Книга посвящена анализу, систематизации и обобщению результатов теоретических и экспериментальных работ российских и зарубежных исследователей, направленных на изучение процессов взаимодействия миллисекундных импульсов лазерного излучения ближнего инфракрасного диапазона спектра с основными классами материалов. Изложена физическая картина явлений взаимодействия лазерных импульсов с конденсированными средами. Приведены расчетно-теоретические модели, описывающие процессы взаимодействия лазерных импульсов с основными классами материалов, дан анализ их применимости. Рассмотрены условия перехода от тепловых режимов к плазменным. Поскольку миллисекундный импульс лазерного излучения часто состоит из серии микросекундных пичков, во время действия которых интенсивность излучения значительно превышает среднюю и может реализоваться плазменный режим воздействия, в данной книге среди других рассматриваются также вопросы воздействия микросекундных импульсов в плазменных режимах. Для специалистов в области квантовой оптики и лазерной физики, студентов, аспирантов и преподавателей физических факультетов государственных университетов и технических вузов.

Проведен сравнительный модельный анализ возможностей даун-конверсии в терагерцовый (ТГц) диапазон излучения фемтосекундных, полностью твердотельных Ti:Sapphire-лазерных систем и гибридных систем на основе того же типа лазеров с генераторами гармоник на нелинейных кристаллах LBO, снабженных усилителями на молекулах эксимерных газов XeF(C-A) и XeCl(C-A). Установлено, что при охлаждении кристалла до температуры 80 Л коэффициент оптических потерь в диапазоне 0.2-1.5 ЕГц в направлении оси Х линейно падает в 5-6 раз до уровня 0.1-0.2 см-1. Показано, что при современном состоянии разработок использование гибридных лазерных систем в качестве источников накачки позволяет получить преимущество в мощности генерируемых ТГц-импульсов от 3.5 до 20 крат.

В книге "Создатели российских лазеров" публикуются оригинальные текстовые и графические материалы, официально представленные учреждениями Российской академии наук, предприятиями, организациями промышленности обычных вооружений и радиоэлектронной промышленности, высшими учебными заведениями, научно-исследовательскими организациями Минобороны России, подвергнутые систематизации, прошедшие соответствующие экспертизу, научное и литературное редактирование. Публикация несистематизированных, ошибочных, неточных, недостоверных, непроверенных сведений интернета, других электронных средств и бумажных носителей массовой информации, как отечественных, так и зарубежных, исключена. Книга посвящена истории создания, испытаний и промышленного производства отечественных лазеров. Показан вклад ученых, инженеров, конструкторов, руководителей предприятий, технологов и военных специалистов.

В монографии отражены результаты фундаментальных и прикладных исследований Томской школы физиков в области лазеров. Эти работы проводились в Институте сильноточной электроники СО РАН, Томском государственном университете (ТГУ), Институте оптики атмосферы СО РАН, Сибирском физико-техническом институте при ТГУ, Томском политехническом университете, Институте мониторинга климатических и экологических систем СО РАН. В книге также приведены результаты исследований по этим направлениям, полученные в других организациях. Монография расширит возможности по подготовке молодых специалистов в области разработки и создания активных сред лазеров; исследования физических процессов, протекающих в них; создания лазеров, лазерных систем для различных применений; создания источников спонтанного излучения (эксиламп); разработки и применения приемников лазерного излучения и источников спонтанного излучения. Книга адресована специалистам по квантовой электронике и оптике, а также студентам, аспирантам, магистрам высших учебных заведений.

Изложена физика газового разряда, основа физики плазмы мощных газовых лазеров. Авторы - крупнейшие специалисты США по физике плазмы и квантовой радиофизике. Для специалистов в области физики плазмы и квантовой радиофизики. Может быть использована студентами и аспирантами физических, химических и инженерно-физических вузов.

Рассматриваются физические основы квантового усиления, принципы работы и физические процессы в таких оптических квантовых генераторах, как газовые лазеры (атомарные, ионные и молекулярные), твердотельные, жидкостные и полупроводниковые, а также светодиоды. Приводятся параметры и характеристика лазеров различных типов, описывается их конструкция. Для студентов, обучающихся по специальности 2007, 2012, 2016, 2017, 071500.

XIII Международная конференция "Газоразрядная плазма и ее применение" (5-7 сентября 2017 г., ИТПМ СО РАН, Новосибирск, Россия) посвящена 100-летию со дня рождения академика М. Ф. Жукова - выдающегося русского ученого механика, аэродинамика, основателя отечественной школы в области газорязрядной плазмы, исследований и разработки электродуговых плазмотронов и их применения в космической технике, плазмохимии, металлургии, машиностроении и других научно-технических направлениях.Конференция продолжает серию одноименных конференций, традиционно проводимых раз в два года в томском Академгородке. Ее научная программа включает следующие направления:* теоретическое и экспериментальное исследование равновесных и неравновесных газовых разрядов в различных средах в условиях низкого и высокого давления (электрическая дуга; тлеющий, коронный и диэлектрический барьерный разряды; электронный, ионный и лазерный пучки; магнетронное распыление);* генераторы низкотемпературной плазмы - энергетические характеристики, приэлектродные процессы, ресурс электродов;* генераторы плазмы и оборудование - импульсные источники плазмы, генераторы на основе высокого и низкого давлений, источники питания;* применение низкотемпературной плазмы - плазмотермические, электронно- и ионнопучковые технологии, электрофизические, аэродинамические и лазерные технологии.

