principy_nelinejnoj_optiki_1989 (КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ НАНОСТРУКТУР)

И. Р. Шен ПРИНЦИПЫ НЕДИНЕИНОИ ОПТИКИ Перевод с английского И. Л. ШУМАЯ под редакцией С, А. АХМАИОИА МОСКВА»НАУКА» ГЛАВНАЯ РЕДАКЦИЯ ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1980 ББК 22.343 Ш47 УДК 535.3 ТНЕ РН1ХС1РЬЕБ ОГ 1101 1Ы1 1ЕАН ОРТ1ОЗ У. Н. 3190п Сп1теги!1у о1 СаИогп1а, Вегас!еу А ттяеу-1втетеогеисе Ноы1са11ои уови Ьтнсу Ф Вове Нем кота ° СЫсеасег ° Втвьаие ° тогов1о В1вварога © сали 'лясу и йош, 1ис., 1991 © Недательстео «Наука». Глаккая редакция Физико-математической литератураь Перевод иа русский язык, иредяслоеие, ирямечакия, 1999 Ш 1664060000 — 014 86 89 ш!02) «9 1ЯВЖ 5-02-014043-0 ШИН И. Р. Прнвцппы нелпвейвой оптпппе Пер.

с авглУПод ред. С. А. Ахманова.— М.: Наука. Гл. род. фпз;мат. лпт., 1989.— 360 с.— 18ВХ 6-02-014043 К Дано систематическое пвложевпе основ современлой нелвнейной оптики, начиная с теории нелпнейвых восприимчивостей и кончая нелннейной оптпкой волоконных световодов,поверхности и плазмы. Большое ввпманве уделено методам нелинейной лаверной спектроскопии, мвогофотоввому воабуждевюо и дпссоцпацав молекул, Строгий теоретяческвй впаяна раэлпчных нелвнейвьпс эффектов подкрепляется о™бшнрным вкспервмевтальнмм матерпалом, колвчествевнымн оцевкамп.

Для научных работников, пвженеров, а твюке аспирантов и студентов старших курсов, спецяалквярующвхся в области квантовой влектровнкн, нелинейной оптякп в спектроскопвв. Табл. 10. Ил. 223. Няблвогр.: 818 наев. ОГЛАВЛЕНИЕ От редактора перевода От автора к русскому изданию . Предисловие Глаза 1. ВВЕДЕНИЕ 18. Историческая справка 1.2. Уравнения Максвелла в нелинейной среде . 1.3. Модель ангармонического осциллятора . 1.4. Газ свободных злектронов . Глаза З.НЕЛИБЕИНЫЕ ОПТИЧЕСКИЕ ВОСПРИИМЧИВОСТИ . 28.

Формалиам матрицы плотности . 2.2. Микроскопические выражения для нелвнейных воспрвимчивостей 2.3. Диаграммная техника 2.4. Коррекция 2<"> аа счет локального поля . 2Л. Перестанозочная симметрия нелвнейных воспривмчивостей 2Л. Пространственная симметрия нелинейных зоспримчивостев 2.7. Практвческий расчет нелинейных восприимчивостей 2.8.

Козффициент Миллера . 2.9. Обоаначевия нелинейных восприимчивостей . Глаза З.ОБ7ЦЕЕ ОПИСАНИЕ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ВОЛН В НЕЛИНЕИНЫХ СРЕДАХ . ЗА. Связанные волны в нелинейной среде . 3.2. Энергия поля з нелинейной среде . З.З. Приближение медленно меняющихся амплитуд . ЗА Граничные условна . 35. Распространение волн с зависящей от времени амплитудой Глава АЭЛЕКТРООПТИЧЕСКИЕ И МАГНИТООПТИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ 4.1.

Электрооптвческие эффекты 4.2. Магнитооптические эффекты Глзез б. ОПТИЧЕСКОЕ ВЫПРЯМЛЕНИЕ И ОБРАТНЫИ ЭФФЕКТ ФАРАДЕЯ 5.1. Оптическое выпрямленне 5.2. Эффективная плотность свободной энергии . 5.3. Обратные аффекты Фарадея и Коттона в Мутона . 5А Нндуцировавное намагннчение при резонансном возбуждении Глаза б. ГЕНЕРАЦИЯ СУММАРНОЙ ЧАСТОТЫ .

