Отражается современное состояние, основные результаты и тенденции развития фундаментальных исследований, прикладных разработок и промышленного применения лазерных технологий обработки материалов (лазерной стереолитографии, селективного лазерного спекания, резки, сварки, поверхностной обработки, неразрушающей подповерхностной диагностики), а также состояние исследований, разработок, выпуска и применений современных индустриальных лазеров, предназначающихся для технологий макрообработки материалов. Основной акцент делается на детальное изложение результатов работ Института проблем лазерных и информационных технологий РАН (ИПЛИТ РАН), выполненных в течение последних 10-15 лет.

Изложены физические основы лазерной и лазерно-ультразвуковой обработок железоуглеродистых сплавов. На основе современных представлений о предельных состояниях системы "металл - внешнее воздействие" рассмотрена термофлуктуационная модель кооперативной перестройки решетки при фазовых превращениях в железе и сталях в существенно неравновесных условиях высоких скоростей нагрева и деформации. В соотношении с теоретическими предпосылками проведен анализ результатов экспериментальных исследований физических закономерностей формирования структурно-напряженного состояния поверхности преимущественно в инструментальных сталях при лазерном воздействии. Особо рассмотрен вопрос эффективного использования комбинированного лазерно-ультразвукового источника энергии при решении задач термомеханического упрочнения и легирования поверхности железоуглеродистых сплавов, качественного раскроя листового металла. Отдельное внимание уделено выявлению закономерностей протекания процесса износа в условиях сухого трения скольжения поверхностей, подвергнутых лазерной и лазерно-ультразвуковой обработкам. Для научных работников и инженеров, занимающихся вопросами разработки технологий, основанных на использовании лазерного излучения, а также для студентов старших курсов вузов и аспирантов соответствующих специальностей.

Лазерное охлаждение позволяет замедлять атомы примерно до скорости комара и контролировать их движение с беспрецедентной точностью. Этот элегантный метод, с помощью которого атомы, молекулы и даже микроскопические стеклянные шарики могут быть захвачены лучами света в небольших областях свободного пространства и впоследствии перемещены по желанию с помощью других лучей, произвел революцию во многих областях физики. В частности, он является полезным исследовательским инструментом для изучения отдельных атомов, для изучения деталей химических реакций и даже для изучения движения атомов в квантовой области.Книга начинается с обзора соответствующих аспектов квантовой механики; затем описываются электромагнитные взаимодействия, связанные с замедлением и захватом атомов как в магнитные, так и в оптические ловушки. В заключительных главах обсуждается широкий спектр применений, включая атомные часы, исследования процессов ультрахолодных столкновений, дифракцию и интерференцию атомных пучков, оптические решетки и конденсацию Бозе-Эйнштейна. Книга предназначена для студентов старших курсов и начинающих аспирантов, обладающих некоторыми базовыми знаниями в области оптики и квантовой механики. Обширная библиография охватывает современную исследовательскую литературу.

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 проведен критический анализ своих теоретических и экспериментальных данных, данных зарубежных источников по проблеме устойчивости плоской поверхности расплав-кристалл в условиях кристаллизации бинарных сплавов в равновесных и неравновесных условиях. Рассматриваются история и генезис развития теории устойчивости плоского фронта кристаллизации. Рассчитываются параметры и их критические значения, управляющие сменой морфологии фронта кристаллизации. Предложены математические модели по исследованию роли в формировании ячеистой структуры кристаллизующегося сплава концентрационно-капиллярной и термокапиллярной конвекций. Книга предназначена для научных работников, аспирантов вузов и НИИ, студентов для более углубленного изучения вопросов теории и практики по направленной кристаллизации и лазерной обработке.

В книге изложены физические, технические и расчетно-теоретические вопросы проектирования устройств и систем адаптивной оптики в импульсных мощных лазерных установках. Интерес к данной теме вызван поистине бумом создания импульсных мощных лазерных установок и приобретающей четкие очертания перспективой создания термоядерной электростанции на основе таких лазеров. Синтез идей адаптивной оптики в сочетании с анализом особенностей функционирования многопроходных импульсных лазеров позволяет создать системы, многократно повышающие характеристики этих лазеров. Оптимизация всех элементов системы, включая лазер, производится с позиции пространственной фильтрации лазерного излучения. Приведено описание более чем двадцатилетнего развития данного направления и освещены его перспективы. Книга предназначена для научных и инженерных работников в области электроники, оптики и точного приборостроения.

Перевод нового (7-го) издания базового учебника издательства «Шпрингер» по основам лазерной оптики содержит новейшие сведения о высокомощных диодных и твердотельных лазерах для ультрафиолетового, видимого и инфракрасного излучений, рассмотрены волоконные лазеры, ультракороткие световые импульсы, рентгеновские лучи и световые импульсы от лазеров на свободных электронах, а также их применение в медицинской диагностике и биофотонике. В книге затрагиваются следующие вопросы: функции, типы и свойства лазерного излучения, типы лазеров, оптические компоненты и управление лазерным излучением, применение лазеров в технологии обработки материалов, медицине, измерениях и передаче данных. Простота и доступность изложения делает книгу прекрасным пособием не только для специалистов, но и для студентов и преподавателей профильных вузов.

