Изложены основы лазерной физики и спектроскопии с акцентом на современные направления квантовой электроники - нелинейную, квантовую и нестационарную оптику. Наряду с систематической теорией взаимодействия света и вещества дано описание основных эффектов лазерной оптики- оптическое эхо, сверхизлучение, квантовые биения, поляритонное и параметрическое рассеяние, обращение волнового фронта, группировка фотонов и пр. Для студентов и аспирантов радиофизических и оптических специальностей вузов, а также специалистов, работающих в области квантовой электроники и нелинейной оптики.

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.

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.