|
Кафедра 37, “Квантовая электроника”
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ КВАНТОВАЯ ЭЛЕКТРОНИКА
(для групп Т08-25,25А, 37,
С08-01, Е08-01)
1 неделя.
I. Вступительная
лекция.
II. Гауссовы пучки и оптические резонаторы.
2 неделя.
Гауссовы пучки
электромагнитных волн: волновое скалярное уравнение; вектор Герца и его
использование для вычисления электромагнитных полей.
3 неделя.
Гауссовы
пучки: приближение параболического уравнения; гауссов пучек основной моды, его
параметры; условия применимости параболического уравнения.
4 неделя.
Высшие моды
гауссовых пучков; пучки прямоугольного и круглого сечений; каустики и
расходимость гауссовых пучков; гауссовы пучки в линзоподобных средах
(световодах).
5 неделя.
Открытые
резонаторы со сферическими зеркалами: каустики; собственные типы колебаний
(функции и частоты); вырождение колебаний; согласование резонаторов; диаграмма
устойчивости резонаторов со сферическими зеркалами.
6 неделя.
Открытые
резонаторы: резонаторы, образованные плоско-параллельными зеркалами; роль
дифракции в образовании собственных типов колебаний; собственные функции и
частоты; затухание колебаний в плоскопараллельных резонаторах. Понятие о
бесселевых пучках.
7 неделя.
Разложение по
собственным модам резонатора; различные механизмы затухания поля в резонаторах:
распределенные потери, потери на зеркалах, дифракционные потери; понятие
добротности резонатора.
8 неделя.
Неустойчивые
резонаторы: приближение сферических волн. Кольцевые резонаторы.
9 неделя.
Интегральные
уравнения резонаторов; эквивалентные резонаторы.
III. Спонтанное и индуцированное
излучение.
10 неделя.
Спонтанное
излучение: гамильтониан электромагнитного поля излучения; матричные элементы
операторов поля; плотность осцилляторов поля.
11 неделя.
Двухуровневая
модель вещества, резонансно взаимодействующего с электромагнитным полем;
вероятность спонтанного перехода; квантовые флуктуации и их роль в спонтанных
переходах.
12 неделя.
Форма и ширина
спектральной линии при спонтанных переходах; случай переходов с одного уровня
на несколько уровней; уширение спектральных линий за счет соударений,
взаимодействий системы друг с другом; уширение спектральных линий за счет
эффекта Доплера.
13 неделя.
Спонтанное
излучение молекул, помещенных в резонатор: эффект ускорения и ингибирования.
14 неделя.
Индуцированные
переходы: резонансное поглощение; индуцированное излучение; тождественность
излучаемого и индуцированного излучения; вероятность перехода; коэффициенты А и
В, их связь между собой; инверсная заселенность уровней как условие усиления;
коэффициент усиления.
15 неделя.
Спонтанное
излучение систем, линейные размеры которых меньше длины волны; обобщенный спин
системы и условия его сохранения; зависимость вероятности перехода от
квантового состояния системы; когерентное спонтанное излучение протяженных
систем.
Литература.
Основная
1. 621.37/О-63. Ораевский
А.Н. Гауссовы пучки и оптические резонаторы. Учебн. Пособие. –М, МИФИ, 1987.
2. 537/Я73 Ярив А. Квантовая
электроника. –М.: Советское радио, 1980.
3. 53.01/Х-19 Ханин Я.И.
Динамика квантовых генераторов. –М.: Советское радио, 1975.
Дополнительная
1. *621.37/С74 Справочник по
лазерам (под ред. Прохорова А.М.) Ч.1 и 2. –М.: Советское радио, 1978.
2. *537.8/Р34 Труды ФИАН,
т.187 “Резонансное взаимодействие излучения с веществом”–М.:,1988
3. *535/М33 Матвеев А.Н.,
Оптика. –М, Высшая школа, 1985.
*- книга находится в
читальном зале.
|
|
