Оглавление

Введение

ЧАСТЬ 1.

ЛАЗЕРЫ УЛЬТРАКОРОТКИХ ИМПУЛЬСОВ

Глава 1.
Предмет курса

1.1. История оптики коротких вспышек
1.2. Лазер – новый источник света
1.3. Достижения в области получения лазерного излучения в виде импульсов
Литература

Глава 2.
Основы лазера

2.1. Классическая схема генератора
2.2. Резонаторы
2.2.1. Конфигурация Фабри-Перо
2.2.2. Кольцевая конфигурация.
2.2.3. Волоконно-оптические варианты
2.3. Активные среды и источники накачки
2.3.1. Ламповая накачка
2.3.2. Твердотельные среды
2.3.3. Красители
2.3.4. Активные волоконные световоды
2.3.5. Лазерная накачка
Литература

Глава 3.
Принципы получения света в виде импульсов

3.1. Амплитудная модуляция светового пучка
3.2. Быстрое включение источника
3.3. Метод модуляции добротности
3.4. Сложение волн
3.5. Синтез лазерных пучков
Литература

Глава 4.
Метод синхронизации мод

4.1. Активная синхронизация мод
4.2. Пассивная синхронизация мод
4.2.1. Сочетание Q-модуляции и синхронизации мод
4.2.2. Роль быстродействия просветляющегося поглотителя
4.2.3. Флуктуационная модель
Литература

Глава 5.
Измерения излучения в виде импульсов

5.1. Измерения энергии и спектра
5.2. Измерения расходимости пучка
5.3. Временные измерения
5.3.1. Развёртка и фоторегистраторы
5.3.2. Электронные методы
5.3.2.1. Фотоэлементы, фотоумножители, фотодиоды в сочетании с осциллографом
5.3.2.2. Электрооптическая камера
5.3.2.3. Корреляционные методы
Литература

Глава 6.
Лазеры с пассивной синхронизацией мод

6.1. Твердотельные лазеры с ламповой накачкой
6.2. Лазеры на красителях с ламповой накачкой
6.2.1. Особенность механизма формирования УКИ
6.2.2. Непрерывный режим
Литература

Глава 7.
Импульс света

7.1. Математическое описание
7.2. Дисперсия и её роль (чирп импульса)
7.3. Методы управления дисперсией групповых скоростей
Литература

Глава 8.
Эффекты самовоздействия

8.1. Самофокусировка.
8.2. Фазовая самомодуляция
8.3. Взаимная игра дисперсии и фазовой самомодуляции (солитоны)
8.4. Солитонный лазер
8.5. Синхронизация мод с помощью эффекта нелинейного показателя преломления
8.5.1. «Добавочная» синхронизация мод
8.5.2. Волоконный лазер в виде «восьмёрки»
8.5.3. Керровская линза
8.5.4. Нелинейная поляризация
Литература

Глава 9. Схемы фемтосекундных лазеров

9.1. Объёмные твердотельные лазеры с керровской линзой
9.2. Волоконные лазеры с нелинейной поляризацией
9.2.1. Солитонный режим
9.2.2. Режим управляемой дисперсии
9.3. Полупроводниковое зеркало с насыщаемым поглотителем (SESAM)
Литература

Глава 10.
Теоретическое рассмотрение лазера УКИ непрерывного действия

10.1. Модель рассмотрения
10.2. Уравнение Гинзбурга-Ландау
10.3. Сравнение с экспериментом
10.4. Принципиальная особенность лазера непрерывного действия с пассивной синхронизацией мод
Литература

Глава 11. Усиление

11.1. Схемы многопроходного усиления
11.2. Метод усиления чирпированных импульсов
11.3. Параметрическое усиление
11.4. Описание установок петаваттного уровня
Литература

Глава 12.
Преобразования методами нелинейной оптики с целью управления длительностью и спектром

12.1. Сокращение длительности
12.2. Генерация суперконтинуума (гребёнка оптических частот)
Литература

Глава 13. Контроль формы импульса

13.1. Сдвиг несущей частоты относительно максимума огибающей импульса
13.2. Предельно короткая длительность импульса
13.3. Метод регулировки и контроля формы импульса и спектра
Литература

Глава 14.
Генерация на длинах волн границ спектрального диапазона

14. 1. Терагерцовые пучки
14.2. Вакуумный ультрафиолет и мягкий рентген
14.2.1. Ионизация атомов в сверхсильном лазерном поле
14.2.2. Генерация гармоник высшего порядка
14.2.3. Аттосекундные импульсы
Литература

Глава 15. Автомодельность в оптике

15.1. Автомодельное распространение ультракоротких импульсов в одномодовых волоконных световодах
15.2. Решения уравнения Гинзбурга-Ландау и их практическая реализация
15.3. Новые типы фемтосекундных волоконных лазеров (симиляритонные лазеры)
Литература

ЧАСТЬ 2.

ПРИМЕНЕНИЯ ЛАЗЕРОВ

УЛЬТРАКОРОТКИХ ИМПУЛЬСОВ

Глава 1.
Применения, основанные на минимальной длительности импульса

1.1. Исследования сверхбыстрых явлений методом “возбуждение-зондирование“ (спектроскопия с временным разрешением)
1.2. Волновые пакеты и фемтохимия
1.3. Когерентная временнáя Фурье-спектроскопия
Литература

Глава 2.
Применения, основанные на высокой когерентности непрерывной последовательности импульсов

2.1. Абсолютное измерение оптических частот
2.2. Прецизионная спектроскопия
2.3. Оптические стандарты частоты и проблема сверхточного измерения времени
2.4. Компактные, оптические сверхточные часы и их возможные применения
Литература

Глава 3.
Применения, основанные на высокой мощности, интенсивности и напряжённости полей в световой волне

3.1. Релятивистский режим взаимодействия излучения с веществом
3.2. Ускорение электронов
3.3. Иницирование фотоядерных реакций; “быстрый поджиг” термоядерной реакции.
3.4. Направленные пучки рентгеновского и γ-излучения (γγ и γе-е+ коллайдеры)
3.5. Эксперименты по нелинейной квантовой электродинамике
Литература

Глава 4.
Применения в технике

4.1. Сверхбыстродействующая оптоэлектроника; осциллография с субпикосекундным разрешением
4.2. Прецизионная обработка материалов
Литература

Глава 5. Применения в биологии и медицине

5.1. Когерентная оптическая томография
5.2. Прецизионная хирургия и микрохирургия клеток
5.3. Изготовление кардиологических микропротезов
5.4. Двух- и трёхфотонная микроскопия
Литература

Заключение