Кооперативные явления в оптике: Сверхизлучения. Бистабильность. Фазовые переходы

Автор(ы):Андреев А. В. и др.
18.01.2014
Год изд.:1988
Описание: В книге рассмотрены кооперативные эффекты в системах атомов и молекул, взаимодействующих через поле излучения. Основное внимание уделено теории коллективного спонтанного излучения (сверхизлучения) и его экспериментальным исследованиям. Явления сверхизлучения, безрезонаторной бистабильности и другие светоиндуцированные фазовые переходы представлены с двух точек зрения - традиционной квантовой оптики и теории критических явлений. Обсуждаются экспериментальные аспекты и возможное влияние этих переходов на работу приборов квантовой электроники. Книга предназначена для физиков - теоретиков и экспериментаторов, а также аспирантов и студентов, интересующихся квантовой электроникой и проблемой кооперативных явлений в оптике.
Оглавление:
Кооперативные явления в оптике: Сверхизлучения. Бистабильность. Фазовые переходы — обложка книги.
Предисловие [7]
Введение [9]
Глава 1. Теория Дике сверхизлучения совокупности двухуровневых атомов и некоторые ее обобщения [18]
  § 1.1. Модель Дике [18]
    1.1.1. Классическое рассмотрение [19]
    1.1.2. Квантовое рассмотрение [23]
  § 1.2. Состояние Дике и когерентные атомные состояния [29]
    1.2.1. Совокупность двухуровневых атомов [31]
    1.2.2. Система двухуровневых атомов, взаимодействующих с электромагнитным излучением [35]
    1.2.3. Вероятности спонтанных и вынужденных переходов [37]
    1.2.4. Квази-классический и полуклассический подходы [40]
  § 1.3. Одномодовая модель сверхизлучения [46]
    1.3.1. Одномодовая теория Бонифачио [49]
    1.3.2. Уравнение Фоккера - Планка [53]
  § 1.4. Сверхизлучение совокупности трехуровневых атомов [56]
Глава 2. Операторные уравнения взаимодействия двухуровневой системы излучателей с электромагнитным полем [60]
  § 2.1. Операторное волновое уравнение [60]
  § 2.2. Интегралы движения [62]
    2.2.1. Одноатомный интеграл движения [62]
    2.2.2. Коллективный интеграл движения [63]
  § 2.3. Разложение по плоским волнам [65]
    2.3.1. Общие уравнения [65]
    2.3.2. Приближение вращающейся волны [67]
    2.3.3. Интегралы движения в приближении вращающейся волны [68]
  § 2.4. Метод исключения бозонных операторов [70]
Глава 3. Уравнения для средних. Расцепление корреляций [72]
  § 3.1. Полу классическая система уравнений [73]
    3.1.1. Трехмерная модель [73]
    3.1.2. Одномерная модель [76]
    3.1.3. Решение линеаризованной системы полуклассических уравнений [77]
  § 3.2. Уравнения динамики для числа квантов в моде к [79]
    3.2.1. Общая система уравнений [79]
    3.2.2. Система уравнений одномодового СИ [83]
    3.2.3. Характер пространственного нарастания [84]
  § 3.3. Уравнения пространственно-временной кинетики [85]
  § 3.4. Учет квантовых флуктуаций [88]
    3.4.1. Расцепление корреляций [88]
    3.4.2. Уравнения динамики разности населенностей в пренебрежении запаздыванием [92]
Глава 4. Электромагнитное сверхизлучение [94]
  § 4.1. Марковские теории сверхизлучения [95]
    4.1.1. Связь интенсивности излучения с коллективными атомными операторами [95]
    4.1.2. СИ в системе [96]
    4.1.3. СИ протяженных систем [98]
    4.1.4. Динамика макроскопической корреляции в процессе СИ [100]
    4.1.5. Эффекты частотной модуляции при СИ [103]
  § 4.2. Немарковская теория сверхизлучения [105]
    4.2.1. Условия возникновения СИ [105]
    4.2.2. Анализ решения системы уравнений многомодового СИ распада [110]
    4.2.3. СИ в слабоусиливающих средах [111]
    4.2.4. Осцилляторный режим СИ [113]
    4.2.5. Конкуренция коллективных и спонтанных процессов [115]
    4.2.6. Марковский предел [116]
  § 4.3. Влияние неоднородного уширения на динамику сверхизлучения [118]
    4.3.1. Точный численный расчет [118]
    4.3.2. Приближенная аналитическая модель [120]
  § 4.4. Сверхизлучение в условиях брэгговской дифракции [121]
    4.4.1. Уравнения двухволнового брэгговского СИ [121]
    4.4.2. Кинетика СИ в условиях тепловой динамики решетки [125]
    4.4.3. Устойчивые возбуждения при СИ в брэгговской системе [127]
  § 4.5. Пространственные модели сверхизлучения [128]
    4.5.1. Учет запаздывания и квантовых флуктуаций в методе исключения бозонных операторов [128]
    4.5.2. Пространственно-временная динамика поля [132]
    4.5.3. Трехмерная модель СИ [135]
    4.5.4 Роль поперечной неоднородности среды [140]
  § 4.6. Динамика сверхизлучения многоуровневых систем [141]
  § 4.7. Экспериментальные исследования сверхизлучения [146]
Глава 5. Светоиндуцированные фазовые переходы в системах квантовой электроники [151]
  § 5.1. Классификация и общие характеристики светоиндуцированных фазовых переходов [151]
  § 5.2. Фазовый переход в состояние поляритонной генерации в открытой активной среде и аномалии ВКР [158]
