Книга проф. О. Звелто «Принципы лазеров» (4-е издание) посвящена теме современного состояния физики лазеров и основам их применений. Основная цель монографии состоит в том, чтобы дать всеобъемлющее и единое описание процессов в лазерах на высоком научном уровне и в то же время обеспечить ясность понимания его как для студентов и начинающих ученых, так и для активно работающих исследователей. Эта цель реализована автором благодаря тому, что он, будучи профессором Миланского политехнического института, активно работал в новой области знаний — квантовой электронике, практически с момента ее возникновения, 50 лет тому назад. Для широкого круга читателей ценным является то, что автор подходит к описанию явлений в лазерах с точки зрения физической картины, привлекая математический аппарат для получения необходимых формул, которые позволяют проводить и конкретные расчеты лазерных систем. В первых главах (1-6) монографии изложены общие принципы функционирования лазеров, рассмотрены по отдельности элементы всех современных лазеров. В главах 7-8 излагаются особенности различных режимов работы лазеров как непрерывного, так и импульсного действия. В главах 9-10 описываются особенности использования в лазерах различных активных сред. В главах 11-12 рассматриваются свойства и преобразования лазерного излучения с точки зрения его применения. Монография снабжена обширным иллюстративным и справочным аппаратом, в том числе списком литературы, насчитывающим несколько сот наименований.

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.

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 систематизированном виде изложены принципы построения малогабаритных оптических передатчиков на базе инжекционных излучателей. Анализируются характеристики полупроводниковых лазеров, светодиодов при действии совокупности дестабилизирующих факторов и определяются требования к генераторам их накачки. Исследованы переходные процессы, происходящие в различных по принципу действия ключевых коммутаторах, приводятся инженерные расчеты по выбору основных параметров оптических передатчиков, а также схемотехнические решения, обеспечивающие требуемые параметры модуляции с применением различных по быстродействию и по принципу действия ключевых элементов. Приведены данные исследований по стабилизации и измерению параметров светового излучения оптических передатчиков.Для инженерно-технических работников, занимающихся проектированием, производством и эксплуатацией современной оптоэлектронной аппаратуры; может быть полезна студентам радиотехнических специальностей 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 книге приводится краткое изложение физических основ полупроводниковой электроники, необходимых для анализа рабочих процессов в оптоэлектронных устройствах и системах различного назначения. Рассмотрены физико-технологические, материаловедческие, оптико-физические, схемотехнические и системные аспекты многоуровневого проектирования широкого спектра оптоэлектронных устройств и интегральных оптоэлектронных систем обработки, передачи и отображения информации, а также рассмотрены традиционные и новые области применения оптоэлектронных устройств и приборов в системах связи, силовой электроники, высокоэнергетичной фотоэлектроники.

Рассматриваются основные типы полупроводниковых приборов и физические процессы, обеспечивающие их работу. Приводится анализ электронных процессов в объеме полупроводников, в электронно-дырочных переходах и в области пространственного заряда на поверхности полупроводников. Подробно представлены характеристики диодов, транзисторов, тиристоров, лавинно-пролетных диодов, светодиодов, полупроводниковых лазеров и фотоприемников, как на основе кремния, так и на перспективных материалах GaAs, GaN, SiC. Рассмотрены характеристики полупроводниковых приборов при экстремальных температурах, квантовый эффект Холла, микроминиатюризация и приборы наноэлектроники. В третьем издании учебного пособия добавлены разделы по теории поглощения и генерации оптического излучения, дополнительно введены разделы о полевых транзисторах с высокой подвижностью электронов, репрограммируемых элементах памяти и солнечных батареях, расширено описание характеристик полупроводниковых приборов при высоких температурах. Для студентов вузов, специализирующихся в области физики, микроэлектроники и электронной техники, аспирантов и научных сотрудников.

