В книге известных ученых из ГДР дано изложение принципов работы и теории лазеров для генерации сверхкоротких световых импульсов, методов наносекундных 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.

В сборник включены статьи, написанные по материалам лекций, прочитанных на ХV школе по нелинейным волнам (Нижний Новгород, март 2010 г.). В работах обсуждаются разнообразные аспекты нелинейной науки - от физики экстремальных световых полей до процессов в живых системах. Книга рассчитана на специалистов, занимающихся изучением нелинейных явлений, а также на аспирантов и студентов соответствующих специальностей.

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 монографии известного польского физика Ф. Качмарека рассмотрены основные физические представления о механизмах лазерного излучения, описано устройство и приведены характеристики различных типов лазеров. Значительное внимание уделено генерации высших гармоник, параметрическим и многофотонным процессам и другим явлениям, сопровождающим прохождение лазерного излучения через вещество. Кратко рассмотрены вопросы самофокусировки, электрического пробоя в лазерном пучке, голографии, создания высокотемпературной плазмы. Предназначен для широкого круга научных работников, инженеров и техников, связанных в своей работе с получением и использованием лазерного излучения. а также для аспирантов и студентов соответствующих специальностей.

Монография посвящена проблеме оптимального приема оптических сигналов. На основе положений общей теории статистического оценивания по критерию максимального правдоподобия найдены алгоритмы получения оптимальных оценок параметров оптических сигналов и выведены выражения для границ Рао-Крамера, определяющих качество получаемых оценок. Поставленная задача решена для трех основных способов фотодетектирования (подсчет числа эмитированных фотоэлектронов на заданном интервале времени, фиксация моментов эмиссии каждого из них и аналоговый прием) на примере оптических гауссовых видеоимпульсов, имитирующих сигналы систем световолоконной связи, устройств CD и DVD памяти, музыки и видео, а также модулированных оптических импульсов, соответствующих сигналам лазерных доплеровских измерительных систем. В отличие от многих книг и статей, посвященных оптимальным оценкам, здесь учитывается такая неприятная помеха как неизбежный дробовой шум, дисперсия которого зависит от интенсивности самого оптического сигнала. Книга отвечает интересам специалистов в области световолоконной связи, оптической интерферометрии, лазерной локации, оптической памяти, а также аспирантов и студентов соответствующих специальностей.

Сверхкороткие импульсы электромагнитного излучения, формируемые лазерными источниками, представляют собой интересный физический объект и являются уникальным инструментом для исследования быстропротекающих процессов в физике, химии и биологии. Фемтосекундные лазерные импульсы впервые позволили наблюдать в реальном времени динамику быстропротекающих элементарных молекулярных процессов и получить мгновенные снимки молекул и групп атомов на различных стадиях химических реакций. Для изучения динамики электронной системы внутри атомов, однако, требуются импульсы с длительностью короче одной фемтосекунды — атто-секундные импульсы. Генерация таких импульсов стала возможной на основе нелинейно-оптических взаимодействий высокоинтенсивных сверхкоротких лазерных импульсов лишь в начале XXI века. Анализ новых тенденций в развитии методов нелинейной оптики и спектроскопии, связанных со стремительным прогрессом в области генерации и усиления сверхкоротких импульсов, составляет предмет настоящей книги. Для специалистов, исследователей, инженеров, студентов и аспирантов, работающих и специализирующихся в области оптики и лазерной физики, лиц с общим физическим образованием, интересующихся вопросами нелинейной оптики.

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.

Коллективная монография посвящена новому научному направлению в атмосферной оптике. Представлены экспериментальные и теоретические исследования по созданию современных лазерных систем, генерирующих фемтосекундные импульсы тераваттного уровня, и их применению в метеорологии, атмосферной оптике и гидрооптике. Монография содержит обширный материал, основанный на современных подходах и новых идеях при изучении взаимодействия фемтосекундного излучения с атмосферной средой с учетом не только эффектов линейной и нелинейной оптики, но и проявлений зависимости оптических свойств атмосферы от длительности сверхкоротких импульсов. Детально анализируются процессы образования филаментов и генерации суперконтинуального свечения при распространении в атмосфере терраваттных фемтосекундных лазерных пучков. Широкополосное направленное излучение суперконтинуума обсуждается с точки зрения применения для зондирования атмосферы в так называемых лидарах белого света. Для специалистов в области лазерной физики, атмосферной оптики и спектроскопии, а также для аспирантов и студентов соответствующих специальностей.

Книга известного физика-теоретика из ФРГ, одного из создателей современной квантовой теории лазера, представляет собой изложение кинетической теории лазерных систем, в котором вопросы лазерной кинетики рассматриваются под нетрадиционным углом зрения. Глубоко и вместе с тем вполне доходчиво излагаются аппарат и важнейшие приложения квантовой теории лазера, при это анализируется ряд новейших проблем оптики лазеров: оптическая бистабильность, двухфотонный лазер, устойчивость режима ультракоротких импульсов и др. Может служить учебным пособием. Для студентов вузов и аспирантов физических специальностей, а также для специалистов, работающих в области квантовой электроники и спектроскопии.