Читать онлайн «Лазерная электродинамика. Элементарные и когерентные процессы при взаимодействии лазерного излучения с веществом»

УДК 32. 86 ББК 535. 1 Б 95 Быков В. П. Лазерная электродинамика. Элементарные и когерент- когерентные процессы при взаимодействии лазерного излучения с веществом. — М. : ФИЗМАТЛИТ, 2006. - 384 с. - ISBN 5-9221-0665-1. Цель книги — дать углубленное понимание свойств лазерного излучения, условий его возникновения и взаимодействия его с веществом. В целом эту проблематику можно характеризовать словами «лазерная электродинамика». В предлагаемой книге рассмотрены две основные темы — элементарные излуча- тельные процессы, связанные с начальными этапами возникновения лазерного излучения, и коллективные явления, связанные с формированием когерентно- когерентности, а также с генерацией различных макроскопических квантовых состояний излучения. Рассмотрены также некоторые вопросы, связанные с появлением высококогерентного лазерного излучения, — детектирование слабых сигналов, движение макроскопических тел, дробные заряды и фотоны и др. Книга может быть полезна для специалистов в области лазерной физики, а также для студентов и аспирантов, ориентированных на лазерную физику и близкие вопросы. © ФИЗМАТЛИТ, 2006 ISBN 5-9221 -0665-1 © В. П. Быков, 2006 ОГЛАВЛЕНИЕ Введение 8 Глава 1. Основы квантовой теории процесса излучения 12 1. Логические основы аппарата квантовой теории 12 1. 1. Уравнения движения 13 1. 2. Соотношение неопределенностей 18 1. 3. Координатное представление 21 2. Взаимодействие квантовой системы с излучением 23 2. 1. Взаимодействие атомного электрона с электромагнитным по- полем 23 2. 2. Динамика квантовой системы, взаимодействующей с излуче- излучением 26 3. Пакетное представление поля излучения 31 3. 1. Распределенное представление поля 31 3. 2. Локализованный волновой пакет 32 3. 3. Электромагнитное поле как совокупность квантованных вол- волновых пакетов 35 3. 4. Пример 37 Литература 40 Глава 2. Гармонический осциллятор 41 1. Классический гармонический осциллятор 41 1. 1. Диффузия фазы 41 2. Квантовый гармонический осциллятор 44 2. 1. Гамильтониан квантового гармонического осциллятор 44 2. 2. Когерентное состояние 45 3. Когерентное состояние с медленно диффундирующей фазой 47 3. 1. Теорема Глаубера 47 3. 2. Диффузия фазы 49 4. Сжатые состояния 50 4. 1. Основные свойства сжатых состояний 50 Оглавление 4. 2. Возбуждение сжатых состояний. Параметрический резонанс 59 4. 3. Возбуждение сжатых состояний — эксперимент 65 4. 4. Возможные применения сжатого света 68 4. 5. Заключение 11 Литература 11 Глава 3. Элементарные излучательные процессы 79 1. Спонтанное излучение в свободном пространстве и метод резоль- резольвенты 79 1. 1. Теория возмущений для резольвенты 79 1. 2. Спонтанное излучение возбужденного атома в свободном про- пространстве 86 2. Форма гамильтониана и начальные условия в излучательных зада- задачах 99 2. 1. Введение 99 2. 2. Преобразование электрического поля 102 2. 3. Мгновенное возбуждение атома, природа поля Р(г,х) 107 2. 4. Каноническое преобразование Пауэра и Циенау 112 2. 5. Спектры фотонов при расчетах с разными гамильтонианами, результат Лэмба-Резерфорда 114 2. 6.