Фотоны и нелинейная оптика
| Автор(ы): | Клышко Д.Н.
10.02.2016
|
| Год изд.: | 1980 |
| Описание: | В книге на примере небольшого числа оптических эффектов разъясняются основные понятия и методы квантовой оптики. Предварительно даются необходимые сведения из квантовой механики и статистической физики. Основное внимание уделяется нескольким обнаруженным за последние 10—20 лет явлениям (эффект Брауна—Твисса, двухфотонное излучение, параметрическое и поляритонное рассеяние света), а также некоторым еще не наблюдавшимся эффектам (корреляция стоксовых и антистоксовых фотонов, существование нечетных моментов поля в тепловом излучении). Общей особенностью этих эффектов является то, что в них фотоны излучаются по двое и наиболее ярко проявляются квантовые свойства света. Попутно рассматриваются некоторые методические вопросы, например, влияние оптической нелинейности вещества на статистику его собственного теплового излучения. Устанавливаются феноменологические связи между наблюдаемыми спонтанными и вынужденными процессами (обобщенные законы Кирхгофа). Рассматриваются возможные метрологические применения таких связей для абсолютной калибровки источников и приемников света. |
| Оглавление: |
Обложка книги.
Некоторые обозначения Глава 1. Рассеяние света на свете в веществе § 1.1. Параметрическое рассеяние (ПР) Спектр ПР Когерентное рассеяние Нулевые флуктуации вакуума Эффективная температура ПР Число фотонов на моду и яркость света Яркость Параметрическая сверхлюминесценция Перестроечные кривые Интегральные интенсивности ПР § 1.2. Рассеяние на поляритонах (РП) Поляритоны и закон дисперсии Сравнение ПР и РП Интенсивность РП Частотно-угловой спектр РП Нормальная и аномальная дисперсия Эффект линеаризации § 1.3. Четырехфотонное рассеяние и нелинейная спектроскопия Гиперпараметрическое рассеяние Каскадное ГПР Гиперкомбинационное рассеяние (ГКР) Излучение бифотонов при КР Резонансная люминесценция Двухфотонная резонансная люминесценция Нелинейная спектроскопия § 1.4. Многофотонные эффекты — историко-библиографический очерк Каменный (долазерный) век Лазерный век Трех-фотонное параметрическое рассеяние Другие виды рассеяния Гиперпараметрическое рассеяние Глава 2. Некоторые сведения из квантовой механики и статистической физики § 2.1. Переход от классического описания к квантовому Квантование уравнений движения Выбор представления Сравнение теории и эксперимента Экспериментальная процедура § 2.2. Обозначения Дирака и геометрическая интерпретация квантовой механики Функции как векторы Преобразования функций и тензоры Разложение единицы Различные представления Унитарные преобразования Связь с физикой Время как параметр Квантовые функции корреляции Смешанные состояния и матрица плотности § 2.3. Представление взаимодействия и теория возмущений Представление взаимодействия Другие представления Теория возмущений для оператора рассеяния Вероятность перехода Скорость перехода § 2.4. Флуктуационно-диссипативные теоремы (ФДТ) Линейная. ФДТ Спектральная форма Симметрия моментов и восприимчивостей Квадратичная ФДТ Приближенная кубическая ФДТ § 2.5. Релаксация и кинетические уравнения Кинетическое уравнение для матрицы плотности Кинетические уравнения для средних Кинетические уравнения для населенностей Спонтанные и вынужденные переходы Глава 3. Основы квантовой оптики § 3.1. Канонические переменные электромагнитного поля Динамические уравнения для поля Пространственное фурье-преобразование полей Канонические переменные поля Канонические уравнения поля и функция Грина Роль размеров нормировочного объема § 3.2. Квантование электромагнитного поля Гамильтониан поля Коммутаторы операторов поля Свободное поле Разложение операторов поля в частотный интеграл Фурье § 3.3. Возможные состояния поля Энергетические и когерентные состояния Многомодовое поле Свойства базисных состояний Смешанные состояния Характеристическая функция Динамика состояния поля Матрица рассеяния поля § 3.4. Функция Грина и квантование макроскопического поля в среде Феноменологические