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 рассматриваются основные типы полупроводниковых приборов и физические процессы, обеспечивающие их работу. Приводится анализ электронных процессов в объеме полупроводников, в электронно-дырочных переходах и в области пространственного заряда на поверхности полупроводников. Подробно представлены характеристики диодов, транзисторов, тиристоров, лавинно-пролетных диодов, светодиодов, полупроводниковых лазеров и фотоприемников, как на основе кремния, так и на перспективных материалах GaAs, GaN, SiC. Рассмотрены квантовый эффект Холла, микроминиатюризация и приборы наноэлектроники, характеристики полупроводниковых приборов при экстремальных температурах. Учебное пособие рассчитано на широкий спектр направлений обучения студентов классических и технических университетов, специализирующихся в области физики, микроэлектроники и электронной техники. Оно может быть полезно аспирантам и научным сотрудникам.

Рассмотрены физические принципы работы наиболее важных классов современных полупроводниковых приборов: диодов, биполярных и полевых транзисторов, тиристоров, СВЧ приборов с отрицательным дифференциальным сопротивлением (диодов Ганна, лавинно-пролетных и инжекционно-пролетных диодов), приборов с зарядовой связью, оптоэлектронных приборов (фотоприемников, светодиодов, инжекционных лазеров и др.). Выведены основные теоретические соотношения, определяющие характеристики этих приборов. Большое внимание уделено описанию особенностей современных быстродействующих приборов с субмикронными и нанометровыми размерами, в том числе приборов, в работе которых используются гетеропереходы, квантовые ямы и квантовые точки. Помимо этого, в книге рассмотрены основы планарной технологии, описаны возникшие в последнее время технологические проблемы и указаны перспективные пути их решения. Для студентов старших курсов, аспирантов и научных сотрудников, работающих в области физики полупроводников.

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.

Книга посвящена полупроводниковым лазерам - эффективным и компактным источникам когерентного излучения, имеющим перспективы широкого практического применения. Основное место в книге уделяется инжекционным лазерам и лазерам с возбуждением быстрыми электронами. Во Введении дается краткий обзор характеристик и сводка полупроводниковых материалов, используемых в лазерах. Первая часть книги содержит анализ механизма излучательной рекомбинации в кристаллах полупроводниковых соединений, некоторых вопросов динамики и основных характеристик полупроводниковых лазеров инжекционного типа. Рассмотрены физические процессы, сопровождающие работу лазера, а также проблемы, возникающие при их практическом применении. Во второй части книги рассматриваются теоретические вопросы и практические применения лазеров с электронными возбуждением; описаны процессы взаимодействия быстрых электронов с кристаллом, образование избыточных носителей тока, процессы взаимодействия когерентного излучения с активной средой в лазерах этого типа при различной геометрии резонатора и пучка, тепловые режимы, динамика генерации и практическое применение лазеров с электронным возбуждением.

Систематизированы физические принципы функционирования и особенности приборных характеристик современных полупроводниковых лазеров, использующих в качестве активной области полупроводниковые наноструктуры — квантовые ямы и массивы квантовых точек, затронуты технологические аспекты изготовления подобных лазеров, обобщены основные экспериментальные результаты в этой области. Издание адресовано студентам магистратуры технических вузов и аспирантам научных специальностей, связанных с лазерной физикой, приборами оптоэлектроники, физикой полупроводников, полупроводниковыми материалами, гетероструктурами и приборами на их основе.

В книге изложены физические основы полупроводниковых электронных приборов. Рассмотрены основные типы радиокомпонентов, элементы и узлы аналоговых и цифровых микроэлектронных устройств и систем, интегральные схемы высоких степеней интеграции. Показана целесообразность и возможности перехода от классической электроники к наноэлектронике. Рассмотрены физических и технологические основы наноэлектроники; наноэлектронные транзисторы, фотоприемники и лазеры; приборы на основе углеродных нанотрубок; возможности создания квантовых компьютеров; наноэлектронные изделия для компьютеров, информационных и телекоммуникационных систем; основы функциональной электроники; вопросы стандартизации и надежности электронной аппаратуры. Для студентов и инженерно-технических работников, связанных с проектированием и эксплуатацией электронной аппаратуры с использованием микроэлектронной и наноэлектронной элементных баз.

