Практическая квантовая радиофизика. Учебное пособие
.pdf
Приложение
Рис. 2. Дифракционные потери за один проход для колебаний типа ТЕМ00 (а) и ТЕМ01 (б) в устойчивом резонаторе
скруглымизеркаламивзависимости отчислаФренеля N a2 / L
а |
б |
Рис. 3. Фазовый сдвиг за один проход для колебаний типа ТЕМ00 (а) и ТЕМ01 (б) в устойчивом резонаторе с круглыми зеркалами в зависимости
от числа Френеля N a2 / L
121
Практическая квантовая радиофизика
Таблица матриц преобразования [12, с. 28]
Оптическая схема |
Матрица |
1 l / n0 1
Перемещение в пространстве
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
1 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
0 |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Преломление на поверхности |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
0 |
|
|
|
1 |
0 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
2n / r |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
1 |
||||||||
Отражение от поверхности |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
1 |
|
|
|
1 |
|
|
0 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
(n 1)( |
|
|
|
|
|
|
) |
1 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
r1 |
|
r2 |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тонкая линза в воздухе |
|
Ф |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
H1 |
|
|
H’1 F’2 |
|
1 |
|
|
|
|
0 |
|
1 |
0 |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ОП |
|
|
|
|
1 |
f ' |
|
|
1 |
Ф |
1 |
|
|||||||||||
|
ОП |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Преобразованиелучамеждудвумяглавными |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
плоскостями системы линз в воздухе |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
122
Приложение
Окончание табл.
|
|
|
|
Оптическая схема |
|
Матрица |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H1 |
|
H’1 |
|
F’2 |
|
0 |
f ' |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
ОП2 |
1 |
|
0 |
|
|
||
|
ОП |
|
|
|
|
|
|||||||||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
f ' |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Преобразование луча между двумя |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
фокальными плоскостями системы линз |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
в воздухе |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
1/ |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f ' |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Преобразование луча между двумя сопряженными плоскостями
(с поперечным увеличением )
|
0 |
|
|
0 |
|
|
1/ |
|
Афокальная система с поперечным увеличением
123
СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1.Звелто О. Принципы лазеров. М.: Мир, 1990.
2.Страховский Г. М., Успенский А. В. Основы квантовой элек-
троники. М.: Высш. шк., 1979.
3.Карлов Н.В. Лекции по квантовой электронике. М.: Наука, 1983.
4.Справочник по лазерной технике. Киев: Технiка, 1978.
5.Успенский А. В. Сборник задач по квантовой электронике. М.:
Высш. шк., 1976.
6.Задачи по физике твердого тела / Под ред. Г. Дж. Голдсмида.
М.: Наука, 1976.
7.Клышко Д. Н. Физические основы квантовой электроники. М.:
Наука, 1986.
8.Файн В. М., Ханин Я. И. Квантовая радиофизика. М.: Сов. ра-
дио, 1965. Т. 1, 2.
9.Файн В. М. Квантовая радиофизика. М.: Сов. радио, 1972.
10.Фейнман Р. Квантовая электродинамика. М.: Мир, 1964.
11.Альтшулер С. А., Козырев Б. М. Электронный парамагнитный резонанс. М.: Наука, 1972.
12.Пахомов И. И., Цибуля А. Б. Расчет оптических систем лазерных приборов. М.: Радио и связь, 1986.
13.Акулин В. М., Карлов Н. В. Интенсивные резонансные взаимодействия в квантовой электронике. М.: Наука, 1987.
14.Кутушев А. М., Голубева Н. С. Основы радиоэлектроники. М.: Энергия, 1977.
15.Байбородин Ю. В. Основы лазерной техники. Киев: Выша школа, 1988.
16.Колпаков В. В. Квантовая радиофизика. Томск: Изд-во ТГУ,
1984.
17.ФлайгерУ. Строениеидинамикамолекул. М.: Мир, 1982. Т. 1, 2.
