Наиболее полный и авторитетный труд по оптике в мировой литературе, учитывающий все последние достижения классической теории.
Излагаются макроскопические уравнения Максвелла с формально введенными константами и подробно разбираются вопросы распространения электромагнитных волн в среде, а также связь этих констант с поляризацией и намагничением.
Уравнения геометрической оптики последовательно выводятся из уравнений Максвелла (при этом автоматически учитывается поперечность и векторный характер световых волн) и затем применяются к теории оптического изображения и к расчету аберраций. Рассматриваются интерференция, элементарная и строгая теория дифракции, дифракционная теория аберраций и дифракция света на ультразвуковых волнах. Подробно излагаются вопросы распространения, интерференции и дифракции частично когерентного света; основное внимание уделяется случаю квазимонохроматического излучения, причем общее рассмотрение строится на использовании метода корреляционных функций. Излагаются вопросы металлооптики и кристаллостатики.
Во всем книге много внимания уделяется изложению математического аппарата.
Таблиц 30, иллюстраций 389, библиография 814 назв.
Нелинейная оптика одна из наиболее интересных новых областей физики. Особое значение она приобрела после изобретения оптических квантовых генераторов лазеров. В интенсивных полях современных лазеров возникают новые явления, а хорошо известные оптические явления приобретают новые черты. Все эти новые эффекты объединяет нелинейная зависимость их протекания от интенсивности света.
Нелинейной оптикой активно занимаются исследователи многих стран. Уже первые результаты имеют большую научную и практическую ценность. Именно средствами нелинейной оптики удалось, например, создать мощные генераторы ультрафиолетового излучения и совершенно новые для оптики перестраиваемые генераторы когерентного оптического излучения.
Предлагаемая книга, опубликованная в США, — первая книга по нелинейной оптике, опубликованная крупным американским физиком Н. Бломбергеном, широко известным своими работами по квантовой электронике и нелинейной оптике. Ее характеризует высокий научный уровень и широкий охват современных проблем.
Во вступительной статье редакторов перевода кратко освещено современное состояние нелинейной оптики и дан критический обзор содержания книги.
Книга будет полезна как специалистам — физикам, так и лицам, приступающим к изучению нелинейной оптики: инженерам по квантовой электронике, физикам смежных с оптикой специальностей, аспирантам и студентам старших курсов.
Книга содержит систематическое и вместе с тем достаточно элементарное изложение теории оптического изображения с точки зрения интегральных преобразований. В ней рассматриваются вопросы оптической обработки информации, фильтрация, основы метода голографии и ее возможные применения.
Книга предназначена для физиков и инженеров, занимающихся теорией, а также разработкой и применением оптических приборов. Она также может быть использована как дополнительное пособие студентами старших курсов, специализирующимися по оптике и радиофизике. Разделы, посвященные возможным применениям новых методов в оптике, представляют большой интерес и для читателей-неспециалистов.
Пособие «Оптика» написано в соответствии с программой курса общей физики (раздел «Оптика») для физических факультетов вузов. Кроме традиционных разделов в нем отражены крупные достижения в оптике (оптические квантовые генераторы, элементы нелинейной оптики, голография), происшедшие за последние двадцать лет. В отличие от существующих пособий более подробно описаны явления рассеяния света, люминесценция, тепловое излучение и т. д.
Предназначается для студентов вузов.
Численно исследован процесс формирования сильного электрического поля на металле, частично покрытом диэлектрической пленкой, в потоке плазмы с учетом автоэлектронной эмиссии с поверхности металла и вторичной электронной эмиссии с поверхности диэлектрика. Показано, что при отрицательном потенциале на металле порядка нескольких сотен вольт, плотности плазмы ~1012 см3, температуре электронов плазмы ~10 эВ и толщине пленки d 1 мкм напряженность электрического поля вблизи края пленки достигает нескольких МВ/см, что на два порядка превышает напряженность поля на открытой металлической поверхности в плазме. При умеренном дополнительном усилении поля на микронеровностях поверхности металла на уровне ~10 такая напряженность является достаточной для генерации автоэмиссионного тока с вершин выступов металла с плотностью порядка 108 МА/см2, необходимой для развития взрывной электронной эмиссии с последующим формированием микроплазменного (микродугового) разряда на краю пленки. Исследовано влияние генерируемого пучка автоэмиссионных электронов на формирование электрического поля вблизи края диэлектрической пленки при различных углах наклона среза пленки. При углах наклона < 85 эмитированные электроны не попадают на пленку и практически не влияют на величину формируемого поля. При 90 пучок эмитированных электронов попадает на торец пленки, вызывая вторичную электронную эмиссию с поверхности диэлектрика. В этом случае напряженность электрического поля оказывается недостаточной для развития взрывной электронной эмиссии с поверхности металла, однако под действием пучка ускоренных автоэмиссионных электронов с энергией ~50 эВ и плотностью тока ~105 А/см2 торец пленки нагревается до температуры ~1000 C, что может приводить к интенсивному газовыделению с поверхности диэлектрика. Развитие микроплазменного разряда в этом случае может быть связано с формированием плотного сгустка плазмы вблизи торца пленки в результате ионизации выделившегося газа автоэмиссионным электронным пучком.
