ФИЗИКА ЛАЗЕРОВ

Содержание

ВВЕДЕНИЕ 1

Краткая история создания лазеров 4

Цезиевый атомно-лучевой квантовый стандарт частоты 4

Мазеры 6

Создание лазера 11

Принцип работы лазера 14

Лазер, как автоколебательная система 15

Контрольные вопросы

I. Взаимодействие света с веществом 17

1.1. Спектр излучения 17

1.2. Тепловое излучение 19

1.3. Коэффициент поглощения 21

1.4. Насыщение поглощения (усиления) 23

1.5. Люминесценция 29

1.6. Процессы когерентного взаимодействия света с ансамблями

поглощающих (усиливающих) атомов 35

1.7. Генерация в режиме сверхизлучения 37

1.8. Энергетические характеристики электромагнитного поля.

1.9. Оценки частоты Раби и мощности излучения, необходимой для

проявления когерентных эффектов взаимодействия поля с веществом

II. Конструктивные элементы лазеров

2.1. Газоразрядные лампы для оптической накачки лазеров 42

2.2. Многослойные диэлектрические зеркала 44

2.3. Лазеры на активированных кристаллах 48

2.4. Система оптической накачки лазеров на твердой активной среде 49

2.5. Неодимовый лазер 52

2.6. Волоконный лазер

III. Лазерные резонаторы 53

3.1. Лазерные пучки 54

3. 3. Гауссовы пучки света 57

3.4. Фокусировка гауссова пучка линзой 60

3.5. Идеальный открытый оптический резонатор 62

IY. Лазерная генерация

4.1.Вероятности или скорости переходов 69

4.2. Схемы накачки активной среды лазеров 70

3. Порог генерации. Пороговые условия генерации 72

4.4. Энергетическое условие стационарной генерации 73

4.4 а Генерация без резонатора

4.5. Коэффициент усиления активной среды в твердотельных

лазерах с импульсной оптической накачкой 75

4.6. Пороговая энергия накачки лазера с импульсной накачкой 77

4.7. Определение коэффициента усиления и скорости накачки по

измерениям пороговой энергии накачки 80

4.8. Фазовое условие генерации 81

4.9. Селекция мод лазерного резонатора 83

4.10. Принцип конкуренции мод 84

4.11. Принцип максимальной ширины спектра излучения лазера 85

4.16. Многочастотный спектр излучения лазера 95

4.17. Мощность стационарной генерации лазера 97

VI. Лазерные стандарты длины и частоты

4.12. Перестройка частоты излучения одночастотного лазера путем

микроперемещения лазерного зеркала 85

4.13. Лазеры со стабилизацией частоты излучения 86

4.14. Оптическое гетеродинирование 88

4.15. Измерение частоты и длины волны лазерного излучения

VII. Временные режимы работы лазеров на твердом теле

5. 1. Свободная генерация 92

5.2. Моноимпульсная генерация 94

5.3. Пассивная модуляция добротности резонатора 100

5.4. Энергия и мощность лазерных моноимпульсов 103

5.5. Регистрация формы лазерных импульсов электронно-оптической камерой 105