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 |