Книга посвящена одному из важнейших и актуальных направлений современной лазерной физики — генерации ультракоротких импульсов лазерного излучения. Изложена краткая история исследований, приведших к созданию принципиально нового источника света — лазера. Обсуждаются принципы работы лазеров, позволяющих генерировать импульсы фемтосекундной длительности и усиливать их мощность вплоть до петаваттного уровня. Показано, как измеряются длительности столь коротких лазерных импульсов. Приведены примеры наиболее ярких применений в области научных исследований, технике и медицине, основанные как на предельно короткой длительности лазерных импульсов, так и на сверхвысокой интенсивности лазерного излучения. В частности, рассматривается новейшее применение фемтосекундных лазеров — прецизионное измерение оптических частот и возможность создания сверхточных и компактных оптических часов на этой основе. Предназначено студентам, аспирантам, преподавателям и всем интересующимся проблемами современной лазерной физики и ее применениями в нанотехнологиях.

В сборнике приведены научные результаты по физической оптике, оптике наноструктур, математике. Результаты научных исследований могут быть использованы при разработке новых оптических и электронных приборов. Материалы сборника предназначены для инженеров, научных сотрудников, докторантов, аспирантов и студентов старших курсов.

Учебник посвящен систематическому изложению физики основных элементарных процессов, возникающих при взаимодействии электромагнитного поля с атомами и наночастицами. Рассмотрены такие фундаментальные явления как поглощение излучения, люминесценция, индуцированное излучение, фотоионизация, тормозное излучение, включая поляризационный канал, различные виды рассеяния фотона на атомах и мезообъектах, в том числе с участием поверхностных плазмонов, а также фотопереходы в молекулярных системах и наноструктурах. Когерентные нестационарные процессы — самоиндуцированная прозрачность, оптическая нутация и фотонное эхо — описаны в рамках формализма вектора Блоха, позволяющего дать их наглядную геометрическую интерпретацию. Основному материалу предпослано рассмотрение электромагнитного взаимодействия на примере простейших классических систем — гармонического осциллятора и осциллятора Морзе. Особое внимание уделено фазовому контролю фотовозбуждения классического осциллятора в поле ультракоротких импульсов и в бихроматическом поле, играющему важную роль в современной лазерной физике и химии. Представлено классическое описание взаимодействия электромагнитного излучения с веществом на основе спектроскопического принципа соответствия, включая вывод выражений для коэффициентов Эйнштейна. Подробно рассмотрена динамическая поляризуемость атома - величина, занимающая центральное место в описании отклика вещества на электромагнитное воздействие. Рассмотрены неупругие процессы при взаимодействии электронов с атомными частицами. Для студентов и преподавателей, научных работников в областях атомной физики и фотоники.

Книга посвящена компьютерному синтезу дифракционных оптических элементов (ДОЭ) с широкими функциональными возможностями преобразования лазерного излучения и исследования свойств волновых полей, полученных в результате такого преобразования. Рассмотрены методы решения обратных задач дифракции: приближение геометрической оптики и скалярное приближение теории дифракции, а также методы теории электромагнитного поля. Основное внимание уделено анализу дифракции электромагнитной волны на элементах микрооптики и дифракционных решетках. Рассмотрены новые типы ДОЭ, формирующие лазерные пучки с замечательными свойствами: лазерные пучки сохраняют свою структуру, вращаются или периодически самовоспроизводятся. Такие лазерные пучки используются при оптическом манипулировании микрообъектами. Рассмотрены также ДОЭ на алмазных пленках, которые используются для преобразования мощного лазерного инфракрасного излучения. В книге много иллюстративного материала, приведены результаты численного моделирования и экспериментов с синтезированными ДОЭ. Для студентов старших курсов специальностей: прикладные математика и физика, прикладная математика и информатика, оптика, а также для аспирантов и специалистов, работающих в соответствующих областях.

