Предисловие | 7 |
|
Введение | 9 |
|
Глава 1. Теория Дике сверхизлучения совокупности |
двухуровневых атомов и некоторые её обобщения | 18 |
§ 1.1. Модель Дике | 18 |
1.1.1. Классическое рассмотрение (19). 1.1.2. Квантовое рассмотрение (23). |
§ 1.2. Состояние Дике и когерентные атомные состояния . | 29 |
1.2.1. Совокупность двухуровневых атомов (31). 1.2.2. Система двухуровневых атомов, взаимодействующих с электромагнитным излучением (35). 1.2.3. Вероятности спонтанных и вынужденных переходов (37). 1.2.4. Квазиклассический и полуклассический подходы (40). |
§ 1.3. Одномодовая модель сверхизлучения | 46 |
1.3.1. Одномодовая теория Бонифачио (49). 1.3.2. Уравнение Фоккера-Планка (53). |
§ 1.4. Сверхизлучение совокупности трёхуровневых атомов | 56 |
|
Глава 2. Операторные уравнения взаимодействия двухуровневой |
системы излучателей с электромагнитным полем | 60 |
§ 2.1. Операторное волновое уравнение | 60 |
§ 2.2. Интегралы движения | 62 |
2.2.1. Одноатомный интеграл движения (62). 2.2.2. Коллективный интеграл движения (63). |
§ 2.3. Разложение по плоским волнам | 65 |
2.3.1. Общие уравнения (65). 2.3.2. Приближение вращающейся волны (67). 2.3.3. Интегралы движения в приближении вращающейся волны (68). |
§ 2.4. Метод исключения бозонных операторов | 70 |
|
Глава 3. Уравнения для средних. Расцепление корреляций | 72 |
§ 3.1. Полуклассическая система уравнений | 73 |
3.1.1. Трёхмерная модель (73). 3.1.2. Одномерная модель (76). 3.1.3. Решение линеаризованной системы полуклассических уравнений (77). |
§ 3.2. Уравнения динамики для числа квантов nk в моде k | 79 |
3.2.1. Общая система уравнений (79). 3.2.2. Система уравнений одномодового СИ (83). 3.2.3. Характер пространственного нарастания (84). |
§ 3.3. Уравнения пространственно-временной кинетики | 85 |
§ 3.4. Учёт квантовых флуктуации | 88 |
3.4.1. Расцепление корреляций (88). 3.4.2. Уравнения динамики разности населенностей в пренебрежении запаздыванием (92). |
|
Глава 4. Электромагнитное сверхизлучение | 94 |
§ 4.1. Марковские теории сверхизлучения | 95 |
4.1.1. Связь интенсивности излучения с коллективными атомными операторами (95). 4.1.2. СИ в системе с λ>>a (96). 4.1.3. СИ протяжённых систем (98). 4.1.4. Динамика макроскопической корреляции в процессе СИ (100). 4.1.5. Эффекты частотной модуляции при СИ (103). |
§ 4.2. Немарковская теория сверхизлучения | 105 |
4.2.1. Условия возникновения СИ (105). 4.2.2. Анализ решения системы уравнений многомодового СИ распада (110). 4.2.3. СИ в слабоусиливающих средах (111). 4.2.4. Осцилляторный режим СИ (113). 4.2.5. Конкуренция коллективных и спонтанных процессов (115). 4.2.6. Марковский предел (116). |
§ 4.3. Влияние неоднородного уширения на динамику |
сверхизлучения | 118 |
4.3.1. Точный численный расчёт (118). 4.3.2. Приближенная аналитическая модель (120). |
§4.4. Сверхизлучение в условиях брэгговской дифракции | 121 |
4.4.1. Уравнения двухволнового брэгговского СИ (121). 4.4.2. Кинетика СИ в условиях тепловой динамики решётки (125). 4.4.3. Устойчивые возбуждения при СИ в брэгговской системе (127). |
§ 4.5. Пространственные модели сверхизлучения | 128 |
4.5.1. Учёт запаздывания и квантовых флуктуации в методе исключения бозонных операторов (128). 4.5.2. Пространственно-временная динамика поля (132). 4.5.3. Трёхмерная модель СИ (135). 4.5.4. Роль поперечной неоднородности среды (140). |
§ 4.6. Динамика сверхизлучения многоуровневых систем | 141 |
§ 4.7. Экспериментальные исследования сверхизлучения | 146 |
|
Глава 5. Светоиндуцированные фазовые переходы в системах |
квантовой электроники | 151 |
§ 5.1. Классификация и общие характеристики |
светоиндуцированных фазовых переходов | 151 |
§ 5.2. Фазовый переход в состояние поляритонной генерации |
в открытой активной среде и аномалии ВКР | 158 |
5.2.1. Исходное полевое и атомные уравнения. Локальные скорости индуцированного, коллективного спонтанного и спонтанного порождения квантов (164). 5.2.2. Нестационарное нелинейное уравнение Орнштейна-Цернике. Балансные уравнения для спектральной функции Sk и разности населённостей (172). 5.2.3. Стационарный допороговый режим КСИ (nL < nкр). Критическое поведение стационарного КСИ (173). 5.2.4. Нестационарная вынужденная генерация поляритонов и скачок интенсивности ВКР (174). 5.2.5. Ширина линии КСИ в режиме нестационарной генерации поляритонов (177). 5.2.6. Стационарный режим генерации поляритонов (режим когерентного КСИ (178). 5.2.7. Медленное включение накачки. Критическое поведение длительности импульса ВКР (179). 5.2.8. Сравнение теории с экспериментом. Заключение (181). |