Рассмотрены особенности распространения волнового излучения при аксиконной фокусировке и формирование нерасходящихся пучков с профилем поля в виде функций Бесселя Jn(r). В поле лазерного бесселева пучка исследован оптический разряд в газах, жидкостях и на поверхности твердых тел, описаны процессы образования и развития плазменного канала и его структуры. Представлены методы исследования свойств бесселевых пучков и создаваемой ими плазмы. В работе обсуждаются возможные применения бесселевых пучков и демонстрируются решения некоторых прикладных задач. Для студентов, аспирантов и научных работников, специализирующихся в области физической оптики и акустики, формирования и распространения волновых пучков, физики плазмы, лазерной диагностики плазмы и плазмоподобных сред.

В работе суммируются результаты, полученные в Институте оптики атмосферы СО АН СССР по проблеме комплексного исследования распространения оптического излучения в атмосфере. Материалы книги отражают отдельные стороны общей проблемы комплексного изучения закономерностей распространения оптического излучения в аэрозолях, в турбулентной атмосфере, поглощения оптических волн, лазерной спектроскопии и лазерного зондирования атмосферы.Сборник рассчитан на исследователей и инженеров, работающих в области оптики и спектроскопии атмосферы, метеорологии, геофизики и астрофизики, оптико-электронной и лазерной техники.

Вопросы проектирования систем формирования мощного лазерного излучения изложены в двух частях. Первая из них содержит теоретические основы пассивных систем формирования, описание сигналов управления линейными адаптивными системами, методы автоматической союстировки оси мощного лазерного излучения с осью информационного канала, а также методы измерения характеристик мощного лазерного излучения и систем формирования. Во второй части книги рассмотрены вопросы инженерного расчета, проектирования, контроля и технологии изготовления силовых зеркал, являющихся неотъемлемой частью систем формирования мощного лазерного излучения. Для специалистов в области разработки мощных лазерных комплексов. Может быть полезна для студентов и аспирантов, обучающихся по соответствующим направлениям.

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.

Популярно рассказано о роли лазеров в современном мире, о достигнутых успехах лазерной техники и надеждах, которые связывают с ее развитием. Рассмотрены различные применения лазеров: для обработки материалов, в медицине, локации, измерительной технике, системах связи, для обработки и хранения информации, в системах контроля, для разделения изотопов, решения проблемы управляемого термоядерного синтеза. Кроме того, изложены основы физики работы лазера и управления лазерным излучением, новые направления современной оптики (голография, нелинейная оптика, волоконная оптика, адаптивная отика); приведены исторические сведения и даны многочисленные примеры отечественных лазеров и лазерных установок. Для школьников, преподавателей, студентов, лекторов.

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 сборнике статей представлен цикл экспериментальных и теоретических работ по исследованию неравновесной плазмы, возникающей в результате воздействия интенсивного лазерного излучения на газообразные среды и твердые тела. Описаны методы регистрации параметров плазмы и ее временной динамики, приведены результаты экспериментов и теоретического моделирования. Предназначен для научных сотрудников, инженеров, аспирантов и студентов старших курсов, специализирующихся в области лазерной физики.

Рассматриваются пробой газов лазерным излучением и эффекты распространения плазменных фронтов. Изложена теория развития электронной лавины под действием оптического и сверхвысокочастотного излучения. Формулируется подход к задаче о поддержании плазмы в электромагнитных полях. Рассмотрены генераторы плотной плазмы - плазмотроны. Говорится о явлениях "световой детонации", о "горении" светового луча, о взаимодействии луча и плазмы. Рассматриваются многие фундаментальные вопросы физики взаимодействия ионизованного газа с электромагнитным полем.Книга рассчитана на научных и инженерно-технических работников, студентов старших курсов и аспирантов соответствующих специальностей.

Лазеры играют важнейшую роль в сфере технических измерений, информационных технологий, обработки материалов, медицине и других областях науки. В книге дается обзор наиболее распространенных типов лазеров с описанием их многочисленных применений. Рассматриваются основы лазерной оптики, оборудование для анализа лазерного излучения, приводятся характеристики лазерных материалов. Заключительные главы посвящены рассмотрению наиболее важных областей применения лазерных установок и перспектив их дальнейшего развития. Простота и доступность изложения делает книгу прекрасным пособием для студентов вузов, преподавателей, учителей и школьников.

Настоящая книга посвящена физике процессов в лазерах. Рассмотрены три группы вопросов: способы получения инвертированных активных сред, формирование поля излучения в резонаторе, динамика процессов в лазерах. Отражены современные направления в развитии лазеров: лазеры на красителях, на сжатых газах, на рекомбинирующей плазме; неустойчивые резонаторы; синхронизация продольных и поперечных мод и др. Дано систематизированное рассмотрение методов, используемых в теории лазеров, различных подходов и приближений. В данное издание добавлена вступительная популярная статья «Что такое лазер и чем замечательно лазерное излучение». Предназначается для научных работников и инженеров, работающих в области лазерной техники, а также преподавателей и студентов вузов.

В книге рассмотрены способы создания активных сред лазеров на самоограниченных переходах атомов металлов, а также различные методы их возбуждения. Большое внимание уделено описанию конструктивных особенностей лазерных трубок, работающих при высоких температурах. Приводятся обширные данные по экспериментальным системам и подробно излагаются результаты как теоретических, так и экспериментальных исследований и разработок. Обсуждаются основные физические процессы, ответственные за создание инверсной заселенности в лазерах на парах металлов, а также в смесях. Особое место в книге занимает рассмотрение параметров плазмы и характеристик разряда, анализируется их взаимосвязь с энергетическими, временными и другими параметрами лазерного излучения. Книга адресована научным сотрудникам, инженерам, аспирантам и студентам высших учебных заведений.

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.