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.

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.

Данная монография подготовлена в память о С. И. Яковленко, который вместе с Л. И. Гудзенко являлся идеологом плазменных лазеров. Приведены основные понятия лазерной физики, а также показаны отличия между газовыми и плазменными лазерами. Описаны лазеры на эксимерных и эксиплексных молекулах. Дан краткий обзор развития эксимерных и эксиплексных лазеров, на инертных газах и галогенидах инертных газов. Рассмотрены основные кинетические процессы, определяющие работу данных лазеров, отмечены особенности наиболее широко используемых лазеров. Обсуждаются проблемы, возникающие при их моделировании. Подробно описан способ накачки различных электроразрядных лазеров с использованием индуктивных накопителей энергии. Приведены конструкции систем накачки и параметры излучения лазеров УФ, видимого и ИК диапазонов. Представлены данные о лазерах, в которых для накачки используется объемный (диффузный) разряд, формируемый за счет убегающих электронов. Книга адресована научным сотрудникам, студентам, аспирантам, преподавателям вузов,инженерно-техническим работникам. Она будет полезна тем, кто имеет дело с исследованием и применением газовых и плазменных лазеров.

В последнее время большое внимание уделяется применению лазеров для создания и нагрева плазмы, разрабатываются конкретные схемы постановки термоядерных экспериментов с использованием лазеров, рассматриваются вопросы взаимодействия сверхмощного лазерного излучения с веществом.Представленные в сборнике работы отражают состояние исследований в этой быстро развивающейся области и будут, без сомнения, интересны широкому кругу специалистов, занимающихся созданием и применением лазеров, диагностикой плазмы, взаимодействием излучения с веществом. Сборник заинтересует также специалистов в области физики плазмы, исследующих удержание плазмы в магнитных ловушках разных типов.

Проведен сравнительный модельный анализ возможностей даун-конверсии в терагерцовый (ТГц) диапазон излучения фемтосекундных, полностью твердотельных Ti:Sapphire-лазерных систем и гибридных систем на основе того же типа лазеров с генераторами гармоник на нелинейных кристаллах LBO, снабженных усилителями на молекулах эксимерных газов XeF(C-A) и XeCl(C-A). Установлено, что при охлаждении кристалла до температуры 80 Л коэффициент оптических потерь в диапазоне 0.2-1.5 ЕГц в направлении оси Х линейно падает в 5-6 раз до уровня 0.1-0.2 см-1. Показано, что при современном состоянии разработок использование гибридных лазерных систем в качестве источников накачки позволяет получить преимущество в мощности генерируемых ТГц-импульсов от 3.5 до 20 крат.

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 последовательно и подробно рассмотрены основные принципы и многочисленные приложения кинетической теории лазеров. Формулируется феноменологическая теория квантовых диссипативных систем. Дается вывод кинетических уравнений для лазера и условий их применимости. Проводится общее рассмотрение стационарной генерации при квазиравновесном состоянии активной среды. Исследуются основные случаи нарушения квазиравновесия. На основе метода стационарных нормальных колебаний рассматривается ширина линии моды. Результаты общей теории прилагаются к системе люминесцирующих центров. Исследуется проблема устойчивости стационарного режима. Строится теория гигантских импульсов при активной модуляции добротности. Рассматривается генерация лазерного излучения на комбинационном рассеянии (вынужденное комбинационное рассеяние). Проводится исследование генерации на всех основных фотопереходах в полупроводниках. Исследуется роль экситонов в полупроводниковом лазере и генерация на различных непрямых экситонных переходах. Изучается влияние квантующего магнитного поля на генерацию в полупроводниках. Таблиц - 1, рисунков - 50, библиография - 171 название.

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.