6.1. Фиаика явления . 6.2. Теоретическая постановка аадачи . 6.3. Простое рещение для случая генерации суммарной частоты в объеме среды.... ° ° ° ° ° * 6.4. учет отражении на грзквце раздела . 6.5. Условие, фазового синхронизма 6.6. Влияние поглощеввя 6.7. Генерацвя суммарной частоты при высокой аффективности преобразозанвя . 6.8. Практический пример . 6.9. Факторы, ограничивающие зффективвость преобразо- вания 7 14 16 19 19 21 23 26 30 30 33 35 39 42 45 53 53 56 56 58 61 63 69 69 70 72 76 78 78 79 82 84 86 87 87 91 Глава 95 95 Глава Глава Глава Глава Глава 7.

ГЕНЕРАЦИЯ ГАРМОНИК . 7.1. Генерация второй гармоники . 7.2. Вторая гармовика в сфокусироваввых гауссовских пучках 7.3. Генерация третьей гармовики в кристаллах . 7.4. Оптические гармоввки в гааах . 7.5. Намеревие нелинейных оптических восприимчивостей 7.6. Геверавдя второй гармоники сверхкоротким импульсом 8. ГЕНЕРАЦИЯ РАЗНОСТНОИ ЧАСТОТЫ . 8.1. Решевве для плоских воли . 8.2. Получевие иавучевия в далеком ИК диакааове с помощью процесса генерации рааиостиой частоты .

8.3. Геверацвя иалучевия в далеком ИК диапааове при овтическом детектировании сверхкоротких вмпульсоа 8.ПАРАМЕТРИЧЕСКОЕ УСИЛЕНИЕ И ГЕНЕРАЦИЯ. 9Л. Параметрическое усилевие . 9.2. Даухреаоваторвый параметрвческвй генератор . 9.3. Одвореаоваторвый параметрический генератор . 9.4. Частотвая перестройка параметрических гевераторов 9.5. Параметрическая флуоресцевция 9.6. Параметрический генератор с обратной водной . 10. ВЫНУЖДЕННОЕ КОМБИНАЦИОННОЕ РАССЕЯНИЕ . 10Л.

Историческая справка . 10.2. Квантовая теория вывуждеввого комбивациоввого рассеявия 10.3. Описавие процесса вынужденного комбинационного рассеяния ва яаыке свяааввых волн . 10.4. Свяаь стоксовой и аитистоксоаой комкоиевт . 10.5. Комбивациовиое рассеявие высших порядков . 10.6. Реаультаты экспериментов и применения вывуждеввого комбииацвовиого рассеявия . 10.7. Вывуждеввое поляритоввое рассеяние .

10.8. Вынужденное комбйиациовкое рассеяние с переворотом сивка 10.9. Нестациоварвое вывуждеивое комбввациопкое рассеяние 10ЛО. Иэмеревие времен релаксации . 11. ВЫНУЖДЕННОЕ РАССЕЯНИЕ СВЕТА . И.1. Вывуждеииое рассеяние Мандельштама — Бриллюэва И.2. Вынужденные температурвые рассеяния Брвллюава в Ратея И.З. Вынужденное рассеввие крыла ливии Равен . И.4.

Другие типы вывуждеввого рассеявия света . 18. ДВУХФОТОННОЕ ПОГЛОЩЕНИЕ . 12Л. Теория 12.2. Экспериментальная техника 12.3. Спектроскопвя даухфотоввого поглощеивя . 98 101 102 106 ИЗ Иб Иб И7 121 125 125 128 132 135 141 144 146 146 148 151 156 159 161 171 174 177 182 186 186 190 193 197 199 199 201 203 Глава 18.НЕЛИНЕЙНАЯ ОПТИЧЕСКАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ ВЫСОКОГО РАЗРЕШЕНИЯ 13Л. Общее описавие 13.2. Квавтовые биения . 13.3. Спектроскопия насыщения . 13.4. Спектроскопия двухфотоввого поглощения, свободная от доплероаского уширеввя 206 206 М8 210 225 227 232 233 233 237 239 Глава Глава 273 Глава 274 16.2.

