|
Кафедра 25 “ Физика
твердого тела ”
(для
групп Е9-01,Т9-25,Т9-25а,Т9-37,Т9-37м,С9-01,С9-02)
1 неделя.
Введение.
Предмет изучения. Краткий обзор
современных проблем физики взаимодействия электромагнитного (оптического)
излучения с веществом.
2 неделя. Классическое
и квантовомеханическое описание электромагнитного поля.
Гармонический осциллятор в корегентном
состоянии, электромагнитное поле в резонаторе, уравнение Максвелла о времени,
понятие когерентности высших порядков. Нелинейные свойства вещества (нелинейные
восприимчивости, модель ангармонического осциллятора, методы квантомеханических
расчетов и методика измерений, резонансные ситуации).
3 неделя.
Распространение электромагнитной волны в нелинейной среде.
Нелинейная геометрическая оптика,
нелинейное параболическое уравнение, критерии устойчивости плоской волны в
нелинейной среде, самофокусировка и самоканализация пучков света, самосжатие
импульсов излучения, фазовая самомодуляция.
4 неделя.
Взаимодействие электромагнитных волн через нелинейную среду.
Фундаментальные аспекты нелинейной
оптики, генерация гармоник и смешение частот, пространственный синхронизм и
способы его создания, параметрические процессы, параметрические генераторы,
нелинейное отражение света от границы среды, нелинейная дифракция, нелинейная
оптика одномерной среды.
5 неделя. Спонтанные
вынужденные процессы рассеяния света.
Механизмы вынужденных рассеяний
комбинационное (рамановское) рассеяние, вынужденное рассеяние
Мандельштамма-Бриллюэна, магнитооптика, взаимодействие инфракрасных волн с
упругими волнами в кристаллах.
6 неделя.
Многофотонные процессы.
Двухфотонное поглощение, многофотонная
ионизация вещества, энергетический
спектр атома и молекулы в сильном электромагнитном поле, перестройка спектра
кристаллов в сильном переменном поле, понятие квазиэнергии, точно решаемые
модели, нелинейный фотоэффект в металле.
7 неделя. Когерентные
взаимодействия.
Двухуровневая модель для одно- и
двухфотонного резонанса. Эффект самоиндуцированной прозрачности, оптическая
нутация, фотонное (световое) эхо, адиабатическое прохождение, импульсы,
нестационарные нелинейнооптические эффекты в резонансных условиях, динамика
спектроскопических переходов.
8 неделя. Нелинейные
эффекты в плазме.
Нагрев электронной и ионной подсистемы,
роль столкновений, электрострикций,
особенности генерации гармоник и комбинационного рассеяния. Оптический пробой в газах и твердых телах.
Механизмы пробоя в газе в стационарном и переменном электрических поле,
электронная лавина, лазерная искра, пробой в твердых телах и кристаллах,
влияние примесей и несовершенств кристаллов на их оптическую прочность.
9 неделя. Механизмы
разрушения твердых тел при воздействии мощного лазерного излучения.
Нелинейные процессы поглощения энергии
излучения веществом, критерии разрушения сплошных образцов и малых частиц (аэрозолей),
процессы на границе раздела сред, роль дефектов.
10 неделя. Воздействие
лазерного излучения на биологические объекты.
Механизм действия излучения на ретину
глаза, на вирусные частицы, влияние красителей, фотобиохимические процессы,
взаимодействие света с бактериородопсином, способы защиты от лазерного
излучения.
11 неделя.
Динамические процессы взаимодействия лазерного излучения с веществом.
Образование многозарядовых ионов, лазерный
факел, гидродинамический разлет вещества, возникновение ударных волн, импульс
отдачи.
12 неделя. Нелинейная
спектроскопия.
Лэмбовский провал, двухфотонный резонанс
на встречных пучках, способы создания узких нелинейных резонансов, методы
спектроскопии высокого разрешения, конкретная оптическая спектроскопия.
Лазерная фотохимия. Фотохимические реакции, двухступенчатое возбуждение,
селективная фотопредиссоциация, лазерные методы разделения изотопов. Лазерный
термоядерный синтез. Оценка пороговой энергии, тепловыделение в реакции,
адиабатическое сжатие, оболочечные мишени. Обзор перспективных применений
лазерных источников в науке, технике и медицине.
13 неделя.
Электромагнитные поля в ограниченных средах.
Граничные условия для уравнения
Максвелла, полное внутреннее отражение, оптические моды световодов и их общие
свойства. Аналогия с квантовой механикой, распространение света в планарном и
цилиндрическом световодах; многомодовые и одномодовые световоды. Методы
создания световодов.
14 неделя.
Распространение ультракоротких оптических импульсов в световодах.
Ультракороткий оптический импульс и его
взаимодействие со средой, импульс в световоде, нелинейные процессы, солитон и
его перспективное использование для передачи информации по световодам,
резонансные эффекты, явления бистабильностти и возможности ее использования в
ингральной оптике.
15 неделя. Методы
управления световыми потоками.
Ответвители и их описание в формализме
связанных мод; модуляторы и физические процессы, определяющие механизм их
действия - электрооптические, магнитооптические эффекты; описание модуляторов в
схеме связанных мод; дефлекторы и способы их реализации; методы ввода и вывода
излучения в световодах и их сравнительная эффективность. Оптические потери на
поглощение, рассеяние на дефектах, при изгибе световода, связь с излучательными
модами.
16 недля. Основы
квантовой теории излучения и роль статистических процессов.
Квантовомеханичесское описание электромагнитного
поля, когерентные свойства фотонов, распределение фотонов для когерентного
хаотического света, фотоны в световодах, статические свойства фотонов и
нелинейная оптика, нелинейные эффекты в поле шумовой накачки.
Перспективы применений оптических методов
в физике и технике. Оптоэлектроника как новая отрасль современной электроники,
оптические методы обработки информации, оптические логические элементы для
вычислительных систем, оптические процессоры и будущие когерентные оптические
вычислительные машины.
ОСНОВНАЯ ЛИТЕРАТУРА
* 1.
537/ М24 Маныкин Э.А.
Взаимодействие излучения с веществом. М.: МИФИ, 1996.
* 2.
537/ М24 Маймистов А.И.,
Маныкин Э.А. Взаимодействие излучения с веществом. Когерентные процессы. М.:
МИФИ, 1996.
* 3.
535/ Ш47 Шен И. Принципы
нелинейной оптики. М.: Наука, 1989.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ
ЛИТЕРАТУРА
* 1.
537/Я73 Ярив А. Квантовая
электроника. М.: Сов.радио, 1980.
* 2.
535 Н49 Нелинейная
спектроскопия. Под ред. Бломбергена Н.М.: Мир, 1979.
* 3.
536/ Б70 Бломберген Н.
Нелинейная оптика. М.: Мир, 1966.
* 4.
.539.1/ Д29 Делоне Н.Б.,
Крайнов В.П. Атом в сильном световом
поле. М.: Энергоатомиздат, 1984.
* 5.
535/Л81 Лоудон Р.,
Квантовая теория света. М.: Мир, 1976.
* 6.
535/ Ц46 Цернике Ф., Мидвинтер
Дж. Прикладная нелинейная оптика М.: Мир, 1976.
* 7.
535/А50 Аллен А., Эберли Д. Оптический резонанс
и двухуровневые атомы. М.: Мир, 1978.
* 8.
535/М16 Макомбер Дж.
Динамика спектроскопических переходов. М.: Мир, 1979.
_______________________________________________
* Книга в читальном зале
|
|