уравнения Максвелла Функция Грина для поля в среде Нормальные волны Закон дисперсии Переход к *-представлению Квантование поля в среде Представление Глава 4. Тепловое излучение в линейном приближении § 4.1. Статистика равновесного поля в свободном пространстве Равновесный статистический оператор Характеристическая функция Статистика фотонов § 4.2. Флуктуации макроскопического поля в веществе Двухэтапный расчет Прямой путь kt –представление Проблема наблюдения Флуктуации поля в изотропной среде § 4.3. Тепловое излучение нагретых тел Применение ФДТ Закон Кирхгофа § 4.4. Обобщенный закон Кирхгофа (ОЗК) Входное и выходное поля Матрица рассеяния Векторные обозначения Вывод ОЗК по Найквисту Частные случаи Высшие моменты ТИ Тепловое поле по теории возмущения Вывод ОЗК по Ланжевену § 4.5. Вывод ОЗК с помощью кинетического уравнения Тепловое излучение и кинетическое уравнение Кинетическое уравнение для *-функции Уравнения для моментов Шумы квантовых усилителей § 4.6. Тепловое излучение в дальней зоне Дальнее поле и операторы Функция корреляции Измерение модуля МР Микроскопическая модель Объем когерентности Счет фотонов Феноменологическая модель § 4.7. Интерференция интенсивностей Вероятность совпадения фотоотсчетов Роль объема детектирования Интерпретация эффекта Глава 5. Влияние ангармонизма вещества на его тепловое излучение § 5.1. Многофотонные переходы и высшие моменты поля Ангармонизм и корреляция разночастотных мод Равновесная и неравновесная задачи Двухфотонный парадокс § 5.2. Вычисление моментов поля с помощью теории возмущения Связь выходных и входных моментов Общие свойства преобразования Высшие поправки § 5.3. Третий момент теплового поля Связь с двухвременной функцией корреляции молекул Интерпретация эффекта Оценка куба поля Проблема детектирования § 5.4. Двухфотонный закон Кирхгофа Эффективное кинетическое уравнение Первые моменты Вторые моменты Четвертые моменты Двухфотонный закон Кирхгофа Сравнение с однофотонным ТИ Скорость совпадений фотоотсчетов ОЗК для третьего момента Глава 6. Параметрическое рассеяние §6.1. Скорость генерации бифотонов Третий порядок теории возмущения Эффективный гамильтониан Вероятность рождения бифотонов Дифференциальная скорость рождения бифотонов Закон сохранения импульса § 6.2. Интегральная интенсивность ПР Детектор с низким частотным разрешением Яркость света ПР Детектор с низким угловым разрешением Учет непараллельности групповой и фазовой скоростей § 6.3. Форма спектральной линии ПР Длина когерентности *-спектроскопия Эффективная ширина линии Вырожденный случай Влияние спектра накачки на спектр сигнала Гауссов луч накачки § 6.4. Статистика поля и метрологические применения ПР Уравнения Гейзенберга для операторов поля Спонтанное рассеяние Эталонный генератор фотонов Скорость совпадений при гауссовой накачке Абсолютный радиометр Ошибки измерения § 6.5. Параметрическая сверхлюминесценция Монохроматическая накачка Характеристическая функция Одномерная модель: представления Модулированная накачка § 6.6. Рассеяние на поляритонах (РП) Описание РП с помощью линейной ФДТ Применение нелинейной ФДТ Однополюсное приближение Закон Кирхгофа для ПР и РП Глава 7. Гиперпараметрическое и комбинационное рассеяния § 7.1. Нерезонансное ГПР Центросимметричная среда ГПР в пьезокриоталлах Интенсивность ГПР в пьезокристаллах Статистика каскадного ГПР § 7.2. Резонансное ГПР и комбинационное рассеяние Уравнение для медленно-меняющихся операторов поля Вакуумные шумы Молекулярные шумы §7.3. Корреляция стоксова и антистоксова излучения при КР Классическая модель Феноменологическое описание Корреляция в одномерном приближении Скорость совпадений Гауссова накачка Оценка числа совпадений Приложение. Функция Грина и типы поляризации поля в поглощающей анизотропной среде Диагонализация и обращение неэрмитовых матриц Собственные векторы и значения тензора Грина Собственные векторы тензоров Углы анизотропии Литература |
| Формат: | djvu |
| Размер: | 2521162 байт |
| Язык: | РУС |
| Рейтинг: |
237
|
| Открыть: | Ссылка (RU) |