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.

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.

Во втором томе книги рассмотрены лазеры на парах металлов и их химических соединений (галогенидов). Приводятся результаты исследований по генерации импульсов излучения с высокими частотами следования. Обсуждается физика лазеров, возбуждаемых пучками электронов, генерируемых открытым разрядом. Уделено внимание описанию и улучшению физических характеристик индуцированного излучения. Излагается способ повышения пиковой мощности импульсов излучения с использованием многопроходных усилителей. Представлены результаты работ по преобразованию излучения усилителей и лазеров на парах меди в ультрафиолетовое излучение. Особое место в книге занимает рассмотрение физических основ для перевода импульсного режима генерации лазеров на самоограниченных переходах в непрерывный и квазинепрерывный режимы различными способами. В приложении даны сведения о лазерах, собран материал, необходимый для расчета констант элементарных процессов и оценки реабсорбции спонтанного излучения в плазме. Книга адресована научным сотрудникам, инженерам, аспирантам и студентам высших учебных заведений.

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.

Полупроводниковые инжекционные лазеры получают все более широкое практическое применение. Массовые масштабы имеет их использование в волоконо-оптических системах передачи информации. За последнее время к исследованиям и разработкам в области лазеров этого типа привлечено много новых специалистов. Резко возросло количество научных публикаций в периодической печати. В данной книге представлены и кратко обсуждены главные проблемы физики лазерных полупроводниковых устройств инжекционного типа. Экспериментальные данные включены, главным образом, в виде примеров к отдельным параграфам и таблиц. Учтены новейшие научные результаты, относящиеся к гетеролазерм на основе многокомпонентных (четверных) систем твердых растворов. Рассмотрены более подробно механизм излучательных переходов, механизм накачки, закономерности формирования спектра лазерного излучения, некоторые нелинейные оптические явления, характерные для инжекционных лазеров.

В монографии излагается теория многомодового режима генерации, основанного на сильном вырождении собственных колебаний резонатора. Вычисляются характеристики многомодового излучения, связанные с поперечной структурой электромагнитного поля, в оптических резонаторах наиболее распространенных типов. Рассматриваются различные приложения метода сильно выраженных колебаний. Основные результаты теории находятся в хорошем согласии с экспериментальными данными. Книга рассчитана на научных работников и инженеров, преподавателей вузов, а также аспирантов и студентов, специализирующихся в области квантовой электроники.

В пособии излагаются физические основы работы приборов квантовой электроники; описываются принципы действия и особенности устройства важнейших узлов и элементов лазерных и мазерных усилителей, генераторов и преобразователей частоты; рассматриваются оптико-электронные схемы управления пространственным и временным спектром излучения лазеров; приводятся данные о работе наиболее распространенных приборов квантовой электроники.

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.

Рассматриваются основные принципы расчета и конструирования твердотельных импульсных оптических квантовых генераторов на современном уровне лазерного приборостроения. Излагаются методы расчета элементов, схем и узлов, необходимые при разработке оптических квантовых генераторов. Приводятся данные по различным оптическим. радиоэлектронным и теплотехническим элементам. Большое место уделяется рассмотрению схем и конструкций основных оптико-механических, радиоэлектронных и теплотехнических узлов оптических квантовых генераторов. Сообщаются сведения по выпускаемым промышленностью приборам. Значительная часть приборов и схем описывается впервые.Книга ориентирована на широкий круг специалистов. занимающихся разработкой, конструированием и применением оптических квантовых генераторов. Она может быть полезна научным работникам, преподавателям и студентам вузов.

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.

Даются физические представления, излагаются методы и описываются явления, которые лежат в основе квантовой радиофизики. Особое внимание уделяется приборам квантовой электроники и ее различным приложениям. Рассматриваются принципы работы устройств, дается их описание, приводятся характеристики квантовых стандартов частоты (цезиевых, рубидиевых, водородных), квантовых магнитометров, парамагнитных усилителей, различных лазеров. Приводится описание применения методов магнитного резонанса в устройствах обработки импульсных радиосигналов и ЯМР-томографии. Рассмотрены применения лазеров в технологических установках, лазерных гироскопах и дальномерах, в устройствах записи и храпения информации, в медицине, в системах контроля окружающей среды и лазерного телевидения. Предназначено для студентов и аспирантов, изучающих квантовую радиофизику, оптоэлектронную технику и их практические применения.

Последовательно рассмотрен обширный круг вопросов, относящихся к физическим основам квантовой электроники оптического диапазона: способы описания оптического излучения, его когерентные и статистические свойства; элементарные процессы взаимодействия излучения с электроном (фотонная структура, вероятности процессов); вопросы физики вещества, существенные для квантовой электроники (энергетические состояния, квазичастицы, неоптические переходы, релаксационные процессы); общая картина взаимодействия излучения с веществом, включая нелинейно-оптические явления и, в частности, генерацию лазерного излучения. Показаны разные подходы и приближения. Книга рассчитана на широкий круг читателей: инженеров, работающих в области квантовой электроники или смежных областях, а также преподавателей и студентов технических вузов.

Сборник представляет собой второй выпуск в серии изданий по лазерным исследованиям, в которую включены работы ученых Санкт-Петербургского государственного университета по лазерной физике и её приложениям в различных областях науки и техники. В него вошли результаты теоретических и экспериментальных исследований лазерных сред, процессов и квантовых явлений и, кроме того, работы по лазерным технологиям и использованию лазерного излучения для диагностики физических характеристик и состава веществ и материалов.Сборник предназначен для научных работников и практиков, специализирующихся в разных областях фундаментальной и прикладной науки, связанных с созданием, исследованием и применением лазеров.

