Содержание курса лекций "Нелинейная лазерная спектроскопия"

2017/2018 учебный год. Крылов И. Р.

 

                   Лекция 1.

         Введение.

         Волна вероятности, длина волны де Бройля.

         Дифракция и интерференция электронов.

         Рассеяние нейтронов на кристалле.

         Интерференция более тяжелых частиц.

         Кошка в черном ящике (кот Шредингера).

         Парадокс Эйнштейна, Подольского, Розена (ЭПР).

         Туннелирование.

         Электрон в атоме водорода.

 

                   Лекция 2.

         Правила отбора.

         Комплексность волновой функции.

         Оператор импульса.

         Оператор любой физической величины и среднее значение любой физической величины.

         Уравнение Шредингера.

         Уравнение Клейна-Гордона-Фока.

         Эффект Казимира.

         Сдвиг интерференционной картины электронов под влиянием векторного потенциала.

         Вторичное квантование. Сжатое состояние света.

         Амплитуда вероятности.

         Дифференциальные уравнения для амплитуд вероятности.

 

                   Лекция 3.

         Дифференциальные уравнения для амплитуд вероятности (продолжение).

         Матрица плотности.

         Физический смысл элементов матрицы плотности.

         Дифференциальное уравнение для матрицы плотности (уравнение Неймана).

         Представления операторов.

         Дифференциальные уравнения для элементов матрицы плотности.

         Приближение вращающейся волны.

         Реакция двухуровневой среды на поле монохроматической волны.

         Провал и пик Беннета.

 

                   Лекция 4.

         Светоиндуцированный дрейф. Разделение изотопов.

         Поляризация среды.

         Обратное воздействие среды на волну. Дифференциальные уравнения для амплитуды поля или укороченные волновые уравнения.

         Показатель преломления и коэффициент поглощения среды.

         Неравенство n > 1  в области прозрачности среды, как влияние хвостов высокочастотных линий поглощения.

         Понятие о дисперсионном соотношении Крамерса–Кронига.

 

                   Лекция 5.

         Понятие о дисперсионном соотношении Крамерса–Кронига (продолжение).

         Скоростные уравнения или уравнения баланса.

         Нобелевская премия по физике 2017 года.

 

                   Лекция 6.

         Скоростные уравнения или уравнения баланса (продолжение).

         Физический смысл скоростных уравнений.

         Импульс предвестник.

         Два качественных описания взаимодействия света со средой.

         Резонанс насыщения поглощения слабой пробной волны сильной встречной волной.

         Варианты спектроскопии насыщения поглощения.

                   1. Встречные волны разной частоты.

                   2. Встречные волны одинаковой частоты.

 

                   Лекция 7.

         Варианты спектроскопии насыщения поглощения (продолжение).

                   3. Внутрирезонаторная спектроскопия насыщения поглощения.

                   4. Однонаправленные световые волны и резонанс насыщения поглощения (двойной оптический резонанс).

                   5. Перекрестные резонансы насыщения поглощения во встречных световых волнах.

                   6. Столкновительные резонансы во встречных и однонаправленных световых волнах.

                   7. Встречные волны с фиксированной разностью частот.

                   8. Интерференционная спектроскопия насыщения поглощения.

                   9. Поляризационная спектроскопия насыщения поглощения.

 

                   Лекция 8.

         Пример экспериментальной установки для исследования резонансов насыщения поглощения в частотной области генерации CO2-лазера низкого давления.

         Ширина и форма резонансов насыщения поглощения.

                   1. Ширина резонанса при очень низком давлении газа без учета пролетных эффектов.

                   2. Уширение резонанса насыщения поглощения неупругими тушащими столкновениями молекул.

 

                  Лекция 9.

         Ширина и форма резонансов насыщения поглощения (продолжение).

                   2. Уширение резонанса насыщения поглощения неупругими тушащими столкновениями молекул (продолжение).

                            Потенциалы взаимодействия молекул.

                   3. Уширение резонансов насыщения поглощения дефазирующими столкновениями молекул.

                   4. Уширение резонансов насыщения поглощения деориентирующими столкновениями молекул.

                   5. Влияние столкновений с изменением скорости молекул на ширину и форму резонанса насыщения поглощения.

         Нестолкновительные причины уширения резонансов насыщения поглощения.

                   1. Уширение мощностью лазерного луча.

                   2. Пролетное уширение.

                   3. Уширение резонансов углом между встречными волнами.

                   4. Уширение сферичностью световых волн.

 

                   Лекция 10.

         Нестолкновительные причины уширения резонансов насыщения поглощения (продолжение).

                   5. Квадратичный эффект Доплера.

         Лазерное охлаждение.

                   1. Радиационное давление.

                   2. Оптическая патока.

                   3. Сизифово охлаждение.

                   4. Селективное по скоростям когерентное пленение населенностей.

                   5. Предел лазерного охлаждения.

                   6. Метод боковой полосы.

         Резонанс плотности возбужденных частиц.

         Оптогальванический метод регистрации резонанса плотности возбужденных частиц.

         Эталоны частоты и длины.