Лазеры сверхкоротких световых импульсов
Автор(ы): | Херман Й. Вильгельми Б.
06.08.2015
|
Год изд.: | 1986 |
Описание: | В книге известных ученых из ГДР дано изложение принципов работы и теории лазеров для генерации сверхкоротких сотовых импульсов, методов пикосекундных измерений и идей пикосекундной спектроскопии. Рассматриваются как традиционные, так и новейшие методы генерации сверхкоротких импульсов, в частности системы с синхронной накачкой, компрессоры на основе волоконных световодов, системы со сталкивающимися импульсами в лазерах на красителях. Дан обзор методов спектроскопии быстропротекающих процессов по работам самого последнего времени. Книга является первой в мировой литературе монографией по этому кругу вопросов, может служить справочным и учебным пособием. Для специалистов по квантовой электронике, а также химиков, биологов и инженеров, аспирантов, студентов. |
Оглавление: |
Обложка книги.
Предисловие редактора перевода [5]Предисловие [9] Обозначения и символы [12] 1. Основы взаимодействия между атомными системами и световыми импульсами [15] 1.1. Элементарные процессы излучения [15] 1.1.1. Спонтанное излучение [16] 1.1.2. Вынужденное излучение [17] 1.1.3. Поглощение [18] 1.1.4. Соотношения между вероятностями переходов при тепловом равновесии [18] 1.1.5. Скоростные уравнения [19] 1.1.6. Взаимодействие излучения с ансамблем атомных систем и неоднородное уширение линий [24] 1.2. Быстропротекающие процессы в атомных системах [28] 1.2.1. Внутренние переходы в атомных системах. Релаксационные процессы [30] 1.2.2. Реакции из возбужденного состояния [35] 1.2.3. Процессы релаксации фазы [37] 1.3. Общие теоретические основы описания взаимодействия световых импульсов с атомными системами [39] 1.3.1. Волновое уравнение [39] 1.3.2. Квантовомеханическое описание атомных систем [43] 1.3.3. Рассмотрение двухуровневой системы [46] 2. Общее описание пикосекундных лазеров [49] 2.1. Принцип действия лазера [49] 2.2. Создание инверсии населенностей путем оптической накачки [51] 2.3. Оптические резонаторы [55] 2.3.1. Аналогия между открытым и закрытым резонаторами [55] 2.3.2. Плоский резонатор Фабри—Перо [59] 2.3.3. Дифракционная теория открытого резонатора [62] 2.3.4. Расчет распределения поля внутри и вне резонатора для гауссовых пучков [66] 2.3.5. Трехзеркальный резонатор [72] 2.4. Характеристика активных веществ наиболее распространенных лазеров [75] 2.4.1. АИГ: Nd-лазер [75] 2.4.2. Газовый лазер на нонах аргона и криптона [77] 2.4.3. Лазеры на красителях [80] 2.4.4. Полупроводниковые лазеры [83] 2.5. Модуляция добротности [89] 2.6. Принцип генерации ультракоротких импульсов: синхронизация мод [91] 2.7. Методы синхронизации мод [95] 2.7.1. Активная синхронизация мод [95] 2.7.2. Лазеры с синхронной накачкой [96] 2.7.3. Пассивная синхронизация мод [96] 2.8. Лазеры с распределенной обратной связью [98] 3. Методы измерений [102] 3.1. Основные принципы измерений характеристик быстропротекающих процессов [13, 19] [102] 3.1.1. Метод развертки [102] 3.1.2. Стробоскопия, метод выборки[103] 3.1.3. Сведение временного интервала к пространственному сдвигу [105] 3.1.4. Преобразование сигналов [105] 3.1.5. Корреляционные методы [106] 3.2. Пределы временного разрешения [109] 3.2.1. Вращающееся зеркало [111] 3.2.2. Фотоэлектрические приемники [111] 3.2.3. Электронно-оптическое развертывающее устройство [112] 3.2.4. Фокусирующие системы [113] 3.2.5. Диспергирующие системы [113] 3.3. Нелинейные оптические методы измерения длительности ультракоротких импульсов [117] 3.3.1. Измерение корреляционной функции интенсивности посредством генерации второй гармоники [117] 3.3.2. Измерение корреляционной функции интенсивности с помощью двухфотонной люминесценции [120] 3.3.3. Измерение кросскорреляционных функций интенсивности [123] 3.3.4. Управляемые лазерным излучением оптические затворы на основе оптического эффекта Керра [124] 3.4. Управляемые лазерами оптоэлектронные затворы [127] 4. Активная синхронизация мод [134] 4.1. Принцип действия [134] 4.1.1. Амплитудная модуляция [134] 4.1.2. Фазовая модуляция [135] 4.1.3. Однородно и неоднородно уширенные лазерные переходы [135] 4.2. Теория [137] 4.3. Экспериментальные установки и результаты [143] 4.3.1. Модуляторы [144] 4.3.2. Лазеры на ионах благородных газов с синхронизацией мод [146] 4.3.3. Экспериментальное исследование активной синхронизации мод лазера на AИГr:Nd [147] 5. Лазеры с синхронной накачкой [150] 5.1. Принцип действия [150] 5.2. Теория [153] 5.2.1. Основные уравнения [153] 5.2.2. Обсуждение решений для стационарного режима [164] 5.2.2.1. Порог генерации [164] 5.2.2.2. Стабильный импульсный режим (область синхронизации мод) [165] 5.2.2.3. Параметры импульсов [166] 5.2.3. Формирование ультракоротких