18.Макомбер Дж. Динамика спектроскопических переходов.
М.: Мир, 1979.
19.Люиселл У. Излучение и шумы в квантовой электронике. М.: Наука; ГРФМЛ, 1972.
124
Список рекомендуемой литературы
20.Качмарек Ф. Введение в физику лазеров. М.: Мир, 1981.
21.Кондиленко И. И., Коротков П. А., Хижняк А. И. Физика лазе-
ров. Киев: Вища школа, 1984.
22.О,Шиа Д., Коллен Р., Родс У. Лазерная техника. М.: Атомиз-
дат, 1980.
23.Пестов Э. Г., Лапшин Г. М. Квантовая электроника. М.: Издво Министерства обороны СССР, 1972.
24.Гусев В. Г., Пойзнер Б. Н. Лабораторный практикум по физике лазеров: Учеб. пособие. Томск: Изд-во ТГУ, 1992.
25.Квантовая оптика и квантовая радиофизика / Под ред. О.В. Богданкевича и О. Н. Крохина. М.: Мир, 1966.
26.Делоне Н. Б. Взаимодействие лазерного излучения с веществом. М.: Наука; Гл. ред. физ.-мат. литературы, 1989.
125
|
СОДЕРЖАНИЕ |
|
Раздел 1. Равновесное излучение в резонаторе ................. |
3 |
|
Раздел 2. Принцип работы лазера ....................................... |
11 |
|
2.1. ТеорияЭйнштейна. КоэффициентыЭйнштейна .. |
11 |
|
2.2. Закон Бугера. Усиление излучения ................... |
12 |
|
Раздел 3. |
Форма линии излучения. Ширина линии |
|
|
излучения .............................................................. |
22 |
Раздел 4. |
Теория квантового генератора ........................... |
42 |
4.1.Основные уравнения для определения характера электромагнитного поля, возбуждаемого в резонаторе активной средой
с поляризацией |
Ρ |
( |
r, |
........................................t) |
42 |
4.2. Уравнения, описывающие поведение |
|
||||
поляризации, возбуждаемой в среде |
|
||||
электромагнитным полем Е ................................ |
47 |
||||
4.3. Уравнения, описывающие поведение |
|
||||
поляризации, возбуждаемой в среде |
|
||||
электромагнитным полем Е, с учетом |
49 |
||||
процессов релаксации ......................................... |
|||||
Раздел 5. Открытые резонаторы ......................................... |
67 |
||||
5.1. Моды открытого резонатора .............................. |
67 |
||||
5.2. Дифракционные потери ...................................... |
73 |
||||
126 |
|
|
|
|
|
Раздел 6. Пространственная структура лазерных |
|
пучков ................................................................... |
76 |
6.1. Расчет пространственных характеристик |
|
лазерных пучков .................................................. |
76 |
6.2. Метод эквивалентного резонатора .................... |
80 |
6.3. Матричный метод расчета основных |
|
параметров пучка ................................................ |
84 |
Раздел 7. Взаимодействие лазерного излучения |
|
с веществом .......................................................... |
99 |
Раздел 8. Нелинейные явления в оптике ............................ |
110 |
Приложение .......................................................................... |
120 |
Список рекомендуемой литературы ................................... |
124 |
127
Учебное издание
Галина Сергеевна Куприянова
ПРАКТИЧЕСКАЯ КВАНТОВАЯ РАДИОФИЗИКА
Учебное пособие
Редактор Д.А. Малеваная. Корректор С.В. Ильина Оригинал-макет подготовила О.М. Хрусталева
Подписано в печать 18.02.2008 г.
Бумага для множительных аппаратов. Формат 60 90 1/16. Гарнитура «Таймс». Ризограф. Усл. печ. л. 8,0. Уч.-изд. л. 6,7. Тираж 120 экз. Заказ .
ИздательствоРоссийскогогосударственногоуниверситета имИммануилаКанта 236041, г. Калининград, ул. А. Невского, 14