Оптическая когерентность и квантовая оптика, Мандель Л., Вольф Э., 2000

Оптическая когерентность и квантовая оптика, Мандель Л., Вольф Э., 2000.

   Книга посвящена систематическому изложению основ новой области современной оптической физики, имеющей дело с проблемами когерентности и флуктуаций света. Авторы являются широко известными учеными, внесшими основополагающий вклад в решение многих проблем когерентной и квантовой оптики. С единых позиций излагаются теория оптической когерентности, фотоэлектрического детектирования света, эффекты резонансного взаимодействия квантовых систем с электромагнитным полем и ряд квантовых эффектов нелинейной оптики. Большая часть книги основана на различных учебных курсах, читаемых авторами в течение многих лет.
Книга представляет интерес для широкого круга исследователей, работающих в области современной оптики, а также для преподавателей, аспирантов и студентов соответствующих специальностей.




ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ВЕРОЯТНОСТЕЙ.
Понятие вероятности является важным для оптики, как и для любой другой области, где результат данного опыта или измерения не является однозначным. В этих условиях желательно ввести некоторую меру, характеризующую степень правдоподобия возможной реализации какого-либо результата или события. Такая мера называется вероятностью события.

В прошлом существовали различные определения вероятности. Классическое определение основано на исчерпывающем перечислении возможных результатов эксперимента или испытания. Если испытание имеет N различных взаимоисключающих результатов, появление которых равновероятно, и если n из этих возможных N результатов мы рассматриваем как «успех», тогда вероятность успеха в любом одиночном испытании определяется отношением n/N. Например, если мы бросаем игральную кость, и если каждая из шести цифр имеет равную возможность оказаться наверху, когда кость остановится, то имеется N = 6 различных исходов. Если успехом мы считаем появление, например, четного числа, то, поскольку есть три различных варианта достижения этого успеха, его вероятность при выбрасывании кости определяется как 3/6 = 1/2. К сожалению, исчерпывающее перечисление всех возможных результатов не всегда осуществимо.

