год издания — 1989, кол-во страниц — 560, ISBN — 5-02-014043-0, тираж — 5000, язык — русский, тип обложки — твёрд. 7Б, масса книги — 600 гр., издательство — Физматлит

цена: 3000.00 руб

Сохранность книги — хорошая

THE PRINCIPLES OF NONLINEAR OPTICS

Y. R. Shen
University of California, Berkeley

A Wiley-Interscience Publication
John Wiley & Sons
1984

Пер. с англ. И. Л. Шумая

Формат 60x90 1/16. Бумага книжно-журнальная. Печать высокая

Дано систематическое изложение основ современной нелинейной оптики, начиная с теории нелинейной восприимчивости и кончая нелинейной оптикой волоконных световодов, поверхности и плазмы. Большое внимание уделено методам нелинейной лазерной спектроскопии, многофотонному возбуждению и диссоциации молекул. Строгий теоретический анализ различных нелинейных эффектов подкрепляется обширным экспериментальным материалом, количественными оценками.

Для научных работников, инженеров, а также аспирантов и студентов старших курсов, специализирующихся в области квантовой электроники, нелинейной оптики и спектроскопии.

Табл. 10. Ил. 223. Библиогр.: 818 назв.

…современная литература по нелинейной оптике трудно обозрима; это можно с полным основанием сказать не только об оригинальных статьях, но и об обобщающих трудах. Среди последних доминируют коллективные монографии, посвящённые достаточно узким проблемам и в первую очередь удовлетворяющие потребности профессионалов. Причина такого положения, однако, не только в быстром экстенсивном росте нелинейной оптики. На первом этапе ряд её разделов (такие, например, как физика нестационарных когерентных явлений, динамическая голография) развивались в значительной мере независимо от основного потока работ по нелинейной оптике. Немаловажное значение имело и то обстоятельство, что различные направления разрабатывались исследователями, пришедшими в нелинейную оптику из разных областей физики (радиофизиками, оптиками, специалистами по атомной физике и т. п.); в результате поначалу различной была даже терминология, относящаяся, но существу, к одним и тем же явлениям.

В связи с этим всё более остро ощущалась необходимость в руководстве, в котором современная нелинейная оптика излагалась бы на основе единого подхода, акцентировались бы общие для всех её разделов принципы.

Такое руководство необходимо физикам, приступающим к самостоятельной работе в этой увлекательной области, инженерам и специалистам в смежных разделах естествознания, активно применяющим методы нелинейной оптики. Несомненную потребность в нём ощущают и специалисты. Можно с полным основанием сказать, что в предлагаемой книге мы имеем дело с успешной попыткой решения этой трудной задачи.

Её автор, профессор Калифорнийского университета в Беркли, И. Р. Шен дал превосходное изложение принципов нелинейной оптики, ясные физические представления о наиболее важных результатах и перспективных направлениях современных исследований.

Двадцать восемь глав книги охватывают обширный материал, включающий теоретические основы: теперь уже «традиционную» нерезонансную нелинейную оптику, вынужденное рассеяние, нелинейную спектроскопию, многофотонное возбуждение атомов и молекул, нелинейную оптику поверхности, нелинейную оптику плазмы и прикладную нелинейную оптику.

Уровень изложения соответствует уровню лекционных курсов, читаемых на старших курсах физических факультетов и для аспирантов. Сильное впечатление производит высокий научный и методический уровень изложения. Автор выдерживает практически на протяжении всей книги единый монографический стиль, в книге почти нет компилятивных глав. Несомненно, большую роль здесь играет то обстоятельство, что И. Р. Шен — один из наиболее активных учёных, работающих в области нелинейной оптики и квантовой электроники. Ему принадлежат важные, а в ряде случаев — пионерские результаты во многих разделах нелинейной оптики, начиная от физики оптической нелинейности и нелинейной спектроскопии и кончая разработкой преобразователей частоты. Поэтому практически во всех разделах книги читатель получает из первых рук профессионально отобранную из огромного моря публикаций информацию. Намеренно краткими сделаны поэтому списки литературы, которыми снабжены главы книги.

Разумеется, такой подход таит в себе и опасности субъективных оценок, неполного цитирования. Некоторые претензии подобного рода можно предъявить и к предлагаемой книге. Можно констатировать вместе с тем, что в большинстве случаев автора не покидает чувство меры…

ОТ РЕДАКТОРА ПЕРЕВОДА
С. А. Ахманов
Январь 1988 г.

