Физика многофотонных процессов

4 курс, 7 семестр, 32 часа

Введение. Общие принципы описания системы “вещество + электромагнитное поле”. Понятие сильного поля. Некоторые сведения о мощных лазерах.

Атомы (молекулы). Классические и квантовомеханические модели.

Квантовая система в поле электромагнитной волны. Дипольное приближение: pA- и dE- калибровки.

Нестационарная теория возмущений. Базис состояний свободного атома. Переходы в дискретном спектре и фотоионизация (первый порядок теории возмущений). Вероятность перехода в единицу времени. Золотое правило Ферми.

Приближение двухуровневой системы. Осцилляции Раби. Резонансный и нерезонансный случаи. Квазиэнергии. и импульсы.

Квантовая теория дисперсии. Сопоставление с классикой.

Гармонический осциллятор в поле электромагнитной волны. Когерентные состояния. Переход к классическому описанию. Случай резонансного и нерезонансного воздействия.

Второй порядок теории возмущений. Двухфотонные процессы. Комбинационное и релеевское рассеяние света.

Динамический эффект Штарка.

Высшие порядки теории возмущений. Многофотонные процессы. Понятие о диаграммах Фейнмана.

Молекулы и переходы в них под действием слабого электромагнитного поля. Система электронных термов молекулы. Адиабатические и неадиабатические переходы. Факторы Франка - Кондона. Вероятность перехода в единицу времени.

Свободный электрон в поле электромагнитной волны. Классическое и квантовое описание. Волковские состояния (нерелятивистский случай).

Переходы в непрерывном спектре. Однофотонный вынужденный тормозной эффект.

Многофотонный вынужденный тормозной эффект. Теория Бункина - Федорова.

Переходы в непрерывный спектр. Фотоионизация. Многофотонный предел.

Теория фотоионизации Келдыша. Туннельный и многоквантовый пределы.

Надпороговая ионизация атомов. Генерация гармоник.

Образование многозарядных ионов в поле лазерного излучения. Эффекты “встряски“ и “перерассеяния”.

Атом в сверхсильном световом поле. Система координат Крамерса и приближение Крамерса - Хеннебергера. Эффект стабилизации. Атом Крамерса - Хеннебергера.

Интерференционная стабилизация атомов.

Квантовое электромагнитное поле. Спонтанные переходы. Естественная ширина линии. Сверхизлучение. “Сжатый” свет.

Литература:

• Н.Б.Делоне Взаимодействие лазерного излучения с веществом, М.: Наука, 1989
• Н.Б.Делоне, В.П.Крайнов Основы нелинейной оптики атомарных газов, М.: Наука, 1986
• Н.Б.Делоне, В.П.Крайнов Атом в сильном световом поле, М.: Энергоатомиздат, 1984
• М.В.Федоров Электрон в сильном световом поле, М.: Наука, 1991
• Ю.А.Ильинский, Л.В.Келдыш Взаимодействие электромагнитного излучения с веществом, М.: МГУ, 1989
• Ю.П.Райзер Лазерная искра и распространение разрядов, М.: Наука, 1974
• Н.И.Коротеев, И.Л.Шумай Физика мощного лазерного излучения, М.: Наука, 1991
• Д.Н.Клышко Физические основы квантовой электроники, М.: Наука, 1986
• Е.А.Волкова, А.М.Попов, А.Т.Рахимов Квантовая механика на персональном компьютере, М.: УРСС, 1995