Кафедра 37, «Лазерная физика»
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ КВАНТОВАЯ ЭЛЕКТРОНИКА
(для групп Т8-25,37, С8-01, Е8-01)
1 неделя.
I. Вступительная лекция.
II. Гауссовы пучки и оптические резонаторы.
2 неделя.
Гауссовы пучки электромагнитных волн: волновое скалярное уравнение; вектор Герца и его использование для вычисления электромагнитных полей.
3 неделя.
Гауссовы пучки: приближение параболического уравнения; гауссов пучок основной моды, его параметры; условия применимости параболического уравнения.
4 неделя.
Высшие моды гауссовых пучков; пучки прямоугольного и круглого сечений; каустики и расходимость гауссовых пучков; гауссовы пучки в линзоподобных средах (световодах).
5 неделя.
Открытые резонаторы со сферическими зеркалами: каустики; собственные типы колебаний (функции и частоты); вырождение колебаний; согласование резонаторов; диаграмма устойчивости резонаторов со сферическими зеркалами.
6 неделя.
Открытые резонаторы: резонаторы, образованные плоско-параллельными зеркалами; роль дифракции в образовании собственных типов колебаний; собственные функции и частоты; затухание колебаний в плоскопараллельных резонаторах. Понятие о бесселевых пучках.
7 неделя.
Разложение по собственным модам резонатора; различные механизмы затухания поля в резонаторах: распределенные потери, потери на зеркалах, дифракционные потери; понятие добротности резонатора.
8 неделя.
Неустойчивые резонаторы: приближение сферических волн. Кольцевые резонаторы.
9 неделя.
Интегральные уравнения резонаторов; эквивалентные резонаторы.
III. Спонтанное и индуцированное излучение.
10 неделя.
Спонтанное излучение: гамильтониан электромагнитного поля излучения; матричные элементы операторов поля; плотность осцилляторов поля.
11 неделя.
Двухуровневая модель вещества, резонансно взаимодействующего с электромагнитным полем; вероятность спонтанного перехода; квантовые флуктуации и их роль в спонтанных переходах.
12 неделя.
Форма и ширина спектральной линии при спонтанных переходах; случай переходов с одного уровня на несколько уровней; уширение спектральных линий за счет соударений, взаимодействий системы друг с другом; уширение спектральных линий за счет эффекта Доплера.
13 неделя.
Спонтанное излучение молекул, помещенных в резонатор: эффект ускорения и ингибирования.
14 неделя.
Индуцированные переходы: резонансное поглощение; индуцированное излучение; тождественность излучаемого и индуцированного излучения; вероятность перехода; коэффициенты А и В, их связь между собой; инверсная заселенность уровней как условие усиления; коэффициент усиления.
15 неделя.
Спонтанное излучение систем, линейные размеры которых меньше длины волны; обобщенный спин системы и условия его сохранения; зависимость вероятности перехода от квантового состояния системы; когерентное спонтанное излучение протяженных систем.
ЛИТЕРАТУРА
Основная
1.
|
621.37
О63
|
Ораевский А.Н. Гауссовы пучки и оптические резонаторы. Учебное пособие. – М, МИФИ, 1987.
|
2.
|
|
А.Н.Ораевский “Спонтанное излучение в резонаторе”, УФН, 1994, т.164, №4, 415-427.
|
3.*
|
530
Г-14
|
Гайтлер В. Квантовая теория излучения, Издательство иностранной литературы, Москва, 1956.
|
4.
|
621.38
Я-73
|
Ярив А. Введение в оптическую электронику, Москва, Высшая школа, 1983.
|
Дополнительная
1.*
|
530
О-63
|
Ораевский А.Н. Молекулярные генераторы, М., Наука, 1964.
|
2.
|
621.37
С74
|
Справочник по лазерам (под ред. Прохорова А.М.) Ч.1 и 2. –М.: Советское радио, 1978.
|
3.
|
537
К23
|
Н.В. Карлов, Лекции по квантовой электронике, М., “Наука”, 1988.
|
4.*
|
621.39
В14
|
Л.А.Вайнштейн “Открытые резонаторы и открытые волноводы”, Москва, Сов.радио, 1966.
|
5.
|
537
С-83
|
Страховский Г.М., Успенский А.В. Основы квантовой электроники, М., Высшая школа, 1973, 1979.
|
*- Книга находится в читальном зале.