От редактора перевода	7
От автора к русскому изданию	14
Предисловие	16

Глава 1. ВВЕДЕНИЕ	19

1.1. Историческая справка	19
1.2. Уравнения Максвелла в нелинейной среде	21
1.3. Модель ангармонического осциллятора	23
1.4. Газ свободных электронов	26

Глава 2. НЕЛИНЕЙНЫЕ ОПТИЧЕСКИЕ ВОСПРИИМЧИВОСТИ	30

2.1. Формализм матрицы плотности	30
2.2. Микроскопические выражения для нелинейных восприимчивостей	33
2.3. Диаграммная техника	35
2.4. Коррекция χ⁽ⁿ⁾ за счёт локального поля	39
2.5. Перестановочная симметрия нелинейных восприимчивостей	41
2.6. Пространственная симметрия нелинейных восприимчивостей	42
2.7. Практический расчёт нелинейных восприимчивостей	45
2.8. Коэффициент Миллера	53
2.9. Обозначения нелинейных восприимчивостей	53

Глава 3. ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ВОЛН
В НЕЛИНЕЙНЫХ СРЕДАХ	56

3.1. Связанные волны в нелинейной среде	56
3.2. Энергия поля в нелинейной среде	58
3.3. Приближение медленно меняющихся амплитуд	61
3.4. Граничные условия	63
3.5. Распространение волн с зависящей от времени амплитудой	64

Глава 4. ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКИЕ И МАГНИТООПТИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ	66

4.1. Электрооптические эффекты	66
4.2. Магнитооптические эффекты	67

Глава 5. ОПТИЧЕСКОЕ ВЫПРЯМЛЕНИЕ И ОБРАТНЫЙ ЭФФЕКТ ФАРАДЕЯ	69

5.1. Оптическое выпрямление	69
5.2. Эффективная плотность свободной энергии	70
5.3. Обратные эффекты Фарадея и Коттона-Мутона	72
5.4. Индуцированное намагничение при резонансном возбуждении	76

Глава 6. ГЕНЕРАЦИЯ СУММАРНОЙ ЧАСТОТЫ	78

6.1. Физика явления	78
6.2. Теоретическая постановка задачи	79
6.3. Простое решение для случая генерации суммарной частоты в объёме
среды	82
6.4. Учёт отражения на границе раздела	84
6.5. Условие фазового синхронизма	86
6.6. Влияние поглощения	87
6.7. Генерация суммарной частоты при высокой эффективности
преобразования	87
6.8. Практический пример	91
6.9. Факторы, ограничивающие эффективность преобразования	93

Глава 7. ГЕНЕРАЦИЯ ГАРМОНИК	95

7.1. Генерация второй гармоники	95
7.2. Вторая гармоника в сфокусированных гауссовских пучках	98
7.3. Генерация третьей гармоники в кристаллах	101
7.4. Оптические гармоники в газах	102
7.5. Измерение нелинейных оптических восприимчивостей	106
7.6. Генерация второй гармоники сверхкоротким импульсом	112

Глава 8. ГЕНЕРАЦИЯ РАЗНОСТНОЙ ЧАСТОТЫ	116

8.1. Решение для плоских волн	116
8.2. Получение излучения в далёком ИК диапазоне с помощью процесса
генерации разностной частоты	117
8.3. Генерация излучения в далёком ИК диапазоне при оптическом
детектировании сверхкоротких импульсов	121

Глава 9. ПАРАМЕТРИЧЕСКОЕ УСИЛЕНИЕ И ГЕНЕРАЦИЯ	125

9.1. Параметрическое усиление	125
9.2. Двухрезонаторный параметрический генератор	128
9.3. Однорезонаторный параметрический генератор	132
9.4. Частотная перестройка параметрических генераторов	135
9.5. Параметрическая флуоресценция	141
9.6. Параметрический генератор с обратной волной	144

Глава 10. ВЫНУЖДЕННОЕ КОМБИНАЦИОННОЕ РАССЕЯНИЕ	146

10.1. Историческая справка	146
10.2. Квантовая теория вынужденного комбинационного рассеяния	148
10.3. Описание процесса вынужденного комбинационного рассеяния
на языке связанных волн	151
10.4. Связь стоксовой и антистоксовой компонент	156
10.5. Комбинационное рассеяние высших порядков	159
10.6. Результаты экспериментов и применения вынужденного
комбинационного рассеяния	161
10.7. Вынужденное поляритонное рассеяние	171
10.8. Вынужденное комбинационное рассеяние с переворотом спина	174
10.9. Нестационарное вынужденное комбинационное рассеяние	177
10.10. Измерение времен релаксации	182

