Книга перша
Передмова..... б
Глава 1. РОЗВИТОК УЯВЛЕНЬ ПРО СВІТЛО...................... 8

1. Уявлення про світло у стародавньому світі............. 8
2. Моделі світла у середні віки..... 9
3. Корпускулярна модель світла 17
4. Хвильова модель світла......... 19
5. Аналогія оптики з механікою. 29
Контрольні запитання і задачі....... 34

Глава 2. ХВИЛЬОВА МОДЕЛЬ СВІТЛА. 37

1. Вимірювання швидкості світла... 37
2. Спроби виявити "ефірний вітер" 40
3. Теорія електромагнітного поля... 43
4. Диференціальна та інтегральна форми рівнянь Максвела....................... 46
5. Електромагнітні хвилі.. 48
6. Енергія електромагнітного поля. 51
7. Підтвердження електромагнітної природи світла... 53
8. Перетворення Лоренца. 55
9. Спектр оптичного випромінювання......................... 57
Контрольні запитання і задачі....... 59

Глава 3. КВАНТОВА МОДЕЛЬ СВІТЛА. 61

1. Закони теплового випромінювання.......................... 61
2. Гіпотеза світлових квантів...... 67
3. Кванти дії атома............ 75
Контрольні запитання і задачі........ 78

Глава 4. СВІТЛО, ХВИЛІ ДЕ БРОЙЛЯ ТА СОЛІТОНИ..... 80

1. Світло та спеціальна теорія відносності................... 80
2. Світло у просторі та часі......... 83
3. Фізичне поле................. 85
4. Хвилі де Бройля............ 87
5. Солітони........................ 91
6. Світло та загальна теорія відносності...................... 92
Контрольні запитання і задачі ....... 94

Глава 5. ГЛОБАЛЬНЕ КВАНТУВАННЯ МАТЕРІЇ............. 97

1. Квантова механіка........ 97
2. Квантова електродинаміка... 127
3. Властивості квантових систем... 136
4. Квантовий комп'ютер. 138
5. Квантова криптографія......... 144
Контрольні запитання і задачі..... 153

Глава б. ФОТОМЕТРИЧНІ ТА ЕНЕРГЕТИЧНІ ПАРАМЕТРИ ВИПРОМІНЮВАННЯ........ 155

1. Світло чи оптичне випромінювання?.................... 155
2. Фотометричні параметри випромінювання.......... 156
3. Енергетичні параметри випромінювання.............. 163
4. Зв'язок між фотометричними та енергетичними параметрами випромінювання.. 170
5. Основні закони геометричної оптики: поняття та позначення.............. 171
Контрольні запитання і задачі..... 175

Глава 7. ТЕПЛОВІ ДЖЕРЕЛА ВИПРОМІНЮВАННЯ..... 177

1. Теплове випромінювання сірих тіл....................... 177
2. Сонце........................... 181
3. Реліктове випромінювання Всесвіту.............. 186
4. Полум'я...................... 187
5. Лампа розжарювання. 188
6. Інфрачервоні теплові випромінювачі.................... 191
Контрольні запитання і задачі..... 192

Глава 8. ГАЗОРОЗРЯДНІ ДЖЕРЕЛА ВИПРОМІНЮВАННЯ............ 194

1. Оптичне випромінювання газу. 194
2. Стаціонарний електричний розряд у газі............... 197
3. Імпульсний електричний розряд у газі.................. 202
4. Лампи жевріючого розряду. 203
5. Дугові лампи.............. 207
6. Імпульсні лампи......... 212
7. Високочастотні лампи 226
Контрольні запитання і задачі..... 227

Глава 9. ЛЮМІНЕСЦЕНЦІЯ ТА її ЗАСТОСУВАННЯ..... 229

1. Механізми люмінесценції та її види....................... 229
2. Методи збудження люмінесценції......................... 235
3. Підсилення, гасіння та затухання люмінесценції.. 243
4. Основні параметри люмінофорів........................... 246
5. Застосування люмінесценції. 248
Контрольні запитання і задачі .... 253

