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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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 результаты исследований рекомбинационных и радиационных явлений в полупроводниковых лазерах с накачкой импульсными пучками электронов с энергией ниже и выше порога дефектообразования. В отличие от инжекционных в этих лазерах возбуждаются большие объемы активной среды. Это позволило исследовать все возможные типы лазерных переходов, используя материалы с различными свойствами, в том числе недоступные для инжекционных лазеров, обнаружить новые явления, создать мощные лазеры, конкурирующие с твердотельными. Рассмотрены известные соединения АШВ и AnBVI, а также новые трех- и четырехкомпонентные «идеальные» твердые растворы. В условиях интенсивного возбуждения обнаружено новое явление — атермический импульсный отжиг, в результате которого улучшаются объемные и поверхностные свойства активных сред. Описаны деградационные явления и спектрально-временные характеристики излучения с разрешением до 10~" с. Рассмотрены возможные физические модели этих явлений. Материалы монографии автор использует при чтении лекций в МГТУ им. Н.Э. Баумана. Изложенный в книге материал ранее в других монографиях не обсуждался. Для студентов старших курсов, аспирантов, научных сотрудников, работающих в области квантовой электроники.

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 показан процесс становления квантовой электроники от ее истоков (зарождение основополагающих понятий, представлений и идей) до создания первых образцов мазеров и лазеров. Книга является первым исследованием в данной области как в нашей стране, так и за рубежом. Это не просто экскурс в историю науки, но и осмысливание развития как квантовой электроники в целом, таки отдельных понятий и явлений, лежащих в ее основе. Монография рассчитана на научных и инженерно-технических работников, а также на аспирантов и студентов старших курсов.

Рассматриваются теоретические основы квантовых и оптоэлектронных приборов различных типов. Изучаются их основные технические характеристики, а также приводятся методы расчёта и проектирования оптоэлектронных устройств. Книга содержит большое количество справочной информации и примеры электронных схем с использованием различного типа квантовых и оптоэлектронных приборов.

Книга посвящена одному из важнейших направлений современной лазерной физики - исследованию эффектов взаимодействия ультракоротких импульсов лазерного излучения с веществом. Изложена физическая картина явлений взаимодействия ультракоротких лазерных импульсов с конденсированными средами и экспериментальные методы фемтосекундной диагностики. Приведены расчетно-теоретические модели, описывающие распространение ультракоротких лазерных импульсов в атмосфере, дан анализ их применимости. Значительное место уделяется вопросам образования филаментов в оптических средах. Приведены примеры управления пространственным положением зоны филаментации в атмосфере. Для специалистов в области квантовой оптики и лазерной физики, студентов, аспирантов и преподавателей физических факультетов университетов и технических вузов.

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.

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.