ОГЛАВЛЕНИЕ.
ПРЕДИСЛОВИЕ.
1. ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ВЕРОЯТНОСТЕЙ.
1.1. Определения.
1.2. Свойства вероятностей.
1.3. Случайные переменные и распределение вероятностей.
1.4. Производящие функции.
1.5. Некоторые примеры распределений вероятности.
1.6. Многомерное гауссовское распределение.
2 СЛУЧАЙНЫЕ ПРОЦЕССЫ.
2.1. Введение в статистические ансамбли.
2.2. Стационарность и эргодичность.
2.3. Свойства автокорреляционной функции.
2.4. Спектральные свойства стационарного случайного процесса.
2.5. Ортогональное представление случайного процесса.
2.6. Временная эволюция и классификация случайных процессов.
2.7. Основные уравнения в интегро-дифференциальной форме.
2.8. Основные уравнения в дифференциальной форме.
2.9. Уравнение Ланжевена и уравнение Фоккера - Планка.
2.10. Процесс Винера (или одномерное случайное блуждание).
3 МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ.
3.1. Комплексный аналитический сигнал.
3.2. Представление углового спектра волновых нолей.
3.3. Метод стационарной фазы.
4 ТЕОРИЯ КОГЕРЕНТНОСТИ ВТОРОГО ПОРЯДКА СКАЛЯРНЫХ ВОЛНОВЫХ ПОЛЕЙ.
4.1. Введение.
4.2. Некоторые элементарные представления и определения.
4.3. Интерференция двух стационарных световых пучков как проявление корреляции второго порядка.
4.4. Распространение корреляций.
4.5. Специальные типы полей.
4.6. Свободные поля с произвольной степенью когерентности.
4.7. Представление но когерентным модам и представление но ансамблю для источников и полей в пространственно-частотной области.
5 ИЗЛУЧЕНИЕ ИСТОЧНИКОВ ЛЮБОЙ СТЕПЕНИ КОГЕРЕНТНОСТИ.
5.1. Введение.
5.2. Излучение трехмерных первичных источников.
5.3. Излучение плоских вторичных источников.
5.4. Теоремы эквивалентности для плоских источников, генерирующих одинаковую интенсивность излучения.
5.5. Представление по когерентным модам для гауссовских источников модели Шелла.
5.6. Оптические лучи.
5.7. Основы радиометрии.
5.8. Влияние пространственной когерентности источника на спектр излучаемых полей.
6 ТЕОРИЯ КОГЕРЕНТНОСТИ ВТОРОГО ПОРЯДКА ВЕКТОРНЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ.
6.1. Введение.
6.2. Равновременная 2 х 2-матрица когерентности хорошо коллимированного, однородного, квазимонохроматического светового луча.
6.3. Полностью неполяризованный и полностью поляризованный свет. Степень поляризации.
6.4. Прохождение квазимонохроматического луча через линейные, не формирующие изображения устройства.
6.5. Обобщенные матрицы когерентности второго порядка и тензоры когерентности стационарного электромагнитного поля.
6.6. Тензоры взаимной спектральной плотности второго порядка стационарного электромагнитного поля.
7 ПРИМЕНЕНИЯ ТЕОРИИ КОГЕРЕНТНОСТИ ВТОРОГО ПОРЯДКА.
7.1. Введение.
7.2. Звездная интерферометрия.
7.3. Интерференционная спектроскопия.
7.4. Когерентность поперечных мод лазерного резонатора.
7.5. Диэлектрический отклик и спектр индуцированной поляризации во флуктуирующей среде
7.6. Рассеяние от случайных сред.
8 КОРРЕЛЯЦИИ ОПТИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ ВЫСШЕГО ПОРЯДКА.
8.1. Введение.
8.2. Пространственно-временные корреляционные функции произвольного порядка.
8.3. Пространственно-частотные корреляционные функции произвольного порядка.
8.4. Корреляционные функции полей, подчиняющихся гауссовской статистике.
8.5. Представление по когерентным модам взаимных спектральных плотностей произвольного порядка.
9 ПОЛУКЛАССИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ФОТОДЕТЕКТИРОВАНИЯ.
9.1. Введение.
9.2. Обзор элементарной квантовой механики.
9.3. Дифференциальная вероятность фотодетектирования.
9.4. Совместные вероятности многократного фотодетектирования.
9.5. Интегральные вероятности детектирования.
9.6. Фотоэлектрическое детектирование во флуктуирующих полях.
9.7. Статистика фотоэлектрических отсчетов флуктуирующего поля.
9.8. Флуктуации фотоэлектрического тока.
9.9. Эффект Хэнбери Брауна — Твисса (полуклассическое рассмотрение).
9.10. Звездная интерферометрия интенсивностей.
9.11. Спектроскопия флуктуаций.
10 КВАНТОВАНИЕ СВОБОДНОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ.
10.1. Введение.
10.2. Гамильтониан классического поля и канонические уравнения движения.
10.3. Каноническое квантование поперечного поля.
10.4. Энергетический спектр; фотоны.
10.5. Импульс квантованного ноля.
10.6. Момент количества движения квантованного поля.
10.7. Операторы фазы квантованного ноля.
10.8. Пространственно-временные коммутационные соотношения.
10.9. Вакуумные флуктуации.
10.10. Непрерывное фоковское пространство.
10.11. Некоторые теоремы операторной алгебры.
11 КОГЕРЕНТНЫЕ СОСТОЯНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ.
11.1. Введение.
11.2. Фоковское представление когерентных состояний.
11.3. Когерентное состояние как смещенное вакуумное состояние. Оператор смещения.
11.4. q-представление когерентных состояний.
11.5. Эволюция во времени и соотношения неопределенностей.
11.6. Когерентные состояния как базис. Неортогональность и переполненность.
11.7. Представление состояний и операторов целыми функциями.
11.8. Диагональное представление оператора плотности но когерентным состояниям (Р-представление Глаубера — Сударшана).
