Квантовая теория - лазер
Cтраница 1
Полная нелинейная квантовая теория лазера, обсуждавшаяся в предыдущей главе, рассматривает наиболее интересные квантовые статистические свойства поля излучения. [1]
Квантовую теорию лазера можно расширить, включив в нее внешнее поле. [2]
Хакена к квантовой теории лазера методически интересен, отличается прозрачностью и простотой. С его помощью реально удается получить решение для газовых лазеров с малой плотностью возбужденных атомов, когда можно пренебречь коллективными эффектами в спонтанном излучении. Правда, если среднее число фотонов в моде велико, то лазерное поле естественно описывать в квазиклассическом приближении, используя представление когерентных состояний. Цитированные выше работы [28, 29] как раз и посвящены построению квантовой теории лазера, асимптотически точной по квазиклассическому параметру; в результате удается единым образом описать все основные типы лазеров при произвольном соотношении времен релаксации среды и поля в резонаторе с учетом существенной роли коллективных эффектов. [3]
Чтобы связать данную квантовую теорию лазера с полуклассической теорией, рассмотренной в разд. [4]
Мы видели, что квантовая теория лазера дает информацию об абсолютной величине, или абсолютном числе фотонов, лазерного поля. Однако распределение интенсивности света в стационарном состоянии не отличается от того, которое получается в рамках полу классической теории с учетом ланжевеновского шума. Это наводит на мысль о глубинной и более общей связи между двумя различными подходами, которую мы сейчас и будем исследовать. Мы обнаружим, с помощью диагонального представления лазерного поля по когерентным состояниям, введенного в разд. Это показывает полную эквивалентность двух подходов с точки зрения вычисления средних значений нормально упорядоченных операторов. [5]
В предыдущей главе мы излагали квантовую теорию лазера на основе квантовых уравнений Ланжевена. Преимущество этих уравнений состоит в том, что их физический смысл легко уяснить благодаря аналогии с полуклассическими уравнениями для лазера. Они довольно легко решаются ( даже в квантовом случае) для до-порогового и надпорогового режима путем линеаризации. Вместе с тем небольшой интервал значений накачки в окрестности порога, в котором происходят наиболее интресные явления, нельзя проанализировать с помощью квантовых уравнений Ланжевена. Это связано с тем, что, хотя уравнения и применимы, не известен способ их решения для данной области. Там мы выводили классическое уравнение Фоккера - Планка из квантовых уравнений Ланжевена на основе эвристических соображений. [6]
В заключение заметим, что микромазер, в смысле реального устройства, есть модель, для правильного понимания работы которой требуется квантовая теория лазера. Такое описание дано в гл. [8]
 |
Структура теории лазера. [9] |
Квантовая теория лазера и, возможно, гл. [10]
Третья строка следует из второй, если изменить порядок суммирования и положить s т - г. Таким образом, измерения факториальных моментов числа фотоотсчетов можно очень легко связать с расчетной статистикой фотонов. Однако вследствие близкого соответствия между (18.3.17) и (18.4.35), предсказания квантовой теории лазера для фотоэлектрического счета существенно не отличаются от предсказаний полуклассической теории с учетом квантового шума. [11]
Книга известного физика-теоретика из ФРГ, одного из создателей современной квантовой теории лазера, представляет собой изложение кинетической теории лазерных систем, в котором вопросы лазерной кинетики рассматриваются под нетрадиционным углом зрения. Глубоко и вместе с тем вполне доходчиво излагаются аппарат и важнейшие приложения квантовой теории лазера, при этом анализируется ряд новейших проблем оптики лазеров: оптическая бистабиль-пость. Может служить учебным пособием. [12]
Шредингера или уравнения для матрицы плотности, поскольку классическая теория вещества во многих случаях недостаточна. Действительно, квантовый аспект теории начинается уже с самого представления об энергетических уровнях и дискретных значениях энергий, которыми обладают активные центры. Если излучение описывается классическими методами, а активная среда квантовыми, то соответствующая теория процессов в лазерах называется полуклассической; если и вещество и излучение описываются квантовыми методами - квантовой теорией лазеров. [13]
Хакена к квантовой теории лазера методически интересен, отличается прозрачностью и простотой. С его помощью реально удается получить решение для газовых лазеров с малой плотностью возбужденных атомов, когда можно пренебречь коллективными эффектами в спонтанном излучении. Правда, если среднее число фотонов в моде велико, то лазерное поле естественно описывать в квазиклассическом приближении, используя представление когерентных состояний. Цитированные выше работы [28, 29] как раз и посвящены построению квантовой теории лазера, асимптотически точной по квазиклассическому параметру; в результате удается единым образом описать все основные типы лазеров при произвольном соотношении времен релаксации среды и поля в резонаторе с учетом существенной роли коллективных эффектов. [14]
В этой главе мы рассмотрим скоростные уравнения. Такие уравнения уже встречались нам, когда мы выводили пороговое условие генерации в разд. В данной главе мы будем считать, что число п, хотя оно, согласно квантовой теории, должно быть целым, есть непрерывная переменная. Более строгий вывод скоростных уравнений возможен только на основе полной квантовой теории лазера, а в довольно хорошем приближении - на основе полуклассических уравнений лазера. Отложим этот вывод до следующих глав и начнем здесь прямо со скоростных уравнений для того, чтобы дать первое представление о физических процессах, происходящих в лазере. [15]
Страницы: 1 2