Фотоны и нелинейная оптика - Клышко Д.Н.
Скачать (прямая ссылка):
§ 4.3. Тепловое излучение нагретых тел 118
Применение ФДТ (116). Закон Кирхгофа (120) § 4.4. Обобщенный закон Кирхгофа (ОЗК) 121
Входное и выходное поля (122). Матрица рассеяния (122). Векторные обозначения (124). Вывод ОЗК по Найквисту (124). Частные случаи (126). Высшие моменты ТИ (127). Тепловое поле по теории возмущения (128). Вывод ОЗК по Ланжевену (129) § 4.5. Вывод ОЗК с помощью кинетического уравнения 129
Тепловое излучение и кинетическое уравнение (129). Кинетическое уравнение для ^-функции (130). Уравнения для моментов (133). Шумы квантовых усилителей (134) § 4.6. Тепловое излучение в дальней зоне 135
Дальнее поле и операторы ак (135). Функция корреляции(ІЗб). Измерение модуля MP (137). Микроскопическая модель (137). Объем когерентности (139). Счет фотонов (140). Феноменологическая модель (141)
§ 4.7. Интерференция интенсивностей 142
Вероятность совпадения фотоотсчетов (143). Роль объема детектирования (144). Интерпретация эффекта (146). Глава 5. Влияние ангармонизма вещества на его тепловое излучение 148
§ 5.1. Многофотонные переходы и высшие моменты поля Ангармонизм и 149 корреляция разночастотных мод (149). Равновесная и неравновесная задачи (149). Двухфотонный парадокс (150) § 5.2. Вычисление моментов поля с помощью теории возмущения Связь 151 выходных и входных моментов (152). Общие свойства преобразования (154). Высшие поправки (155) § 5.3. Третий момент теплового поля 156
Связь с двухвременной функцией корреляции молекул (156). Интерпретация эффекта (158). Оценка куба поля (160). Проблема детектирования (161) § 5.4. Двухфотонный закон Кирхгофа 163
Эффективное кинетическое уравнение (163). Первые моменты (165).Вторые моменты (166). Четвертые моменты (167). Двухфотонный закон Кирхгофа (168). Сравнение с однофотонным ТИ (169). Скорость совпадений фотоотсчетов (170). ОЗК для третьего момента (172) Глава 6. Параметрическое рассеяние 174
§ 6.1. Скорость генерации бифотонов 175
Третий порядок теории возмущения (175). Эффективный гамильтониан (177). Вероятность рождения бифотонов (178). Дифференциальная скорость рождения бифотонов (179). Закон сохранения импульса (180). § 6.2. Интегральная интенсивность ПР 181
Детектор с низким частотным разрешением (182). Яркость света ПР (183). Детектор с низким угловым разрешением (184). Учет непараллельности групповой и фазовой скоростей (185) § 6.3. Форма спектральной линии ПР 186
Длина когерентности (187). ^-спектроскопия (188). Эффективная ширина линии (189). Вырожденный случай (190). Влияние спектра накачки на спектр сигнала (190). Гауссов луч накачки (191) § 6.4. Статистика поля и метрологические применения ПР 194
Уравнения Гейзенберга для операторов поля (195). Спонтанное
рассеяние (196). Эталонный генератор фотонов (197) Скорость совпадений при гауссовой накачке (198). Абсолютный радиометр (201). Ошибки измерения (202). § 6.5. Параметрическая сверхлюминесценция 203
Монохроматическая накачка (204). Характеристическая функция (205). Одномерная модель: представления Щх и кх (207). Модулированная накачка и представление MMA (210) § 6.6. Рассеяние на поляритонах (РП) 213
Описание РП с помощью линейной ФДТ (213). Применение нелинейной ФДТ (216). Однополюсное приближение (218). Закон Кирхгофа для ПР и РП (220)
Глава 7. Гиперпараметрическое и комбинационное рассеяния 224
§7.1. Нерезонансное ГПР 224
Центросимметричная среда (224). ГПР в пьезокриоталлах (225). Интенсивность ГПР в пьезокристаллах (229). Статистика каскадного ГПР (230).
§ 7.2. Резонансное ГПР и комбинационное рассеяние 230
Уравнение для медленно-меняющихся операторов поля (231). Вакуумные шумы (232). Молекулярные шумы (233) § 7.3. Корреляция стоксова и антистоксова излучения при KP 234
Классическая модель (234). Феноменологическое описание (235). Корреляция в одномерном приближении (238). Скорость совпадений (240). Гауссова накачка (242). Оценка числа совпадений (245) Приложение. Функция Грина и типы поляризации поля в поглощающей 246анизотропной среде Диагонализация и обращение неэрмитовых матриц (2411). Собственные векторы и значения тензора Грина (248). Собственные векторы тензоров Tte1 и E-1Tt (249). Углы анизотропии (251) ЛитератураПамяти P.B. X0XJ10BA
ПРЕДИСЛОВИЕ
Название этой книги кажется с первого взгляда противоречивым: ведь термин «нелинейная оптика» ассоциируется с мощным лазерным излучением, содержащим огромное количество фотонов, и здесь, казалось бы, нет никакой необходимости учитывать фотонную структуру света. Действительно, подавляющая часть эффектов нелинейной (как, впрочем, и линейной) оптики прекрасно описывается полуклассической теорией излучения, в которой электромагнитное поле подчиняется классическим уравнениям Максвелла и лишь поведение вещества является квантовым.
Однако, некоторые оптические явления трудно или невозможно трактовать с помощью классических представлений, и последовательная теория должна описывать и атомы, и свет, исходя из принципов квантовой механики. Кроме того, наглядные фотонные представления очень удобны для качественного описания и классификации многих оптических эффектов. Например, эффект удвоения или сложения частоты света при его распространении через прозрачный кристалл можно считать результатом множества элементарных процессов, в каждом из которых два фотона падающего света сливаются в один фотон с суммарной энергией и частотой. Возможен, очевидно, и обратный процесс распада падающего на кристалл фотона на пару фотонов с меньшими энергиями. Такие процессы объясняют явление параметрического рассеяния света. При комбинационном рассеянии (эффект Рамана) падающий фотон превращается в фотон с меньшей частотой, называемой стоксовым, и в квант возбуждения вещества (например, фонон в случае колебательного возбуждения). Кроме того, фотон падающего света может объединиться с тепловым фононом и превратиться в антистоксов фотон с большей частотой. При двухфотонном поглощении два фотона падающего света превращаются в возбужденное состояние атома, молекулы или кристалла. Обратно, возбужденный атом может перейти в основное состояние, излучив пару фотонов.