11.9. Оптическая теорема эквивалентности для нормально упорядоченных операторов.
11.10. Более общие представления в фазовом пространстве.
11.11. Многомодовые поля.
11.12. Положительно- и отрицательно-частотные операторы ноля.
11.13. Поле, создаваемое классическим током.
12 КВАНТОВЫЕ КОРРЕЛЯЦИИ И ФОТОННАЯ СТАТИСТИКА.
12.1. Введение.
12.2. Фотоэлектрическое измерение оптического поля; нормальное упорядочение.
12.3. Оператор фотонной плотности.
12.4. Интерференционные эксперименты; корреляционные функции второго порядка.
12.5. Корреляционные функции и взаимные спектральные плотности произвольного порядка.
12.6. Степень и порядок когерентности.
12.7. Значение когерентности второго порядка.
12.8. Стационарность, однородность, изотропность.
12.9. Антинормально упорядоченные корреляционные функции.
12.10. Фотонная статистика.
12.11. Проблема локализации фотонов.
12.12. Влияние аттенюатора или делителя пучка на квантовое поле.
12.13. Влияние поляризатора на поле.
12.14. Локальность Эйнштейна и корреляции фотонов.
13 ИЗЛУЧЕНИЕ ИСТОЧНИКОВ, НАХОДЯЩИХСЯ В СОСТОЯНИИ ТЕПЛОВОГО РАВНОВЕСИЯ.
13.1. Излучение черного тела.
13.2. Свет от теплового источника.
13.3. Пучки стационарного света от теплового источника.
14 КВАНТОВАЯ ТЕОРИЯ ФОТОДЕТЕКТИРОВАНИЯ.
14.1. Взаимодействия квантованного электромагнитного поля.
14.2. Вероятность одноэлектронного фотодетектирования.
14.3. N-электронный фотодетектор.
14.4. Вероятность многократного фотоэлектрического детектирования.
14.5. Вероятность многократного детектирования при произвольном начальном состоянии поля.
14.6. Фотоэлектрические корреляции.
14.7. Группировка и антигруппировка.
14.8. Статистика фотоэлектрического счета.
14.9. Свойства вероятности детектирования р(п, t,t + T).
15 ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ СВЕТА И ДВУХУРОВНЕГО АТОМА.
15.1. Динамические переменные для двухуровневого атома.
15.2. Елоховское представление.
15.3. Взаимодействие атома с классическим полем.
15.4. Взаимодействие атома с квантовым полем: подход теории возмущений.
15.5. Взаимодействие атома с квантовым полем: общее рассмотрение.
15.6. Резонансная флуоресценция.
15.7. Отклонение атомов светом.
15.8. Охлаждение и пленение атомов.
16 КОЛЛЕКТИВНЫЕ АТОМНЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ.
16.1. Затухание оптической свободной индукции.
16.2. Фотонное эхо.
16.3. Самоиндуцированная прозрачность.
16.4. Оптическая бистабильность.
16.5. Коллективные атомные состояния и коллективные динамические переменные.
16.6. Кооперативное атомное излучение.
16.7. Атомные когерентные состояния.
17 ОБЩИЕ МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ ВЗАИМОДЕЙСТВУЮЩИХ СИСТЕМ.
17.1. Квантовая теорема регрессии.
17.2. Флуктуационно-диссипационная теорема.
17.3. Основные кинетические уравнения.
17.4. Источники квантового шума и квантовые уравнения Ланжевена.
18 ОДНОМОДОВЫЙ ЛАЗЕР.
18.1. Введение.
18.2. Полуклассическая теория лазера.
18.3. Полуклассическая теория лазера с учетом шума спонтанного излучения.
18.4. Квантовая теория лазера.
18.5. Взаимосвязь между квантовой и полуклассической теориями лазера.
18.6. Решение зависящего от времени уравнения движения.
18.7. Корреляционные функции.
18.8. Нестабильности лазера и хаос.
19 ДВУХМОДОВЫЙ КОЛЬЦЕВОЙ ЛАЗЕР.
19.1. Уравнения движения.
19.2. Стационарное решение.
19.3. Аналогия с фазовым переходом.
19.4. Зависящее от времени решение в случае константы связи ξ=1.
19.5. Зависящее от времени решение в более общем случае взаимодействия между модами ξ=1.
20.ЛИНЕЙНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ СВЕТА
20.1. Введение.
20.2. Основное кинетическое уравнения для поля усилителя.
20.3. Решение основного кинетического уравнения.
20.4. Статистика фотонов.
20.5. Сжатый свет.
20.6. Условие, при котором поле на выходе усилителя является классическим.
21.СЖАТЫЕ СОСТОЯНИЯ СВЕТА.
21.1. Определение квадратурного сжатия.
21.2. Квантовая природа сжатого состояния.
21.3. Унитарный оператор сжатия.
21.4. Идеальное сжатое состояние.
21.5. Двухфотонное когерентное состояние.
21.6. Детектирование сжатия гомодинированием с когерентным светом.
21.7. Сжатие, реализованное на практике: вырожденная параметрическая вниз-конверсия.
21.8. Широкополосный сжатый свет.
21.9. Сжатие высшего порядка.
22.НЕКОТОРЫЕ КВАНТОВЫЕ ЭФФЕКТЫ В НЕЛИНЕЙНОЙ ОПТИКЕ.
22.1. Введение.
22.2. Энергия поля в диэлектрике.
22.3. Генерация оптических гармоник.
22.4. Параметрическая вниз-конверсия.
22.5. Вырожденное четырехволновое смешение.
22.6. Квантовые неразрушающие измерения.
ЛИТЕРАТУРА.
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ.



Бесплатно скачать электронную книгу в удобном формате, смотреть и читать:
Скачать книгу Оптическая когерентность и квантовая оптика, Мандель Л., Вольф Э., 2000 - fileskachat.com, быстрое и бесплатное скачивание.

Скачать djvu
Ниже можно купить эту книгу, если она есть в продаже, и похожие книги по лучшей цене со скидкой с доставкой по всей России.Купить книги


Скачать - djvu - Яндекс.Диск.




Теги: учебник по физике :: физика :: Мандель :: Вольф :: квант :: оптика