§ 5.3. Динамика развития многомодового сверхизлучения при |
комбинационном рассеянии света | 184 |
5.3.1. Исходные уравнения. Коллективные переменные (184), 5.3.2. Динамика разности населённостей при СИКР. Зависимость времени задержки импульса СИКР от геометрии среды (186). 5.3.3. Форма импульса СИКР и пространственно-временная динамика СИКР (188). 5.3.4. Процесс СИКР как механизм бесстолкновительного возбуждения и релаксации молекул (191). 5.3.5. Влияние истощения накачки на процесс СИ при комбинационном рассеянии света (192). |
§ 5.4. Безрезонаторная бистабильность оптического пропускания |
при двух фотонном и однофотонном поглощении | 195 |
5.4.1. Учёт коллективного поля переизлучения в уравнениях двухуровневого атома (195). 5.4.2. Коллективные атомные переменные (197). |
§ 5.5. Образование нитей инверсии в лазерных средах вследствие |
межатомных взаимодействий через поле переизлучения | 202 |
5.5.1. Энергия эффективного межатомного взаимодействия через поле переизлучения (203). 5.5.2. Энергия взаимодействия в случае цилиндрической геометрии (205). 5.5.3. Минимизация энергии межатомного взаимодействия при образовании нитей инверсии (206). |
§ 5.6. Ферромагнитный фазовый переход в парамагнитной среде, |
индуцированный когерентной световой волной | 209 |
5.6.1. Спонтанное появление намагниченности при действии линейно-поляризованной световой волны (211). 5.6.2. Спонтанное появление ЭДС при действии линейно-поляризованной световой волны (216). |
§ 5.7. Ориентационный фазовый переход в системе анизотропных |
молекул под действием световой волны и пороговая генерация |
второй гармоники | 218 |
§ 5.8. Фазовый переход в сегнетоэлектрическое состояние в |
равновесной системе атомов, взаимодействующих через |
поле излучения | 222 |
5.8.1. Спектр равновесных поляритонов. Мягкая поляритонная мода (223). 5.8.2. Зависимость статической поляризации от температуры (225). |
§ 5.9. Фазовый переход с возникновением статической поляризации |
(статического смещения решётки) под действием света в |
центросимметричной среде | 227 |
5.9.1. Лазерно-индуцированный фазовый переход в макроскопически центросимметричной среде с нецентросимметричными двухуровневыми системами (229). 5.9.2. Возникновение статической поляризации в среде центросимметричных трёхуровневых систем (234). |
§ 5.10. Лазерно-индуцированный фазовый переход в рубине с |
возникновением электростатического поля: спонтанное |
нарушение симметрии насыщения | 239 |
5.10.1. Спонтанное нарушение симметрии насыщения и возникновение фотовольтаического тока в центросимметричном кристалле (242). 5.10.2. Критические интенсивности возникновения и исчезновения статического поля (244). 5.10.3. Спонтанное возникновение статического поля в случае континуума возбуждённых уровней (247). |
§ 5.11. Бистабильность статической поляризации, возникающей |
при освещении нецентросимметричных примесных кристаллов |
лазерным излучением | 248 |
5.11.1. Бистабильность и гистерезис индуцированной статической поляризации (250). 5.11.2. Флуктуации, мягкая релаксационная мода и необходимое условие бистабильности (253). 5.11.3. Бистабильность оптического пропускания и усиления (254). 5.11.4. Обсуждение физического механизма нестабильности и численные оценки (255). |
§ 5.12. Лазерно-индуцированная бистабильность решётки и |
скачки диэлектрической проницаемости в электрон-фононной |
системе | 256 |
5.12.1. Бистабильность оптических колебаний решётки (256). 5.12.2. Бистабильность акустических колебаний решётки (260). 5.12.3. Светоиндуцированные скачки диэлектрической проницаемости (261). |
§ 5.13. Самоиндуцированные фазовые переходы в лазерных |
средах и пичковый режим генерации | 262 |
5.13.1. Одномодовые балансные уравнения с учётом электрон-фононного взаимодействия (262). 5.13.2. Пичковый режим генерации (265). |
§ 5.14. Заключение | 267 |
|
Приложения | 272 |
1. Классификация состояний Дике | 272 |
2. Представление когерентных атомных состояний | 279 |
|
Список литературы | 281 |