Одним из главных принципов уникальной «системы Физтеха», заложенной в основу образования в МФТИ, является тщательный отбор одаренных и склонных к творческой работе представителей молодежи. Абитуриентами Физтеха становятся самые талантливые и высокообразованные выпускники школ всей России и десятков стран мира.

Студенческая жизнь в МФТИ насыщенна и разнообразна. Студенты активно совмещают учебную деятельность с занятиями спортом, участием в культурно-массовых мероприятиях, а также их организации. Администрация института всячески поддерживает инициативу и заботится о благополучии студентов. Так, ведется непрерывная работа по расширению студенческого городка и улучшению быта студентов.

Адрес e-mail:

Квантовые свойства лазерного излучения

Программа курса лекций

«Квантовые свойства лазерного излучения»

(4 курс, весна, 8 семестр)

профессор Быков В.П.

 

А. Гармонический осциллятор

1. Классическая механика гармонического осциллятора, гамильтонов формализм, когерентность, функция корреляции.

2. Гейзенберговское представление квантовой механики, уравнения Гамильтона-Гейзенберга.

3. Гамильтонов формализм и независимость от времени коммутационного соотношения для координаты и импульса.

4. Операторы рождения и уничтожения, оператор числа частиц, система стационарных состояний линейного осциллятора.

5.Оператор сдвига, собственное состояние оператора координаты, координатное представление состояний.

6. Когерентное состояние – собственное состояние оператора уничтожения, выражение через стационарные состояния, развитие во времени, координатное представление.

7. Сжатое состояние, определение, координатное представление, развитие во времени, сжатый вакуум, среднее число частиц и коэффициент сжатия.

 

Б. Квантование электромагнитного поля.

8.Простейший прямоугольный резонатор с бегущими волнами.

9.Осцилляторы поля, две поляризации.

10.Что такое фотон? Распределенное представление, зависимость плотности электрической энергии от координат.

11. Пакетное представление фотона, фотон как локализованное образование, соотношение между шириной спектра и длиной пакета.

 

В. Возбуждение линейного осциллятора, теорема Глаубера, уравнение Матье.

12. Доказательство обобщенной теоремы Глаубера, точное решение уравнения Шредингера при прямом и параметрическом возбуждении осциллятора, его выражение через функции Матье.

13. Решение уравнения Матье по теории возмущений.

14. Дисперсия и коэффициент сжатия состояния при параметрическом возбуждении.

 

Г. Модель лазерной генерации Скалли-Лэмба.

15. Физические основы модели, характерное время фазовой (поперечной) релаксации.

16. Описание состояния квантовой системы с помощью матрицы плотности, уравнение для матрицы плотности.

17. Теория возмущений, итерации для матрицы плотности.

18. Среднее значение полевых переменных, след матрицы плотности по атомным переменным, полевая матрица плотности.

19. Вклад активных и пассивных атомов в матрицу плотности.

20. Описание потерь резонатора, вклад пассивных атомов в полевую матрицу плотности.

21. Уравнение для диагональных матричных элементов полевой матрицы плотности, физический смысл основных его параметров, стационарное решение для диагональных элементов.

22. Порог лазерной генерации, среднее число фотонов.

23. Уравнение для недиагональных матричных элементов полевой матрицы плотности, затухание среднего значения поля, фотонная лавина – квантовое состояние лазерного излучения вблизи порога генерации.

24. Когерентность лазерного излучения и среднее значение напряженности поля, активные атомы в суперпозиционном состоянии как источники среднего значения напряженности поля.

25. Выход за рамки модели Скалли-Лэмба, различие в поведении синфазных и противофазных атомов, нарастание напряженности поля до классического значения, возбуждение когерентного состояния.

26. Синфазное возбуждение лазера, новые возможности сужения естественной ширины спектральной линии лазера.

27. Происхождение атомов в суперпозиционном состоянии, кулоново поле.

28. Квантовое состояние кулонова поля, особенности квантования кулонова поля.

 

Д. Теория квантовой интерференции.

29. Интерференция классических полей.

30. Интерференция полей в различных квантовых состояниях, исчезновение интерференции по квантовым причинам.

31. Интерференция зависимых и независимых световых пучков.

32. Наблюдение лазерного излучения.

33. Природа фотоотсчетов, кулонова неустойчивость слабого электронного потока в фотоприемнике.

34. Лазерное детектирование оптических сигналов.

 

Литература

1.      У.Люиселл Излучение и шумы в квантовой электронике М1972 «Наука»

2.      Ф.Арекки, М.Скалли, Г.Хакен, В.Вайдлих Квантовые флуктуации излучения лазера М1974 «Мир»

3.      сб. Квантовая оптика и квантовая радиофизика М1966 «Мир»

4.      Д.Клаудер, Э.Сударшан Основы квантовой оптики М1970 «Мир»

5.      А.И.Базь, Я.Б.Зельдович, А.М.Переломов Рассеяние, реакции и распады в нерелятивистской квантовой механике М1971 «Наука»

6.      В.П.Быков, Г.В.Шепелев Излучение атомов вблизи материальных тел М1986 «Наука»

7.      V.P.Bykov Radiation of Atoms in a Resonant Environment 1993 “World Scientific”

8.      В.П.Быков Основные особенности сжатого света УФН, т161, №10, с145, 1991

Если вы заметили в тексте ошибку, выделите её и нажмите Ctrl+Enter.

© 2001-2016 Московский физико-технический институт
(государственный университет)

Техподдержка сайта

МФТИ в социальных сетях

soc-vk soc-fb soc-tw soc-li soc-li
Яндекс.Метрика