Глава 11. ВЫНУЖДЕННОЕ РАССЕЯНИЕ СВЕТА	186

11.1. Вынужденное рассеяние Мандельштама-Бриллюэна	186
11.2. Вынужденные температурные рассеяния Бриллюона и Рэлея	190
11.3. Вынужденное рассеяние крыла линии Рэлея	193
11.4. Другие типы вынужденного рассеяния света	197

Глава 12. ДВУХФОТОННОЕ ПОГЛОЩЕНИЕ	199

12.1. Теория	199
12.2. Экспериментальная техника	201
12.3. Спектроскопия двухфотонного поглощения	203

Глава 13. НЕЛИНЕЙНАЯ ОПТИЧЕСКАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ
ВЫСОКОГО РАЗРЕШЕНИЯ	206

13.1. Общее описание	206
13.2. Квантовые биения	208
13.3. Спектроскопия насыщения	210
13.4. Спектроскопия двухфотонного поглощения, свободная
от доплеровского уширения	222
13.5. Поляризационная спектроскопия высокого разрешения	225
13.6. Оптические биения Рамсея	227
13.7. Другие методы спектроскопии высокого разрешения	232

Глава 14. ЧЕТЫРЁХВОЛНОВОЕ СМЕШЕНИЕ	233

14.1. Нелинейные восприимчивости третьего порядка	233
14.2. Общая теория четырёхволнового смешения	237
14.3. Вырожденное четырёхволновое смешение	239
14.4. Обращение волнового фронта при четырёхволновом смешении	242
14.5. Генерация перестраиваемого ПК и УФ излучения	245
14.6. Нестационарное четырёхволновое смешение	249

Глава 15. СПЕКТРОСКОПИЯ ЧЕТЫРЁХВОЛНОВОГО СМЕШЕНИЯ	255

15.1. Общее описание	255
15.2. Когерентная спектроскопия комбинационного рассеяния света	256
15.3. Спектроскопия, основанная на эффекте Керра, индуцированном
комбинационным резонансом	264
15.4. Четырёхволновое смешение при наличии множественных резонансов	266
15.5. Когерентная спектроскопия низкочастотных резонансов; активная
спектроскопия рассеяния	271
15.6. Нестационарная спектроскопия четырёхволнового смешения	273

Глава 16. ДВУЛУЧЕПРЕЛОМЛЕНИЕ, НАВЕДЁННОЕ СИЛЬНЫМ ПОЛЕМ	274

16.1. Общие выражения для показателей преломления, наведённых
сильным оптическим полем	274
16.2. Физические механизмы	275
16.3. Оптический эффект Керра и вращение эллипса поляризации	282
16.4. Нестационарные эффекты	285
16.5. Применения	286

Глава 17. САМОФОКУСИРОВКА	290

17.1. Физическое описание	290
17.2. Теория	294
17.3. Квазистационарная самофокусировка	299
17.4. Нестационарная самофокусировка	305
17.5. Самофокусировка в твёрдом теле	307
17.6. Другие случаи самофокусировки	309
17.7. Фазовая самомодуляция	310
17.8. Самообострение импульса и самодефокусировка	316

Глава 18. МНОГОФОТОННАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ	318

18.1. Общее рассмотрение	318
18.2. Техника эксперимента	320
18.3. Спектроскопические применения	323

Глава 19. ДЕТЕКТИРОВАНИЕ ОТДЕЛЬНЫХ АТОМОВ И МОЛЕКУЛ	333

19.1. Основы теории	333
19.2. Экспериментальные методы	337
19.3. Примеры детектирования одиночных атомов и молекул	343
19.4. Применения	347

Глава 20. ЛАЗЕРНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ДВИЖЕНИЕМ ЧАСТИЦ	349

20.1. Пондеромоторные силы	349
20.2. Оптическая левитация макроскопических частиц	354
20.3. Управление атомными пучками с помощью лазера	356
20.4. Оптическое охлаждение и захват атомов и ионов	358

Глава 21. НЕСТАЦИОНАРНЫЕ КОГЕРЕНТНЫЕ ОПТИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ	361

21.1. Уравнение Блоха для двухуровневой системы	361
21.2. Нестационарная нутация и затухание свободной поляризации	364
21.3. Фотонное эхо	369
21.4. Нестационарное четырёхволновое смешение	373
21.5. Адиабатическое слежение	379
21.6. Самоиндуцированная прозрачность	381
21.7. Сверхизлучение	386

Глава 22. СИЛЬНЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ СВЕТА С АТОМАМИ	391

22.1. Общие положения	391
22.2. Модель «голого» атома	393
22.3. Модель «одетого» атома	З98
22.4. Результаты экспериментов	402
22.5. Многофотонное возбуждение и ионизация	408

