1.2.2. Релаксационные колебания в лазере, работающем в режиме свободной генерации (27). 1.2.3. Модуляция добротности резонатора лазера; режим генерации гигантского импульса (29). 1.2.4. Различные виды модуляторов добротности (32). Задачи (34).

§ 1.3. Усилители лазерного излучения........................ 35

1.3.1. Кинетические уравнения для лазерного усилителя (35).

1.3.2. Усиление импульсов в "насыщающемся" усилителе (37). Задачи (40).

§ 1.4. Генерация сверхкоротких световых импульсов в лазерах с синхронизованными модами.............................. 41

1.4.1. Вводные замечания (41).

1.4.2. Синхронизация мод в лазерах (41).

1.4.3. Активная синхронизация мод (43).

1.4.4. Пассивная синхронизация мод (48).

§ 1.5. Нелинейно-оптическое сжатие (компрессия) лазерных импульсов... 50

1.5.1. Компрессия фазово-модулированных импульсов в диспергирующих средах (50).

1.5.2. Фазовая самомодуляция импульсов в нелинейной среде (53).

1.5.3. Оптические компрессоры (55). Задачи (57).

§ 1.6. Усиление сверхкоротких импульсов..................... 58

Глава II Вещество в сильном лазерном поле...................... 64

§ 2.1. Лазерное воздействие на свободные заряды и лазерный нагрев однородной плазмы................................... 65

2.1.1. Разогрев свободного электрона в поле электромагнитной волны (65).

2.1.2. Поглощение электроном энергии из лазерного поля за счет обратнотормозного эффекта (69).

2.1.3. Диэлектрическая проницаемость разреженной плазмы (72).

2.1.4. Частота столкновений электронов в плазме (77).

2.1.5. Максимальная температура разогрева плазмы лазерным излучением (79). Задачи (81).

§ 2.2. Лазерный нагрев неоднородной плазмы. Основные понятия лазерного термоядерного синтеза.......................... 81

2.2.1. Обратнотормозное поглощение в неоднородной плазме (81).

2.2.2. Резонансное поглощение лазерного излучения при наклонном падении на слой неоднородной плазмы. Продольные плазменные колебания (84).

2.2.3. Основные понятия физики управляемого термоядерного синтеза с лазерным нагревом мишени и инерциальным удержанием плазмы (89).

§ 2.3. Механическое (пондеромоторное) действие света............. 93

2.3.1. О световом давлении (93).

2.3.2. Импульс электромагнитного поля (94).

2.3.3. Градиентные силы, действующие на заряд в стоячей электромагнитной волне (97).

2.3.4. Резонансное давление света на атомы. Радиационное охлаждение атомных частиц в ловушках (99).

2.3.5. Оптическая левитация прозрачных частиц (103).

2.3.6. Светоиндуцированный дрейф частиц в газе. (104). Задачи (106).

§ 2.4. Оптический пробой прозрачных диэлектриков............... 106

2.4.1. Вводные замечания (106).

2.4.2. Нагрев электрона (108).

2.4.3. Электронная лавина и образование плазмы в фокусе лазерного пучка (109).

2.4.4. Нагрев плазмы (111). 2.4.5. Распространение оптических разрядов в газах (112).

2.4.6. Экспериментальное исследование оптического пробоя. Оптическая стойкость материалов (114).

§ 2.5. Атомы и молекулы в сильном лазерном поле................ 115

2.5.1. Дискретный и непрерывный спектры атомных состояний (115).

2.5.2. Оптическая поляризация атомарной среды (116).

2.5.3. Линейная оптическая восприимчивость атомарной среды (119).

2.5.4. Фотоэффект (120).

2.5.5. Двухквантовый фотоэффект (122).

2.5.6. Много квантовый фотоэффект (124).

2.5.7. Надпороговая ионизация атомов (128).

§ 2.6. Поглощение и отражение лазерного излучения при взаимодействии

с конденсированными средами........................ 129

2.6.1. Вводные замечания (129).

2.6.2. Диэлектрическая проницаемость разреженной среды (130).

2.6.3. Проницаемость диэлектрической конденсированной среды на оптических частотах (131). 2.6.4. Показатель преломления диэлектрической конденсированной среды (134).

2.6.5. Коэффициент поглощения и коэффициент отражения диэлектрической конденсированной среды (135).

2.6.6. Оптические характеристики реальных металлов, полупроводников и диэлектриков (137). 2.6.7. Изменение оптических характеристик твердых тел под действием мощного лазерного облучения (140).

§ 2.7. Резонансное взаимодействие импульсного лазерного излучения с полупроводниками и металлами - объемные и поверхностные эффекты ........................................ 141

2.7.1. Вводные замечания (141).

2.7.2. Импульсное лазерное возбуждение и релаксация электронной подсистемы полупроводникового кристалла (142).

2.7.3. Физика поглощения и релаксации энергии короткого лазерного импульса в полупроводниковом кристалле (144).

2.7.4. Импульсный лазерный отжиг полупроводников (150).

2.7.5. Лазерно-индуцированная аморфизация поверхности (153).

§ 2.8. Лазерно-индуцированные неустойчивости поверхности конденсированных сред и образование упорядоченных поверхностных структур .......................................... 154

2.8.1. Вводные замечания (154).

2.8.2. Образование интерференционного поля (156).

2.8.3. Резонансы дифракции световой волны на шероховатой поверхности (159).

2.8.4. Развитие поверхностных структур, механизмы обратной связи (161).

