Лазерная физика

Введение в лазерную физику
- История развития лазерной техники
- Фундаментальные принципы работы лазеров
- Классификация лазерных систем
- Области применения лазерных технологий
Теоретические основы лазерной физики
- Квантовая механика излучения
- Взаимодействие света с веществом
- Спонтанное и вынужденное излучение
- Поглощение электромагнитного излучения
- Коэффициенты Эйнштейна
- Населенности энергетических уровней
- Инверсная населенность
Оптические переходы и спектроскопия
- Электронные переходы в атомах
- Колебательно-вращательные переходы в молекулах
- Уширение спектральных линий
- Естественное уширение
- Доплеровское уширение
- Столкновительное уширение
- Насыщение оптических переходов
Усиление и генерация когерентного излучения
- Механизм усиления света в активной среде
- Коэффициент усиления
- Насыщение усиления
- Пороговые условия генерации
- Баланс усиления и потерь
- Стационарный режим работы лазера
- Динамика генерации
Оптические резонаторы
- Теория оптических резонаторов
- Устойчивые и неустойчивые резонаторы
- Собственные моды резонатора
- Гауссовы пучки
- Параметры резонатора и качество пучка
- Селекция мод
- Одночастотные резонаторы
- Многомодовые резонаторы
Газовые лазеры
- Гелий-неоновые лазеры
- Аргоновые ионные лазеры
- Лазеры на углекислом газе
- Эксимерные лазеры
- Химические лазеры
- Лазеры на парах металлов
- Газодинамические лазеры
Твердотельные лазеры
- Лазеры на кристаллах с активаторами
- Рубиновые лазеры
- Неодимовые лазеры
- Иттербиевые лазеры
- Титан-сапфировые лазеры
- Волоконные лазеры
- Дисковые лазеры
- Системы накачки твердотельных лазеров
Полупроводниковые лазеры
- Физика полупроводниковых лазеров
- Гомо- и гетероструктуры
- Квантово-размерные структуры
- Квантовые ямы, нити и точки
- Лазерные диоды с распределенной обратной связью
- Лазеры с вертикальным резонатором
- Каскадные лазеры
- Квантовые каскадные лазеры
Жидкостные лазеры
- Лазеры на красителях
- Хелатные лазеры
- Лазеры на растворах
- Перестраиваемые жидкостные лазеры
- Циркуляционные системы
Нелинейная оптика в лазерной физике
- Нелинейные оптические эффекты
- Генерация второй гармоники
- Смешение частот
- Параметрическое усиление
- Оптические параметрические генераторы
- Рамановское рассеяние
- Самофокусировка и самомодуляция
- Многофотонные процессы
Динамика лазерной генерации
- Релаксационные колебания
- Модовая синхронизация
- Генерация ультракоротких импульсов
- Q-модуляция
- Хаотическая динамика в лазерах
- Многостабильность
- Переходные процессы
Когерентные свойства лазерного излучения
- Временная когерентность
- Пространственная когерентность
- Статистические свойства лазерного излучения
- Фазовые флуктуации
- Амплитудные флуктуации
- Квантовые шумы
- Сжатые состояния света
Распространение лазерного излучения
- Дифракция лазерных пучков
- Аберрации оптических систем
- Атмосферная турбулентность
- Тепловые эффекты в оптических элементах
- Адаптивная оптика
- Компенсация атмосферных искажений
Взаимодействие лазерного излучения с веществом
- Линейное поглощение
- Многофотонное поглощение
- Фотоионизация
- Тепловые эффекты
- Плазмообразование
- Абляция материалов
- Лазерная обработка материалов
Спектроскопия высокого разрешения
- Доплер-свободная спектроскопия
- Насыщенная спектроскопия поглощения
- Двухфотонная спектроскопия
- Многоступенчатое возбуждение
- Лазерная индуцированная флуоресценция
- Когерентная антистоксова рамановская спектроскопия
- Фемтосекундная спектроскопия
Ультракороткие лазерные импульсы
- Генерация фемтосекундных импульсов
- Чирпированное усиление импульсов
- Керровская линза
- Параметрическое усиление
- Компрессия импульсов
- Измерение длительности импульсов
- Аттосекундные импульсы
Мощные лазерные системы
- Многопроходные усилители
- Регенеративные усилители
- Главные усилители
- Тепловые эффекты в мощных лазерах
- Нелинейные эффекты высокой интенсивности
- Лазеры петаваттного класса
- Системы доставки излучения
Перестраиваемые лазеры
- Методы перестройки частоты
- Внутрирезонаторные элементы
- Внешние резонаторы
- Акустооптическая перестройка
- Электрооптическая перестройка
- Перестраиваемые диодные лазеры
- Широкополосная перестройка
Стабилизация лазерного излучения
- Стабилизация мощности
- Стабилизация частоты
- Электронные системы стабилизации
- Оптические методы стабилизации
- Эталоны частоты
- Атомные стандарты
- Оптические часы
Многочастотные лазеры
- Биения мод
- Гетеродинирование
- Многомодовая генерация
- Синхронизация мод
- Частотные гребенки
- Метрология времени и частоты
Пространственные характеристики лазерных пучков
- Профили интенсивности
- Параметры качества пучка
- Модовый состав
- Когерентное сложение пучков
- Некогерентное сложение пучков
- Формирование пучков
- Адаптивное управление пучком
Лазерные технологии и применения
- Лазерная обработка материалов
- Лазерная сварка и резка
- Лазерная маркировка
- Медицинские применения лазеров
- Лазерная терапия
- Лазерная хирургия
- Лазерная диагностика
Лазерные измерительные системы
- Лазерная интерферометрия
- Лазерная локация
- Доплеровская анемометрия
- Лазерные гироскопы
- Волоконно-оптические датчики
- Лазерная триангуляция
- Голографическая интерферометрия
Лазеры в научных исследованиях
- Лазерное охлаждение атомов
- Оптические ловушки
- Лазерная спектроскопия
- Нелинейная оптическая микроскопия
- Лазеры в астрономии
- Гравитационно-волновые детекторы
- Лазеры в физике высоких энергий
Квантовая оптика и лазеры
- Квантовые свойства лазерного излучения
- Фотонная статистика
- Антигруппировка фотонов
- Сжатые состояния
- Запутанные фотоны
- Квантовая криптография
- Квантовые вычисления на фотонах
Современные направления развития
- Плазмонные лазеры
- Случайные лазеры
- Лазеры на углеродных нанотрубках
- Графеновые лазеры
- Метаматериальные лазеры
- Топологические лазеры
Безопасность при работе с лазерами
- Классификация лазеров по степени опасности
- Воздействие лазерного излучения на человека
- Средства индивидуальной защиты
- Требования к лазерным установкам
- Нормативная документация
- Измерение параметров лазерного излучения
Практикум по лазерной физике
- Измерение характеристик лазеров
- Юстировка оптических систем
- Спектроскопические эксперименты
- Нелинейно-оптические эксперименты
- Голографические эксперименты
- Интерферометрические измерения
- Обработка экспериментальных данных