОЩЬЮ ИМПУЛЬСНЫХ ЛАЗЕРОВ
§ 5. ВАЖНЕЙШИЕ КРИСТАЛЛЫ ДЛЯ ГЕНЕРАЦИИ ВЫСШИХ ГАРМОНИК СВЕТА
§ 6. ГЕНЕРАЦИЯ ВТОРОЙ ГАРМОНИКИ СВЕТА С ПОМОЩЬЮ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ЛАЗЕРОВ
§ 7. ГЕНЕРАЦИЯ ВТОРОЙ ГАРМОНИКИ СВЕТА С ПОМОЩЬЮ ГАЗОВЫХ ЛАЗЕРОВ
§ 8. СМЕШЕНИЕ ДВУХ ВОЛН МОНОХРОМАТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КРИСТАЛЛАХ
§ 9. СТАТИЧЕСКАЯ ПОЛЯРИЗАЦИЯ НЕЛИНЕЙНЫХ КРИСТАЛЛОВ ПОД ДЕЙСТВИЕМ СВЕТА (оптическое детектирование)
§ 10. ГЕНЕРАЦИЯ ВТОРОЙ ГАРМОНИКИ С ПОМОЩЬЮ НЕЛИНЕЙНОГО КРИСТАЛЛА, ПОМЕЩЕННОГО ВНУТРЬ ОПТИЧЕСКОГО РЕЗОНАТОРА
§ 11. ГВГ В КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ПОРОШКАХ
§ 12. ГЕНЕРАЦИЯ ТРЕТЬЕЙ И ЧЕТВЕРТОЙ ГАРМОНИК
§ 13. ГЕНЕРАЦИЯ ВЫСШИХ ГАРМОНИК С ПОМОЩЬЮ ПИКОСЕКУНДНЫХ СВЕТОВЫХ ИМПУЛЬСОВ
§ 14. ВОЗБУЖДЕНИЕ ВЫСШИХ ГАРМОНИК В ПАРАХ МЕТАЛЛОВ
18. Параметрические усилители и генераторы света
§ 2. ПАРАМЕТРИЧЕСКОЕ УСИЛЕНИЕ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ ВАНГА И РЕЙСЕТТА
§ 3. ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО УСИЛЕНИЯ
§ 4. ОПТИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ В КРИСТАЛЛЕ
§ 5. ПАРАМЕТРИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ В KDP и ADP
§ 6. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
19. Вынужденное комбинационное рассеяние света
§ 2. КРАТКИЙ ОЧЕРК ТЕОРИИ КЛАССИЧЕСКОГО КОМБИНАЦИОННОГО РАССЕЯНИЯ
§ 3. ВЫНУЖДЕННОЕ КОМБИНАЦИОННОЕ РАССЕЯНИЕ СВЕТА (экспериментальные результаты)
§ 4. ОЧЕРК ТЕОРИИ ВКР
§ 5. НЕЛИНЕЙНОЕ КОМБИНАЦИОННОЕ РАССЕЯНИЕ СВЕТА
20. Вынужденное рассеяние Мандельштама — Бриллюэна (ВРМБ)
§ 2. СВЯЗЬ ГИПЕРЗВУКОВЫХ И СВЕТОВЫХ ВОЛН
§ 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ЯВЛЕНИЯ ВРМБ
21. Вынужденное энтропийное (температурное) рассеяние и вынужденное рассеяние в крыле линии Рэлея
§ 2. ВЫНУЖДЕННОЕ ЭНТРОПИЙНОЕ (температурное) РАССЕЯНИЕ СВЕТА В ЖИДКОСТЯХ
22. Параметрическая люминесценция (ПЛ)
23. Изменения показателя преломления вещества в поле интенсивного лазерного излучения
24. Явление автоколлимации и самофокусировки света
§ 2. ОБЪЯСНЕНИЕ ЭФФЕКТОВ АВТОКОЛЛИМАЦИИ И САМОФОКУСИРОВКИ ЛАЗЕРНОГО ПУЧКА
§ 3. САМОФОКУСИРОВКА И АВТОКОЛЛИМАЦИЯ ПУЧКА ЛАЗЕРА, РАБОТАЮЩЕГО В НЕПРЕРЫВНОМ РЕЖИМЕ
25. Тепловая расфокусировка лазерного пучка
26. Синхронизация мод лазера
§ 1. ЧИСЛО ПРОДОЛЬНЫХ МОД И ШИРИНА ЭМИССИОННОЙ ЛИНИИ
§ 2. СПОСОБЫ СИНХРОНИЗАЦИИ МОД ЛАЗЕРА
§ 3. ОБЪЯСНЕНИЕ ЭФФЕКТА СИНХРОНИЗАЦИИ МОД
27. Получение и измерение сверхкоротких импульсов света
§ 2. СИНХРОНИЗАЦИЯ МОД ТВЕРДОТЕЛЬНЫХ ЛАЗЕРОВ
§ 3. СИНХРОНИЗАЦИЯ МОД ЛАЗЕРОВ НА КРАСИТЕЛЯХ
