Лазеры ультракоротких импульсов и их применения. Учебное пособие

Введение
Часть 1. Лазеры ультракоротких
импульсов
Глава 1. Предмет книги
1.1. История оптики коротких вспышек
света
1.2. Лазер - новый источник импульсов
света.
1.3. Достижения в области получения лазерного
излучения в виде импульсов
Литература
Глава 2. Основы
лазеров
2.1. Классическая схема
лазера
2.2. Резонаторы
2.2.1. Конфигурация
Фабри-Перо
2.2.2. Кольцевая
конфигурация
2.2.3. Зеркала и селекторы мод
2.2.4. Волоконно-оптические
системы
2.3. Активные среды
2.3.1. Твердотельные среды (кристаллы и
стёкла)
2.3.2. Красители
2.3.3. Активные волоконные
световоды
2.4. Источники накачки
2.4.1. Ламповая накачка
2.4.2. Лазерная
накачка
2.4.3. Особенности непрерывного режима
(резонатор Когельника)
2.4.4. Диодная
накачка
2.4.5. Проблема отвода тепла и устранения
нелинейно-оптических ограничений ..
Литература
Глава 3. Принципы получения света в виде
импульсов
3.1.Амплитудная модуляция светового
пучка
3.2. Быстрое включение источника
света
3.3. Метод модуляции
добротности
3.4. Сложение
волн
3.5Синтез лазерных
пучков
Литература
Глава 4. Метод синхронизации
мод
4.1. Активная синхронизация мод
4.2. Пассивная синхронизация мод
4.2.1. Сочетание режимов модуляции добротности
и синхронизации мод
4.2.2.Роль быстродействия просветляющегося
поглотителя
4.2.3.Флуктуационная модель формирования
УКИ
Литература
Глава 5. Измерения лазерного излучения в
виде ультракоротких
импульсов
5.1. Измерения энергии, спектра и расходимости
пучка.
5.2. Временные
измерения
5.2.1. Развёртка и скоростные фоторегистраторы
5.2.2. Электронные
методы
5.2.3. Корреляционные
методы
Литература
Глава 6. Лазеры с пассивной синхронизацией
мод
6.1. Твердотельные лазеры с ламповой
накачкой
6.2. Лазеры на
красителях
6.2.1. Механизм формирования
УКИ
6.2.2. Непрерывный режим (режим
"сталкивающихся импульсов
6.3. Сравнение разных способов синхронизации
мод
Литература
Глава 7. Импульс света и его распространение
в прозрачной
среде
7.1. Математическое описание
импульса
7.2. Дисперсия и её роль в распространении
импульса
7.3. Методы управления дисперсией групповых
скоростей
7.4. Дисперсия оптических
волокон
Литература
Глава 8. Эффекты
самовоздействия
8.1. Самофокусировка
Фазовая самомодуляция (ФСМ)
Синхронизация мод с помощью эффекта
нелинейного показателя преломления
8.3.1. "Добавочная" синхронизация
мод
8.3.2. Волоконный лазер в виде
"восьмёрки"
8.3.3. Керровская
линза
8.3.4. Нелинейная
поляризация
Взаимная игра дисперсии и фазовой
самомодуляции
8.4.1. Солитонный
лазер
8.4.2. Растянутый чирпированный
импульс
Литература
Глава 9. Схемы фемтосекундных
лазеров
9.1. Объёмные твердотельные лазеры с
керровской
линзой
9.2. Полупроводниковое зеркало с насыщаемым
поглотителем (SESAM)
9.2.1. Одностенные углеродные
нанотрубки
9.2.2.
Графен
9.3. Волоконные лазеры
9.3-1- Солитонный
режим
9 3.2. Режим управляемой
дисперсии
9.4. Общие характеристики фемтосекундных
лазеров
Литература
Глава 10. Теоретическое рассмотрение
непрерывного
лазера УКИ
10.1. Модель
рассмотрения
10.2. Уравнение
Гинзбурга-Ландау
10.3. Сравнение с
экспериментом
10.4. Принципиальная особенность лазера УКИ
непрерывного действия
Литература
Глава 11. Усиление
УКИ
11.1. Схемы многопроходного
усиления
11.2. Метод усиления чирпированных
импульсов
11.3. Параметрическое
усиление
Литература
Глава 12. Преобразования методами
нелинейной оптики с целью управления
длительностью УКИ и спектром
излучения
12.1. Сокращение длительности
импульса
12.2. Контроль формы импульса по
спектру
12.2.1. Сдвиг несущей частоты относительно
максимума огибающей импульса
12.2.2. Метод регулировки и контроля формы
импульса и спектра
12.3. Генерация суперконтинуума в виде
протяжённой гребёнки оптических частот
12.4. Предельно короткая длительность
импульса.
12.5. Генерация на новых длинах
волн
Литература
Глава 13. Генерация на длинах волн границ
оптического спектрального
диапазона
13.1. Терагерцовые
пучки
13.2. Вакуумный ультрафиолет и мягкий
рентген
13.2.1. Генерация гармоник высшего
порядка
13.2.2. Ионизация атомов в сверхсильном лазерном
поле
13.2.3. Процесс испускания коротковолнового
излучения
13.3. Аттосекундные
импульсы
Литература
Глава 14. Тенденции и результаты развития
лазеров УКИ
14.1. Системы петаваттного
уровня.
4.2. Волоконные
системы
Насыщающиеся поглотители на основе
углеродных наноструктур.
Полупроводниковые дисковые
лазеры
Литература
Часть 2 Применения лазеров ультракоротких
импульсов
Глава 1. Применения, основанные на
минимальной длительности
импульсов
1.1. Исследования сверхбыстрых
явлений
1.2. Волновые пакеты
ифемтохимия
1.3. Когерентная временная
Фурье-спектроскопия
Литература
Глава 2. Применения, основанные на
особенности спектра фемтосекундных
лазеров непрерывного действия
2.1. Прецизионная
метрология
2.2. Проблема точного измерения времени и
оптические стандарты частоты..............
2.3. Проблема измерения оптических частот и её
решение с помощью фемтосекундных лазеров
непрерывного действия (оптические
часы)
2.4. Компактные оптические сверхточные часы на
основе фемтосекундной гребёнки
2.5. Прецизионное измерение
длины
2.6. Лазерный фемтосекундный
гироскоп
2.7. Прецизионная
спектроскопия
2.7.1. Тесты фундаментальных
теорий
2.8. Применения в
астрономии
2.8.1. Интерферометр со сверхдлинной
базой
2.8.2. Калибровка астрономических
спектрографов
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 и
протонов
3.3. Инициирование фотоядерных
реакций
3.4. Лазерный термоядерный
синтез
3.5. Генерация жёсткого рентгеновского и
у-излучения
3.6. Эксперименты по нелинейной квантовой
электродинамике
Литература
Глава 4. Применения в технике
4.1. Сверхбыстродействующая
оптоэлектроника
4.2. Прецизионная обработка
материалов
4.3. Изготовление микро- и
наноструктур
Литература
Глава 5. Применения в медицине и
биологии
5.1. Прецизионная
хирургия
5.2. Микрохирургия
клеток
5.3. Возможная терапия
рака
5.4. Оптическая когерентная
томография
5.5. Двух- и трёхфотонная
микроскопия
Литература
Заключение