импульсов из шума и образование импульсов-сателлитов [168] 5.2.4. Образование импульсов с фазовой модуляцией [171] 5.3. Экспериментальные установки и результаты измерений [175] 5.3.1. Основы конструкции лазеров с синхронной накачкой [175] 5.3.2. Экспериментальное исследование параметров импульсов лазеров с синхронной накачкой [180] 5.3.3. Селекция импульсов [183] 5.3.4. Усиление [184] 6. Пассивная синхронизация мод в лазерах на красителях [186] 6.1. Принцип действия [186] 6.2. Теория [189] 6.2.1. Основные уравнения [189] 6.2.2. Обсуждение решений для стационарного режима [195] 6.2.2.1. Стабильный моноимпульсный режим [195] 6.2.2.2. Параметры импульсов [198] 6.2.3. Эффекты когерентного перекрытия сталкивающихся импульсов при пассивной синхронизации мод [202] 6.2.3.1. Основные уравнения [202] 6.2.3.2. Решение уравнений при условии резонанса [206] 6.2.3.3. Решения в случае нерезонансных условий. Возникновение «чирпа» и его компенсация [209] 6.2.3.4. Влияние времени поперечной релаксации усилителя и поглотителя [214] 6.3. Экспериментальные установки и результаты [216] 6.3.1. Основы устройства лазеров на красителях, накачиваемых импульсными лампами [216] 6.3.2. Основы устройства лазеров на красителях с непрерывной накачкой [217] 6.3.3. Результаты экспериментальных исследований [218] 6.3.4. Сталкивающиеся импульсы [223] 6.3.5. Двойная синхронизация мод [227] 7. Пассивная синхронизация мод в твердотельных лазерах [228] 7.1. Принцип действия [228] 7.2. Теория [230] 7.2.1. Основные уравнения [230] 7.2.2. Линейная фаза формирования импульса (область I) [235] 7.2.3. Нелинейная фаза формирования импульса (область II) [239] 7.2.3.1. Пренебрежение изменением населенностей в усилителе [240] 7.2.3.2. Влияние снятия инверсии населенностей в активной среде [243] 7.2.3.3. Критерии эффективной синхронизации мод: вероятность срыва процесса развития импульсов и образования двойных импульсов [247] 7.2.4. Снятие усиления (область III) [254] 7.3. Экспериментальные установки и результаты [256] 7.3.1. Устройство и особенности твердотельных лазеров с пассивной синхронизацией мод [256] 7.3.2. Свойства пикосекундных импульсов, генерируемых твердотельными лазерами с пассивной синхронизацией мод [258] 7.3.3. Выделение одиночных импульсов и последующее усиление [261] 7.3.4. Экспериментальное исследование процесса формирования ультракоротких импульсов [263] 7.3.5. Роль эффективных сечений поглотителя и усилителя [266] 7.3.6. Влияние времени релаксации в поглотителе на процесс формирования ультракоротких импульсов [267] 7.4. Полупроводниковые лазеры [269] 8. Нестационарные нелинейные оптические процессы [272] 8.1. Генерация второй гармоники излучения [276] 8.2. Использование других нелинейных оптических процессов для преобразования частоты [284] 8.2.1. Смешение частот [284] 8.2.2. Оптическая параметрическая генерация [286] 8.2.3. Параметрическое четырехфотонное взаимодействие [288] 8.2.4. Оптическое выпрямление и возбуждение излучения Черенкова [290] 8.2.5. Вынужденное комбинационное рассеяние [294] 8.3. Использование нерезонансных оптических процессов для изменения формы и длительности импульсов [299] 8.3.1. Изменение формы импульсов при нелинейных оптических взаимодействиях [299] 8.3.2. Компрессия импульсов с фазовой модуляцией в линейной оптической среде [301] 8.3.3. Распределение импульсов в недиспергирующей нелинейной оптической среде [306] 8.3.4. Диспергирующие нелинейные оптические среды [308] 8.4. Нестационарные резонансные процессы [313] 8.4.1. Оптическая нутация и затухание свободной поляризации [313] 8.4.2. Фотонное эхо [317] 8.4.3. Самоиндуцированная прозрачность [321] 9. Спектроскопия со сверхвысоким временным разрешением [324] 9.1. Методы, основанные на измерении люминесценции [325] 9.1.1. Наносекундные методы [325] 9.1.2. Пикосекундные методы [328] 9.1.3. Применения [332] 9.1.3.1. Красители [332] 9.1.3.2. Влияние ориентационной релаксации [333] 9.1.3.3. Биологические среды [335] 9.1.3.4. Твердые тела [336] 9.2. Спектроскопия с пробными импульсами [336] 9.2.1. Спектрометр с пробными импульсами [336] 9.2.1.1. Спектрометр с моноимпульсным возбуждением [338] 9.2.1.2. Спектрометры с пробными импульсами при высокой частоте следования импульсов [342] 9.2.1.3. Спектрометр с пробными импульсами для измерения усиления при комбинационном рассеянии [344] 9.2.1.4. Спектрометры с пробными импульсами и самоиндуцированными решетками [344] 9.2.2. Применения [345] 9.2.2.1. Процессы электронной релаксации [345] 9.2.2.2. Процессы колебательной релаксации [347] 9.2.2.3. Селективное возбуждение [349] Литература [351] Именной указатель [362] Предметный указатель [363] |
Формат: | djvu |
Размер: | 2952090 байт |
Язык: | РУС |
Рейтинг: | 179 |
Открыть: | Ссылка (RU) |