§ 4. СИНХРОНИЗАЦИЯ МОД ИМПУЛЬСНЫХ ЛАЗЕРОВ НА КРАСИТЕЛЯХ С НАКАЧКОЙ ИМПУЛЬСНЫМИ ЛАМПАМИ
§ 5. СИНХРОНИЗАЦИЯ МОД ЛАЗЕРА НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ НА КРАСИТЕЛЕ
§ 6. ИЗМЕРЕНИЕ ДЛИТЕЛЬНОСТИ СВЕРХКОРОТКИХ СВЕТОВЫХ ИМПУЛЬСОВ
б. Сверхскоростная электронно-оптическая камера с линейной разверткой
в. Примеры использования камеры с разверткой
§ 7. СЕЛЕКЦИЯ И УСИЛЕНИЕ ПИКОСЕКУНДНЫХ СВЕТОВЫХ ИМПУЛЬСОВ
§ 8. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
28. Электрический пробой газов в пучке лазерного излучения
§ 2. ВАЖНЕЙШИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
§ 3. ОЧЕРК ТЕОРИИ ИОНИЗАЦИИ АТОМОВ В ПОЛЕ МОЩНОГО ЛАЗЕРНОГО ПУЧКА
б. Туннельный эффект
в. Лавинная ионизация. Электрический пробой
29. Поверхностные и внутренние повреждения диэлектриков интенсивным световым пучком импульсного лазера
30. Создание плазмы и нейтронов сфокусированными пучками мощных лазеров
§ 2. ВОЗМОЖНОСТИ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ТЕРМОЯДЕРНОЙ РЕАКЦИИ С ПОМОЩЬЮ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
31 «Лунный» лазер
§ 2. ДЕЙСТВИЕ СИСТЕМ ЛАЗЕРНОЙ ЛОКАЦИИ ЛУНЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЙ
§ 3. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
32. Элементы голографии
§ 2. РЕГИСТРАЦИЯ ГОЛОГРАММЫ
33. Исследование спектров испускания и поглощения с помощью нано- и пикосекундных импульсов света
§ 2. СПЕКТРОСКОПИЯ ОБРАЩЕННОГО КОМБИНАЦИОННОГО РАССЕЯНИЯ СВЕТА
§ 3. ПИКОСЕКУНДНАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ
34. Рентгеновские и гамма-лазеры
§ 2. ГАММА-ЛАЗЕР
35. Лазеры на центрах окраски
§ 2. КРАТКИЙ ОБЗОР СВОЙСТВ ВАЖНЕЙШИХ ЦЕНТРОВ ОКРАСКИ
§ 3. ЛАЗЕРНАЯ ГЕНЕРАЦИЯ В КРИСТАЛЛАХ С ЦЕНТРАМИ ОКРАСКИ
Дополнения
§ 1. УРАВНЕНИЯ МАКСВЕЛЛА И ВОЛНОВОЕ УРАВНЕНИЕ
§ 2. КВАНТОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ
§ 3. КОГЕРЕНТНОСТЬ И СООТНОШЕНИЕ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЕЙ
§ 4. МАТРИЦА ПЛОТНОСТИ
37. Когерентность света
§ 1. КОГЕРЕНТНОСТЬ СВЕТА С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ ЭЛЕМЕНТАРНОГО АКТА ИСПУСКАНИЯ АТОМА
§ 2. ОСНОВНЫЕ СООТНОШЕНИЯ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ КОГЕРЕНТНОСТЬ СВЕТА
38. Плотность лучистой энергии и напряженности электрического и магнитного полей в лазерном световом пучке
§ 2. РАСХОДИМОСТЬ ЛАЗЕРНОГО СВЕТОВОГО ПУЧКА
§ 3. ФОКУСИРОВКА ЛАЗЕРНОГО СВЕТОВОГО ПУЧКА
§ 4. МОНОХРОМАТИЧНОСТЬ ЛАЗЕРНОГО СВЕТОВОГО ПУЧКА
§ 5. УСИЛЕНИЕ ЛАЗЕРНОГО СВЕТОВОГО ПУЧКА
§ 6. ПОТОК ЛУЧИСТОЙ ЭНЕРГИИ
Таблицы

Введение в физику лазеров

Оглавление