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.

Последовательно рассмотрен обширный круг вопросов, относящихся к физическим основам квантовой электроники оптического диапазона: способы описания оптического излучения, его когерентные и статистические свойства; элементарные процессы взаимодействия излучения с электроном (фотонная структура, вероятности процессов); вопросы физики вещества, существенные для квантовой электроники (энергетические состояния, квазичастицы, неоптические переходы, релаксационные процессы); общая картина взаимодействия излучения с веществом, включая нелинейно-оптические явления и, в частности, генерацию лазерного излучения. Показаны разные подходы и приближения. Книга рассчитана на широкий круг читателей: инженеров, работающих в области квантовой электроники или смежных областях, а также преподавателей и студентов технических вузов.

Приведены основные данные по оптическим приемникам, источникам накачки, материалам для модуляторов света и другим элементам лазерной техники. Справочник представляет интерес для инженеров и научных работников, занимающихся квантовой электроникой. а также работающих в смежных областях. Он окажет большую помощь разработчикам аппаратуры и приборов, применяемых в лазерной технике и студентам вузов.

Книга представляет собой краткое введение в квантовую информатику для читателей, не изучавших предварительно квантовую механику. В первой части книги проводится изложение основ волновой квантовой механики и ее приложений к описанию энергетических спектров электронов в атомах, полупроводниках и низкоразмерных наноструктурах. Она завершается рассмотрением полупроводниковых транзисторов (битов) в классических компьютерах. Во второй части производится переход к матричному представлению квантовой механики. Рассмотрены спин и двухуровневые атомы, реализующие квантовые биты (кубиты). Рассмотрены два режима функционирования двухуровневых атомов, взаимодействующих с электромагнитным полем: режим вынужденного излучения в лазерах и нестационарные когерентные атомные процессы. Проведена аналогия второго режима с режимом функционирования кубитов при квантовых вычислениях. Рассмотрены квантовые логические операторы, квантовые схемы, простейшие квантовые коммуникационные протоколы и квантовые алгоритмы, демонстрирующие экспоненциально большие ресурсы квантовых вычислений. Дан обзор современного состояния проблемы физической реализации квантового компьютера с использованием в качестве кубитов спинов, атомов, фотонов, а также макроскопических квантовых сверхпроводников. Книга может служить пособием для студентов физико-математических специальностей, а также представлять интерес для широкого круга читателей, интересующихся современными проблемами физики.

В книге даются физические представления, излагаются методы и описываются явления, которые лежат в основе квантовой радиофизики. Особое внимание уделяется приборам квантовой электроники и ее различным приложениям. Рассматриваются принципы работы устройств, дается их описание, приводятся характеристики квантовых магнитометров, парамагнитных усилителей, различных лазеров. Предназначена для студентов и аспирантов, изучающих квантовую радиофизику, физическую электронику и оптоэлектронную технику, а также может быть полезна широкому кругу специалистов.

В учебном пособии рассмотрены природа и характеристики атмосферного электричества, его взаимосвязь с оптическими явлениями и атмосферным аэрозолем. Представлены основные механизмы взаимодействия электромагнитного излучения оптического диапазона с дисперсной средой. Обобщены результаты экспериментов, в которых изучались электрооптические явления при распространении оптического излучения в аэрозольной атмосфере, электрооптические явления, обусловленные сильными электрическими полями, включая разряды в средней атмосфере, а также опосредованное воздействие атмосферного электричества на жесткое УФИ. Рассмотрены возможности зондирования электрических параметров атмосферы на их основе.Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по направлениями подготовки бакалавров и магистров "Оптотехника", "Лазерная техника и лазерные технологии", а также по специальности "Электронные и оптико-электронные приборы и системы специального назначения". Представляет интерес для аспирантов, молодых ученых и специалистов, заинтересованных в глубоком понимании оптических и электрических явлений в атмосфере.

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.

В основу легли главы американского справончка "Handbook of lasers with selected data on optical technology", под ред. Р. Дж. Пресли, вышедшего в 1971 г. в США, и статьи спрвочного характера ведущих советских ученых. В первом томе, состоящем из четырех частей, читатель найдет исчерпывающие данные о свойствах активных сред всех известных лазеров, имеющих прикладное знаение. Материал представлен с большой наглядностью - в виде графиков, таблиц и энергетических схем. Книга представляет интерес для широкого круга инженеров и научных работников, занимающихся квантовой электроникой и работающих в смежных областях. Справочник окажет также большую помощь разработчикам аппаратуры и приборов, применяемых в лазерной технике, а также студентам старших курсов вузов физических и технических специальностей.

В пособии освещены вопросы, связанные с основами квантовой теории, специфическими особенностями квантовых объектов и прецизионными измерениями в случае интерференции третьего порядка и самовоздействия света в средах с кубичной нелинейностью. Рассмотрены параметрическое рассеяние света в квантовых измерениях, теория фотодетектирования, принципы квантовой томографии. Для студентов старших курсов и аспирантов, специализирующихся в области квантовой оптики, квантовой информатики, а также для специалистов соответствующего направления экспериментальной физики.

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.