    5.2.1. Исходное полевое и атомные уравнения. Локальные скорости индуцированного, коллективного спонтанного и спонтанного порождения квантов [164]
    5.2.2. Нестационарное нелинейное уравнение Орнштейна - Цернике. Балансные уравнения для спектральной функции Sfc и разности населенностей [172]
    5.2.3. Стационарный допороговый режим КСИ. Критическое поведение стационарного КСИ [173]
    5.2.4. Нестационарная вынужденная генерация поляритонов и скачок интенсивности ВКР [174]
    5.2.5. Ширина линии КСИ в режиме нестационарной генерации поляритонов [177]
    5.2.6. Стационарный режим генерации поляритонов (режим когерентного КСИ) [178]
    5.2.7. Медленное включение накачки. Критическое поведение длительности импульса ВКР [179]
    5.2.8. Сравнение теории с экспериментом. Заключение [181]
  § 5.3. Динамика развития многомодового сверхизлучения при комбинационном рассеянии света [184]
    5.3.1. Исходные уравнения. Коллективные переменные [184]
    5.3.2. Динамика разности населенностей при СИКР. Зависимость времени задержки импульса СИКР от геометрии среды [186]
    5.3.3. Форма импульса СИКР и пространственно-временная динамика СИКР [188]
    5.3.4. Процесс СИКР как механизм бесстолкновительного возбуждения и релаксации молекул [191]
    5.3.5. Влияние истощения накачки на процесс СИ при комбинационном рассеянии света [192]
  § 5.4. Безрезонаторная бистабильность оптического пропускания при двух фотонном и однофотонном поглощении [195]
    5.4.1. Учет коллективного поля переизлучения в уравнениях двухуровневого атома [195]
    5.4.2. Коллективные атомные переменные [197]
  § 5.5. Образование нитей инверсии в лазерных средах вследствие межатомных взаимодействий через поле переизлучения [202]
    5.5.1. Энергия эффективного межатомного взаимодействия через поле переизлучения [203]
    5.5.2. Энергия взаимодействия в случае цилиндрической геометрии [205]
    5.5.3. Минимизация энергии межатомного взаимодействия при образовании нитей инверсии [206]
  § 5.6. Ферромагнитный фазовый переход в парамагнитной среде, индуцированный когерентной световой волной [209]
    5.6.1. Спонтанное появление намагниченности при действии линейно-поляризованной световой волны [211]
    5.6.2. Спонтанное появление ЭДС при действии линейно-поляризованной световой волны [216]
  § 5.7. Ориентационный фазовый переход в системе анизотропных молекул под действием световой волны и пороговая генерация второй гармоники [218]
  § 5.8. Фазовый переход в сегнегоэлектрическое состояние в равновесной системе атомов, взаимодействующих через поле излучения [222]
    5.8.1. Спектр равновесных поляритонов. Мягкая поляритонная мода [223]
    5.8.2. Зависимость статической поляризации от температуры [225]
  § 5.9. Фазовый переход с возникновением статической поляризации (статического смещения решетки) под действием света в центросимметричной среде [227]
    5.9.1. Лазерно-индуцированный фазовый переход в макроскопически центросимметричной среде с нецентросимметричными двухуровневыми системами [229]
    5.9.2. Возникновение статической поляризации в среде центросимметричных трехуровневых систем [234]
  § 5.10. Лазерно-индуцированный фазовый переход в рубине с возникновением электростатического поля: спонтанное нарушение симметрии насыщения [239]
    5.10.1. Спонтанное нарушение симметрии насыщения и возникновение фотовольтаического тока в центросимметричном кристалле [242]
    5.10.2. Критические интенсивности возникновения и исчезновения статического поля [244]
    5.10.3. Спонтанное возникновение статического поля в случае континуума возбужденных уровней [247]
  § 5.11. Бистабильность статической поляризации, возникающей при освещении нецентросимметричных примесных кристаллов лазерным излучением [248]
    5.11.1. Бистабильность и гистерезис индуцированной статической поляризации [250]
    5.11.2. Флуктуации, мягкая релаксационная мода и необходимое условие бистабильности [253]
    5.11.3. Бистабильность оптического пропускания и усиления [254]
    5.11.4. Обсуждение физического механизма нестабильности и численные оценки [255]
  § 5.12. Лазерно-индуцированная бистабильность решетки и скачки диэлектрической проницаемости в электрон-фононной системе [256]
    5.12.1. Бистабильность оптических колебаний решетки [256]
    5.12.2. Бистабильность акустических колебаний решетки [260]
    5.12.3. Светоиндуцированные скачки диэлектрической проницаемости [261]
  § 5.13. Самоиндуцированные фазовые переходы в лазерных средах и пичковый режим генерации [262]
    5.13.1. Одномодовые балансные уравнения с учетом электрон-фононного взаимодействия [262]
    5.13.2. Пичковый режим генерации [265]
  § 5.14. Заключение [267]
Приложения [272]
  1. Классификация состояний Дике [272]
  2. Представление когерентных атомных состояний [279]
Список литературы [281]
Формат: djvu
Размер:5503693 байт
Язык:РУС
Рейтинг: 345 Рейтинг
Открыть: