Основи квантової електроніки
Структура за темами
-
Взаємодія електромагнітного випромінювання з атомними системами. Оптичне випромінювання. Квантові переходи. Правила відбору. Електромагнітне випромінювання та кванти. Спонтанне та вимушене випромінювання. Коефіцієнти Ейнштейна. Класичні коливальні системи, резонанс та аналогії з квантовими системами. Принцип невизначенності.
-
Інтенсивність та ширина ліній. Позитивний зворотній зв`язок в квантових генераторах, наближення самозбудження. 2,3,4-рівнева схеми оптичних підсилювачів-активних середовищ лазерів.
Принципова схема лазера.
-
Класифікація лазерів по типу активної речовини, резонатора, способу збудження.
Aктивні середовища. Тверді тіла. Діелектричні кристали і стекла. Напівпровідники. Рідкі активні середовища. Рідини з активними іонами рідкісноземельних металів. Розчини органічних барвників.
Aктивні середовища. Гази і плазма. Суміші нейтральних атомів. Суміші іонів. Пари металів. Молекулярні суміші. Плазма.
Системи підготовки робочого тіла. Системи накачки. Оптичне накачування. Оптичні схеми систем накачування. Накачування електричним розрядом. Властивості газового розряду. Вольт-амперна характеристика (ВАХ). Накачування газових лазерів несамостійним електричним розрядом. Накачування газових лазерів самостійним електричним розрядом. Накачування напівпровідникових лазерів. Теплова накачування в газодинамічних лазерах. Хімічне накачування. Спектр випромінювання лазера. Параметри лазерного променя.
-
Резонатори. Ефективність резонатора. Розбіжність лазерного випромінювання. Просторові характеристики лазерного променя. Поширення лазерного випромінювання в середовищах. Ослаблення лазерного випромінювання. Проходження лазерного випромінювання в атмосфері. Проходження лазерного випромінювання в воді.
Генерація другої гармоніки. Звернення хвильового фронту. Коефіцієнт корисної дії лазера. Мазери. Газові лазери . Загальна характеристика та особливості газових лазерів. Атомарні газові лазери. Іонні газові лазери. Молекулярні лазери. Твердотільні і рідинні лазери. Загальна характеристика та особливості твердотільних лазерів. Рубіновий лазер. Лазери на кристалах і стеклах, активованих неодимом. Напівпровідникові лазери.
Системи охолодження лазерів.Вплив лазерного випромінювання на матеріали. Нагрівання матеріалів лазерним випромінюванням. Зміна фазового стану матеріалу при нагріванні лазерним випромінюванням.
Застосування лазерів. Лазерні технології в обробці матеріалів. Лазерна термообробка матеріалів. Лазерне зварювання. Різка матеріалів лазерним випромінюванням. Пробивання отворів лазером.
Лазери в космічних дослідженнях. Лазерні інформаційні системи. Лазери в системах передачі енергії.
Лазерний термоядерний синтез. Лазери в медицині.