В монографии рассмотрены современные методы и средства лазерного дистанционного зондирования атмосферы. Изложены традиционные принципы построения систем лидарного мониторинга, рассмотрены источники помех и особенности обработки эхосигналов. Раскрыты особенности разработанной автором обобщенной безразмерно-параметрической методологии оценки эффективности и потенциальных возможностей всех классов атмосферных лидарных систем. Показаны особенности применения разработанной методологии для широкого круга приложений лазерного дистанционного зондирования. Развиты методы повышения эффективности атмосферных лидаров в сложной помеховой обстановке на основе улучшения пространственной избирательности и повышения фоновой устойчивости. Представлена теория непрерывных частотно-модулированных лидарных систем лазерного зондирования атмосферы с пространственным разрешением. На основе методологии безразмерной параметризации осуществлен комплексный сопоставительный анализ потенциальных возможностей двух основных классов лидаров: импульсных и непрерывных частотно-модулированных. Проведены комплексное сравнение важнейших разновидностей лидарных приемников на ФЭУ и ЛФД и прогнозирование их поведения в присутствии фоновых помех, характерных для атмосферных лидаров. Для научных работников и инженеров, специализирующихся в области разработки и использования систем дистанционного зондирования и оптической локации, исследования природных ресурсов, охраны окружающей среды и предотвращения чрезвычайных ситуаций, а также аспирантов и студентов старших курсов соответствующих специальностей.

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.

В учебном пособии излагается теория рассеяния оптических волн отдельными частицами и основные закономерности рассеяния, которые следуют из результатов физических и численных экспериментов. Рассматриваются теория однократного и многократного рассеяния оптических волн системой частиц и основные закономерности переноса излучения. Приводятся сведения об основных свойствах атмосферного аэрозоля, его источниках и процессах, обуславливающих изменение микрофизических характеристик. Обобщаются результаты по таким современным разделам оптики дисперсных сред, как оптика спеклов, электрооптических эффекты при аэрозольном рассеянии, учет рассеянного аэрозолем солнечного излучения при аэрокосмических наблюдениях. Учебное пособие предназначено для студентов и аспирантов физических факультетов, заинтересованных в глубоком понимании оптических и электрических явлений в атмосфере.

В монографии представлены анализ и обобщение результатов комплексных исследований физических основ взаимодействия мощных ультракоротких лазерных импульсов с веществом атмосферы и изучения количественных проявлений эффектов, сопровождающих их распространение в атмосфере. Рассмотрены такие эффекты взаимодействия, как самофокусировка и филаментация лазерных пучков, генерация суперконтинуального свечения, неупругое рассеяние света на частицах жидкокапельного аэрозоля, воздействие лазерных импульсов на вещество. Представлены результаты лабораторных и натурных экспериментов, теоретические модели и результаты проведенных численных расчетов в сравнении с эмпирическими данными. Книга предназначена для широкого круга исследователей, аспирантов и студентов вузов, специализирующихся по оптике и физике атмосферы и нелинейной оптике, и будет полезна разработчикам лазерных технологических и оптико-локационных систем.

Книга является введением в современную оптику гауссовых пучков и затрагивает широкий круг вопросов, связанных с формированием и преобразованием параксиальных световых полей, обобщающих классические пучки Эрмита-Гаусса и Лагерра-Гаусса. Впервые изложена теория структурно-устойчивых световых полей, вращающихся при распространении. Рассмотрен ряд вопросов практического использования гауссовых пучков для задач лазерной фокусировки и манипуляций микрочастицами.

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.