Глава 23. МНОГОФОТОННОЕ ВОЗБУЖДЕНИЕ И ДИССОЦИАЦИЯ
МОЛЕКУЛ В ИНФРАКРАСНОМ ЛАЗЕРНОМ ПОЛЕ	412

23.1. Первые эксперименты	412
23.2. Физическое описание	415
23.3. Простая модель многофотонного возбуждения и диссоциации
молекул в инфракрасном лазерном поле	421
23.4. Экспериментальные результаты	427
23.5. Стохастизация энергии в молекуле	432
23.6. Аналоговая модель многофотонной диссоциации	433
23.7. Выводы и направления будущих исследовании	435

Глава 24. ЛАЗЕРНОЕ РАЗДЕЛЕНИЕ ИЗОТОПОВ	438

24.1. Общее описание	438
24.2. Фотофизические методы	442
24.3. Фотохимические методы	446
24.4. Заключение	449

Глава 25. НЕЛИНЕЙНАЯ ОПТИКА ПОВЕРХНОСТИ	450

25.1. Общие замечания. Нелинейный отклик поверхности	450
25.2. Нелинейная оптика с участием поверхностных электромагнитных
волн	452
25.3. Использование нелинейных оптических эффектов для зондирования
поверхности	464

Глава 26. НЕЛИНЕЙНЫЕ ВОЛНЫ В ОПТИЧЕСКИХ ВОЛНОВОДАХ	474

26.1. Общая теория	474
26.2. Экспериментальные результаты	478
26.3. Распространение короткого импульса в оптическом волокне	486

Глава 27. ОПТИЧЕСКИЙ ПРОБОЙ	494

27.1. Общее описание	494
27.2. Оптический пробой в газах	497
27.3. Оптический пробой в твёрдых телах	503

Глава 28. НЕЛИНЕЙНЫЕ ОПТИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ В ПЛАЗМЕ	507

28.1. Основы теории	507
28.2. Экспериментальные исследования	514

Список литературы	520
Предметный указатель	551

Книги на ту же тему

Проблемы нелинейной оптики (Электромагнитные волны в нелинейных диспергирующих средах) 1961—1963, Ахманов С. А., Хохлов Р. В., 1964
Физическая оптика, Ахманов С. А., Никитин С. Ю., 2004
Оптическая бистабильность и гистерезис в распределённых нелинейных системах, Розанов Н. Н., 1997
Кооперативные явления в оптике: Сверхизлучение. Бистабилыюсть. Фазовые переходы, Андреев А. В., Емельянов В. И., Ильинский Ю. А., 1988
Нелинейные волны в диспергирующих средах, Карпман В. И., 1973
Нелинейная оптика молекулярных кристаллов, Коренева Л. Г., Золин В. Ф., Давыдов Б. Л., 1985
Волны в активных и нелинейных средах в приложении к электронике, Скотт Э., 1977
Управляемые оптические системы, Воронцов М. А., Корябин А. В., Шмальгаузен В. И., 1988
Нелинейная теория распространения волн, Лайтхилл М., ред., 1970
Действие мощного лазерного излучения, Рэди Д., 1974
Лазерная физика: рентгеновские лазеры, ультракороткие импульсы, мощные лазерные системы, Боровский А. В., Галкин А. Л., 1996
Квантовая статистика линейных и нелинейных оптических явлений, Перина Я., 1987
Оптика световодов, Вейнберг В. Б., Саттаров Д. К., 1969
Волоконные световоды для передачи информации, Мидвинтер Д. Э., 1983
Оптика микроструктурированных волокон, Желтиков А. М., 2004
Волоконная оптика. Принципы и применения, Капани Н. С., 1969
Квантовая радиофизика. В 2-х томах. Т. 1. Фотоны и нелинейные среды. — 2-е изд., перераб. и доп., Файн В. М., 1972
Физические основы квантовой электроники (оптический диапазон), Тарасов Л. В., 1976
Квантовая оптика и квантовая радиофизика, Кролль Н., Глаубер Р., Лэмб У., Вантер Ж., 1966
Квантовая электроника. Маленькая энциклопедия, 1969
О квантовой электронике: Статьи и выступления, Басов Н. Г., 1987
Труды ФИАН; Т. 49. Квантовая электроника и парамагнитный резонанс, Скобельцын Д. В., ред., 1969
Лазерная спектроскопия атомов и молекул, Вальтер Г., ред., 1979
Солитоны и метод обратной задачи, Абловиц М., Сигур Х., 1987

elapsed time 0.023 sec

/Наука и Техника/Физика

ОГЛАВЛЕНИЕ

Книги на ту же тему