8 2.9. Тепловые эффекты при взаимодействии мощного лазерного излучения с веществом................................ 162

2.9.1. Вводные замечания (162).

2.9.2. Уравнение изменения температуры среды с объемным поглощением лазерного излучения (163).

2.9.3. Решения уравнения лазерно-индуцированного нагрева среды (164).

2.9.4. Лазерно-индуцированное плавление. Движение фронта расплава (170).

2.9.5. Лазерно-индуцированное испарение и абляция вещества (171).

2.9.6. Разлет и нагрев эрозионной лазерной плазмы (172).

2.9.7. Сжатие вещества лазерно-индуцированной ударной волной (174).

2.9.8. Оптическая генерация мощных акустических импульсов в газах и конденсированных средах (176). Задачи (181).

§ 2.10. Заключительные замечания. Вещество в сверхсильных оптических полях.....181

Глава III Нелинейные взаимодействия и самовоздействия лазерных пучков

и импульсов.................................... 184

§ 3.1. Самофокусировка и самодефокусировка лазерных пучков и импульсов.............185

3.1.1. Самофокусировка и самодефокусировка лазерных пучков в нелинейной среде (185).

3.1.2. Критическая мощность самофокусировки (185).

3.1.3. Самофокусировка коротких лазерных импульсов (189).

3.1.4. Фазовая самомодуляция. Сжатие лазерных импульсов (190).

§ 3.2. Нелинейная оптическая поляризация..................... 194

3.2.1. Феноменологическое разложение по степеням поля (194).

3.2.2. Классификация нелинейных оптических явлений (200).

3.2.3. Симметрия тензоров нелинейно-оптических восприимчивостей. Правила Клейнмана (201). Задачи (204).

§ 3.3. Генерация оптических гармоник, трех- и четырехволновое смешение ..............206

3.3.1. Волновое уравнение с нелинейным источником. Условия фазового синхронизма (206). 3.3.2. Укороченное волновое уравнение (208).

3.3.3. Генерация второй и третьей оптических гармоник (208).

3.3.4. Четырех волновые взаимодействия (213).

3.3.5. Нелинейные оптические эффекты при отражении от границы раздела сред (215). Задачи (219).

§ 3.4. Вынужденное рассеяние света......................... 220

3.4.1. Описание процесса ВКР с помощью модели молекулярного осциллятора и на языке нелинейных восприимчивостей (220).

3.4.2. Соотношение между спонтанным и вынужденным режимами рассеяния (224). Задачи (225).

Глава IV. Диагностика вещества методами нелинейной лазерной спектроскопии....................226

§ 4,1. Нелинейный оптический отклик в лазерной диагностике вещества:

принципы диагностических методов нелинейной спектроскопии 226

§ 4.2. Квадратичный и кубический по полю нелинейный отклик поверхности..................229

4.2.1. Изучение динамики лазерно-индуцированных фазовых переходов (229).

4.2.2. Генерация суммарной частоты при отражении (233).

4.2.3. Нелинейно-оптическое зондирование молекул, адсорбированных на поверхности (234). 4.2.4. Генерация третьей гармоники при отражении (235).

4.2.5. Нелинейно-оптическое зондирование границ раздела (236).

§ 4.3. Когерентная спектроскопия рассеяния света................ 240

4.3.1. Спектроскопия вынужденного комбинационного усиления (240). 4.3.2. Когерентная активная спектроскопия комбинационного рассеяния и ее модификации (243) .

4.3.3. Двухквантовое возбуждение комбинационных переходов (255).

§ 4.4. Интерференционные явления в когерентной активной спектроскопии рассеяния и поглощения света: голографическая многомерная спектроскопия..................261

4.4.1. Вводные замечания (261).

4.4.2. Интерференционная природа спектров когерентного рассеяния света. Связь со спектроскопией спонтанного комбинационного рассеяния (263).

4.4.3. Контролируемое формирование спектрального контура оптического резонанса в когерентной активной спектроскопии (266).

4.4.4. Интерференция оптических резонансов в когерентных активных спектрах (270).

4.4.5. Разрешение внутренней структуры широких полос рассеяния и поглощения методом топографической спектроскопии. Многомерная спектроскопия (276).

4.4.6. Заключительные замечания (279). Задачи (281).

§ 4.5. Диагностика газовых сред с помощью спектроскопии КАРС...... 282

4.5.1. Особенности использования метода КАРС для диагностики газовых сред (282).

4.5.2. Измерение количественного и качественного состава стационарных газовых смесей с помощью спектроскопии КАРС (285).

4.5.3. Зондирование возбужденных газовых систем, газовых потоков, аэродинамических струй и плазмы с помощью КАРС (287).

Дополнение.......................................... 294

Д.1. Соотношение между классическим и квантовым описаниями резонансных процессов в лазере........................ 294

Д.1.1. Коэффициенты Эйнштейна и параметры σ, T₁ (294).

Д.1.2. Расчет сечения поглощения (усиления) в классической модели Лоренца (294).

Д.2. Определение структуры тензоров нелинейных оптических восприимчивостей, исходя из свойств макроскопической симметрии...... 297

Д.2.1. Метод прямой проверки (297).

Д..2.2. Тензоры нелинейных оптических восприимчивостей изотропной однородной среды (299).

Д.2.3. Сводка данных о структуре тензоров восприимчивостей кристаллов и изотропных сред (300).

Список литературы...................................... 304

Примечания при корректуре............................ 308