Индукционный разряд возбуждался на частотах f = 0,5—12,0 МГц и мощности P = 25—160 Вт в смеси паров ртути (0,01 Торр) и аргона (0,1—0,6 Торр) в цилиндрических разрядных трубках длиной 300 мм и диаметром D = 40, 50, 60 и 70 мм с помощью индуктивной катушки, охватывающей трубку по ее продольному периметру. Установлено, что зависимости тока катушки Icoil и мощности потерь в проводе катушки Рcoil от мощности лампы P имеют минимум, сдвигающийся в сторону меньших мощностей с увеличением диаметра трубки D, частоты разрядного тока f и числа витков катушки n. Зависимость Рcoil от частоты f имеет минимум, сдвигаюшийся с увеличением мощности лампы Р в сторону меньших частот. КПД индуктивной катушки ηcoil возрастает с увеличением мощности лампы, диаметра разрядной трубки, частоты разрядного тока, давления аргона и числа витков катушки. Результаты расчета электрических параметров индуктивной катушки находятся в хорошем согласии с экспериментальными данными.
В рамках обзора исследовалась природа избыточного низкочастотного шума. Проанализированы результаты экспериментальных и теоретических исследований. Показана связь избыточного шума с дефектами структуры твердых тел. Приведены следующие экспериментально установленные факты, указывающие на такую связь. Корреляция спектральных свойств избыточного шума с характеристиками дефектов. Влияние на шум внешних воздействий на твердые материалы, приводящих к нарушениям структуры материалов. Корреляция шума с надежностью твердотельных электронных приборов. Зависимость шума от технологии изготовления материалов. Проанализированы многочисленные теоретические модели избыточного низкочастотного шума, связывающие его происхождение с дефектами. Отмечена принципиальная возможность объяснения подобным образом избыточного шума в различных типах твердых тел. Представлены аргументы в пользу того, что происхождение избыточного шума в твердых телах связано с дефектами структуры.
Представлена вторая часть обзора, который посвящен динамическому методу визуализации и измерения пространственного распределения интенсивности миллиметрового (ММ) излучения при помощи оптического континуума, излучаемого положительным столбом разряда постоянного тока в смеси паров цезия с ксеноном (метод ОКИР). Принцип действия и физические основы метода ОКИР были рассмотрены в первой части обзора [Успехи прикладной физики. 2015. Т. 3. № 6. С. 515]. В данной статье описаны эксперименты, которые демонстрируют возможность использования этого метода визуализации для измерения параметров излучения на выходе источников ММ-излучения средней мощности. В частности, с его помощью была идентифицирована рабочая мода гиротрона трехмиллиметрового диапазона с импульсным магнитным полем, а также оценены величины примесей паразитных мод на выходе этого гиротрона и импульсного оротрона двухмиллиметрового диапазона. В статье также рассмотрены возможности применения метода ОКИР для радиовидения и неразрушающего контроля в диапазоне ММ-волн в реальном масштабе времени (с частотой более десяти кадров в секунду). Были получены теневые радиоизображения поглощающих и отражающих ММ-излучение объектов, а также радиопрозрачных объектов. Показано, что такой метод радиовидения в ММ-диапазоне может применяться для оперативного обнаружения и распознавания скрытых предметов, а также для регистрации динамических процессов.
На фоне современных способов проведения масс-анализа статические масс-анализаторы иногда считаются безнадёжно устаревшими и пригодными для решения лишь узкоспецифичных задач. Однако новые технологические решения (в частности, использование сильных постоянных магнитов со сложными профилями наконечников, использование параллельных детекторов высокого пространственного разрешения типа микроканальных пластин и фотодиодных матриц, и т. п.) вполне способны придать новое дыхание этому направлению. В данной статье рассматриваются теоретические способы, как на основе неоднородных статических магнитных полей, однородных по Эйлеру, можно разрабатывать схемы статических масс-спектрографов нового типа. Важно, что указанные массспектрографы характеризуются большим диапазоном масс в спектре, обладают строго линейной линией фокусов и демонстрируют одинаково высокое качество фокусировки (а именно, двойную фокусировку второго порядка по углу, энергии и дополнительно по вертикальному смещению) в любой точке линии фокусов.
Проведено комплексное теоретическое исследование, позволившее оценить степень влияния взаимосвязи сигналов многорядного крупноформатного фотоприемного устройства (ФПУ) на его характеристики. Предложено классифицировать виды взаимосвязи следующим образом, а именно, выделить два вида фотоэлектрической связи: “внутриканальную фотоэлектрическую связь” и “межканальную фотоэлектрическую связь”, а также два вида электрической связи: “взаимосвязь в схеме ВЗН-суммирования” (ВЗН — временная задержка и накопление) и “взаимосвязь внутри блока сопряжения”. Представлены формы выходных сигналов ФПУ, характерные для каждого вида взаимосвязи сигналов. Вычисления проведены для двух различных топологий матриц фоточувствительных элементов. Результаты, полученные в работе, применимы для широкого класса инфракрасных (ИК) ФПУ с режимом ВЗН.