Фвзическпе механизмы......... 275 16.3. Оптический аффект Керра и вращение эллипса поляризации.............. ' 282 16.4. Нестацноварные аффекты......... 285 18.5. Применения............. 286 17. САМОФОКУСИРОВКА............ 290 173. Физическое описание ......... 290 17.2. Теория.............. 294 17.3. Квазистационарная самофокусврозка......

299 17.4. Нестационарная самофокусвровка....... 305 17.5. Самофокусирозка з твердом теле....... 307 17.6. Другие случаи самофокусировки....... 309 17.7. Фааовая самомодуляция......... 310 17.8. Самообостренве импульса и самодефокусировка... 316 18. МНОГОФОТОННАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ....... 318 183. Общее рассмотрение.......... 318 18.2.

Техника аксперимента . . . . . . . . . 320 18.3. Спектроскопические првмененвя . . . . . . . 323 Глава Глава 333 333 337 343 347 Глава 349 349 354 356 358 5 13.5. Полярпзациопная спектроскопия высокого раарешевия 13.6. Оптические бвепия Рамсея 13.7. Другие методы спектроскопии высокого разрешения 14. ЧЕТЫРЕХВОЛНОВОЕ СМЕШЕНИЕ . 143. Нелвнейные воспрлимчизости третьего порядка . 14.2. Общая теорпя четырехволнового смешения .

14.3. Вырожденное четырехволновое смешение 14.4. Обращение волнового фронта при четырехволновом смешении 14.5. Генерация перестраиваемого НК и УФ излучения 14.6. Нестацпонарное четырехзолвовое смешение . 15. СПЕКТРОСКОПИЯ ЧЕТЫРЕХВОЛНОВОГО СМЕШЕНИЯ 15.1. Общее описапве 15.2. Когеревтная спектроскопия комбинационного рассеяняя света . 15.3. Спектроскопия, основанная на эффекте Карре, индуцировавном комбинационным реаонансом .

15.4. Четырехаолновое смешение при наличии множественных реаонансов 15.5. Когерентная спектроскопия низкочастотных резонансов; активная спектроскопня рассеяния 15.6. Нестациоварная спектроскопия четырехволнозого сме- шения 16. ДВУЛУЧЕПРЕЛОМЛЕНИЕ, НАВЕДЕННОЕ СИЛЬНЫМ ПОЛЕМ 163. Общие выражения для показателей преломления, наведенных сильным оптическим полем .

19. ДЕТЕКТИРОВАНИЕ ОТДЕЛЬНЫХ АТОМОВ И МОЛЕКУЛ 193. Основы теории . 19.2. Экспериментальные методы 19.3. Примеры детектирования одвночных атомов и молекул 19.4. Применения . Глава Я7. ЛАЗЕРНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ДВИЖЕНИЕМ ЧАСТИН . 20Л. Пондеромоторные силы . 20.2. Оптвческая левитация макроскопических частиц . 20.3. Управление атомными пучками с помощью лазера 20.4, Оптическое охлаждение и захват атомов в ионов . 242 245 249 255 255 256 264 266 271 Глава 81. НЕСТАЦИОНАРНЫЕ КОГЕРЕНТНЫЕ ОПТИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ . 21Л. Уравнение Блоха для двухуровневой системы . 21.2. Нестациоварвая вутация и затухавие свободной' поляризации 21.3.

Фотонное зхо 21.4. Нестациоварвое четырехволвовое смешеиве . 21.5. Адиабатическое слежение . 21.6. Самоивдуцироваввая прозрачность 21.7. Сверхизлучевие . Глава 88.СИЛЫ1ЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ СВЕТА С АТОМАМИ . 22Л. Общие положения . 22.2. Модель »голого» атома 22.3. Модель «одетого» атома .