В монографии рассмотрено устройство и принцип работы многих лазеров и лазерно-интерференционных систем, созданных на их основе. Проведена классификация твёрдотельных, жидкостных и газовых лазеров. Основное внимание при рассмотрении принципа работы и устройства уделено гелий-неоновым лазерам, влиянию геометрии разряда на усиление, различным колебаниям и волнам в лазерах. Часть работы посвящена рассмотрению устройства и работы ионных газоразрядных лазеров, лазеров на ионах инертных газов и парах металлов. Рассмотрены различные принципы стабилизации частоты оптических квантовых генераторов, промышленных стабилизированных гелий-неоновых лазеров и физические основы стабилизации лазеров по поглощению в йоде. Подробно описано устройство, принцип работы и технические характеристики лазерных гидролокаторов, лазерных измерителей деформации, лазерных нанобарографов, лазерных измерителей вариаций давления гидросферы и лазерных гидрофонов. Представляет интерес для физиков, океанологов, геофизиков, акустиков, а также для аспирантов и студентов старших курсов соответствующих специальностей.

Приведены результаты исследований рекомбинационных и радиационных явлений в полупроводниковых лазерах с накачкой импульсными пучками электронов с энергией ниже и выше порога дефектообразования. В отличие от инжекционных в этих лазерах возбуждаются большие объемы активной среды. Это позволило исследовать все возможные типы лазерных переходов, используя материалы с различными свойствами, в том числе недоступные для инжекционных лазеров, обнаружить новые явления, создать мощные лазеры, конкурирующие с твердотельными. Рассмотрены известные соединения АШВ и AnBVI, а также новые трех- и четырехкомпонентные «идеальные» твердые растворы. В условиях интенсивного возбуждения обнаружено новое явление — атермический импульсный отжиг, в результате которого улучшаются объемные и поверхностные свойства активных сред. Описаны деградационные явления и спектрально-временные характеристики излучения с разрешением до 10~" с. Рассмотрены возможные физические модели этих явлений. Материалы монографии автор использует при чтении лекций в МГТУ им. Н.Э. Баумана. Изложенный в книге материал ранее в других монографиях не обсуждался. Для студентов старших курсов, аспирантов, научных сотрудников, работающих в области квантовой электроники.

Рассмотрены общие свойства диссипативных оптических солитонов — локализованных структур света в диссипативных нелинейнооптических и лазерных средах и системах с существенным притоком и оттоком энергии. Систематически изложена теория различных типов таких одномерных, двумерных и трехмерных солитонов в пассивных и активных (с усилением), с когерентным или некогерентным поддерживающим излучением, безрезонаторных и резонаторных схемах. Введены представления о внутренней структуре диссипативных солитонов, их слабом и сильном взаимодействии, внутренней и внешней симметрии и ее связи с движением солитонов и солитонных комплексов (галилеевская, аристотелева и эйлерова механика). Представлена теория диссипативных наносолитонов (наноразмерных солитонов) и аттосолитонов (с длительностью в субфемтосекундном диапазоне). Выводы теории сопоставлены с экспериментом. Обсуждены возможные приложения к проблеме оптической обработки информации. Для научных работников, аспирантов и студентов, интересующихся современными проблемами фотоники, нелинейной оптики, лазерной физики, нанотехнологий и обработки информации.

Рассматриваются оптические явления, в которых важна квантовая сущность света. В первой части дано описание квантовой электродинамики и взаимодействия света с веществом на уровне, необходимом для понимания дальнейшего материала. Во второй части рассмотрена квантовая теория лазера и оптика фотонов. В последней части обсуждаются неклассические состояния света: сжатый свет и перепутанные состояния. Показаны практические применения неклассических состояний света для повышения точности оптических измерений и в квантовой криптографии. Дано введение в квантовую теорию информации. Предназначено для студентов, обучающихся по направлениям подготовки магистров 553100 «Техническая физика». Может быть использовано в системах непрерывного образования.

Учебное пособие посвящено изложению современных аспектов фотоники и нанофотоники, включая взаимодействие фемтосекундных лазерных импульсов с веществом. Рассматриваются вопросы, связанные с конфокальной и ближнеполевой сканирующей оптической микроскопией высокого разрешения, свойствами и использованием поверхностных плазмонов, перепутанными фотонными состояниями, статистическими свойствами фотонных полей, квантовыми излучателями и метаматериалами. Предназначено для студентов, специализирующихся в области физической и квантовой оптики, лазерной физики, квантовой электроники, оптоэлектроники и смежных дисциплин.

Пособие посвящено теории взаимодействия электромагнитного излучения с классическими и квантовыми системами: гармоническим осциллятором, осциллятором Морзе, двухуровневой системой, атомом, отрицательным ионом и металлической наночастицей в диэлектрической матрице. Основное внимание уделено особенностям взаимодействия ультракоротких электромагнитных импульсов с веществом, таким как зависимость вероятности фотопроцесса от длительности импульса, от его формы и фазовых параметров (фазы несущей частоты по отношению к огибающей импульса, чирпа частоты). Анализ проведен как в рамках теории возмущений, так и с помощью численного решения оптических уравнений Блоха. Предназначено для студентов 3-6 курсов и аспирантов, специализирующихся в области физической и квантовой оптики, атомной физики, лазерной физики, квантовой электроники, оптоэлектроники и смежных дисциплин.