Фемто- и аттосекундная лазерная спектрохронография

Программа
Фемто- и аттосекундная лазерная спектрохронография
1. Введение. Основные понятия. Оптическая физика на фемтосекундном рубеже. Понятие лазерной спектрохронографии. Оптическое управление квантовыми объектами. Когерентное управление и синтез сверхкоротких световых импульсов.
2. Оптический отклик вещества на короткий лазерный импульс. Нелинейная поляризация. Классическая модель поляризуемости. Раскачка и фазировка молекулярных колебаний световыми импульсами. Уравнение молекулярных колебаний. Модель двухуровневой среды. Уравнения Максвелла-Блоха. Оптические нелинейные восприимчивости. Симметрия среды и симметрия тензоров нелинейных оптических восприимчивостей. Кристаллографические категории, системы и сингонии. Точечные группы (классы) симметрии кристаллов (включая элементы теории групп). Предельные группы симметрии (группы Кюри). Преобразование векторных и тензорных индексов при перемене системы координат.
3. Когерентное управление. Оптическое управление амплитудой и фазой молекулярных колебаний. Функция импульсного отклика. Бигармоническая накачка. Воздействие сверхкороткого импульса. Последовательность сверхкоротких импульсов. Зондирование волновых пакетов. Управление волновыми пакетами и химическими реакциями. Методы формирования и использование чирпированных импульсов и импульсов заданной формы. Многоканальные оптические модуляторы
4. Лазерная спектрохронография. Общие принципы диагностики вещества на основе схемы возбуждение-зондирование. Фемтосекундные импульсы в спектроскопии. Принципы нестационарной спектроскопии. Вынужденное комбинационное рассеяние сверхкоротких импульсов. Нестационарный молекулярный отклик. Соотношение между спектром молекулярных колебаний и импульсным откликом.
5. Спектроскопия центросимметричных сред. Свойства нелинейно-оптической кубической восприимчивости. Резонанс однофотонного поглощения. Двухфотонный резонанс типа комбинационного рассеяния (рамановский резонанс). Четырехволновые взаимодействия (ЧВВ). Кубическая восприимчивость и резонанс двухфотонного поглощения. Частотно-вырожденные ЧВВ. Спектроскопия когерентного антистоксова рассеяния света (КАРС). Поляризационные методы разделения различных вкладов в кубическую восприимчивость. Другие способы дискриминации различных вкладов. ЧВВ в широких пучках. Фемтосекундные импульсы в ЧВВ. Фемтосекундная КАРС-спектрохронография. Методы, основанные на фазовой кросс-модуляции. Спектроскопия оптического эффекта Керра. Диагностика сверхбыстрых процессов методами нелинейно-оптической спектрохронографии.
6. Спектроскопия оптических нелинейностей нецентросимметричных изотропных сред. Частотная дисперсия электродипольной квадратичной нелинейности хиральных сред. Спектроскопия трехволнового смешения в оптически активных средах. Генерация второй гармоники в оптически активных средах в присутствии магнитного поля. Спектроскопия пятиволнового смешения в хиральных жидкостях (Био-КАРС).
7. Фазовое управление и синтез сверхкоротких импульсов. Предельно короткие импульсы: достижения и перспективы. Пути преодоления фемтосекундного рубежа. Методы генерации оптических гармоник высокого порядка и проблема их фазировки. Формирование сверхкоротких импульсов в комбинационно-активных средах. Генерация суперконтинуума и возможности его использования для получения коротких импульсов.
8. Терагерцовые импульсы. Методы генерации и детектирования. Приложения терагерцовых импульсов. Нестационарная терагерцовая спектроскопия.
9. Лазерное управление атомами и высокоточные измерения. Замедление и охлаждение атомов. Классификация атомных ловушек. Оптические дипольные ловушки и решетки. Субдоплеровское охлаждение. По пути Сизифа. Когерентное пленение населенностей. Холодные атомы в высокоточных измерениях. Атомные часы. Спектроскопия сверхвысокого разрешения. Атомная интерферометрия. Пучки охлажденных атомов. Фокусировка атомных пучков. Атомная литография. Бозе-конденсация.

& Литература
1. С.А.Ахманов, Н.И.Коротеев. Методы нелинейной оптики в спектроскопии рассеяния света. - М., Наука, 1981.
2. Н.И.Коротеев, И.Л.Шумай. Физика мощного лазерного излучения. - М., Наука, 1991, Гл. 3, 4.
3. С.А.Ахманов, Р.В.Хохлов. Проблемы нелинейной оптики. - М., ВИНИТИ, 1965.
4. Н.Бломберген. Нелинейная оптика./ Пер. с англ. - М., Мир, 1966.
5. И.Р.Шен. Принципы нелинейной оптики./ Пер. с англ. - М., Наука, 1989.
6. Ф.Цернике, Дж.Мидвинтер. Прикладная нелинейная оптика./ Пер. с англ. - М., Мир, 1976, Гл. 2, 3, 4, 5.
7. Н.И.Коротеев. Лазерная фемтосекундная спектрохронография. Вестник Московского университета, сер. 3 - Физика и Астрономия, 1966, вып. 6.
8. С.А.Ахманов. Спектроскопия высших оптических нелинейностей. В кн.: Нелинейная спектроскопия./ Пер. с англ. - М., Мир, 1979.
9. С.А.Ахманов, В.А.Выслоух, А.С.Чиркин. Оптика фемтосекундных лазерных импульсов. - М., Наука, 1988, Гл. 1, 2, 3, 6.
10. S.V.Popov, Yu.P.Svirko, N.I.Zheludev. Susceptibility tensors for nonlinear optics. - Bristol, Inst. of Physics Publishing, 1995.
11. M.D.Levenson, S.S.Kano. Introduction to nonlinear laser spectroscopy, in Quantum Electronics - Principles and Applications, Eds. P.F.Liao, P.Kelley. - San Diego, Academic Press, Inc., 1988, Chapt. 1, 4.
12. G.L.Eesley. Coherent Raman spectroscopy. - Oxford, Pergamon Press, 1981.

Программу составил
профессор А.М. Желтиков