Глава 10. ЕЛЕКТРОЛЮМІНЕСЦЕНТНІ ДЖЕРЕЛА ВИПРОМІНЮВАННЯ ...254

1. Електролюмінесценція напівпровідників............ 254
2. Міжзонне рекомбінаційне випромінювання........ 256
3. Електрична та математична моделі р—n-переходу. 266
4. Математична модель світлодіода......................... 274
5. Електролюмінесцентні конденсатори................... 278
6. Електролюмінесцентні матеріали для світлодіодів.. 281
7. Напівпровідникові лазери... 285
Контрольні запитання і задачі..... 286

Глава 11. СВІТЛОДІОДИ ТА ЇХ ЗАСТОСУВАННЯ........ 288

1. Світлодіоди на гомопереходах 288
2. Світлодіоди з керованим кольором випромінювання......................... 300
3. Гетероструктурні світлодіоди. 302
4. Суперлюмінесцентні світлодіоди......................... 306
5. Світлодіоди на квантових ямах та квантових точках........................... 309
6. Світлодіоди на фотонних кристалах.................... 311
7. Світлодіоди з антистоксовим люмінофором...... 312
8. Органічні світлодіоди.......... 314
9. Технологія світлодіодів та лазерних діодів......... 317
10. Конструкції світлодіодів... 339
11. Застосування світлодіодів 342
Контрольні запитання і задачі..... 351

Список літератури...................... 353
Іменний покажчик...................... 358
Предметний покажчик............... 364

ЗМІСТ

Книга друга
Передмова............ 6
Глава 12. КВАНТОВІ ВЛАСТИВОСТІ ОПТИЧНОГО СЕРЕДОВИЩА........... 7

1. Оптичне середовище............................ 7
2. Пасивне оптичне середовище.............. 10
3. Активне оптичне середовище.............. 21
4. Насичення активного середовища....... 26
5. Елементарні джерела випромінювання..................... 28
6. Гармонічні осцилятори........................ 30
7. Спектральні лінії...... 37
Контрольні запитання та задачі ................... 43

Глава 13. ОПТИЧНІ РЕЗОНАТОРИ................... 46

1. Резонансне збільшення амплітуди електромагнітної хвилі.................. 46
2. Інтерферометр Фабрі-Перо.................. 49
3. Оптичний зворотний зв'язок................ 56
4. Пасивний оптичний резонатор............. 57
5. Активний оптичний резонатор............. 69
6. Типи оптичних резонаторів.................. 71
7. Математичне моделювання оптичного резонатора. 77
8. Ефект Казимира в оптичному резонаторі................ 81
Контрольні запитання та задачі.................... 82

Глава 14. ГАЗОВІ ЛАЗЕРИ..... 84

1. Мазери та лазери..... 84
2. Особливості газових лазерів............... 86
3. Лазери на нейтральних атомах............ 90
4. Лазери на іонізованих газах................. 98
5. Лазери на парах металів....................... 102
6. Молекулярні лазери 111
7. Ексимерні лазери..... 122
8. Хімічні лазери......... 126
Контрольні запитання та задачі.................... 130

Глава 15. ТВЕРДОТІЛЬНІ ЛАЗЕРИ.................... 132

1. Механізми створення інверсії населеностей в діелектриках................ 132
2. Основні типи твердотільних лазерів... 137
3. Накачка активного середовища.......... 147
4. Режими роботи твердотільного лазера..................... 152
5. Особливості експлуатації твердотільних лазерів..... 168
6. Застосування твердотільних лазерів... 170
7. Оптичні підсилювачі............................ 181
8. Оптичні параметричні підсилювачі та генератори... 184
Контрольні запитання та задачі.................... 186

Глава 16. НАПІВПРОВІДНИКОВІ ЛАЗЕРИ..... 188

1. Фізика напівпровідникових лазерів.... 188
2. Технології та конструкції лазерних діодів................ 194
3. Технології вирощування напівпровідникових шарів лазера................ 198
4. Смужкові лазери..... 200
5. Елементи конструкції лазерного діода..................... 201
6. Характеристики лазерних діодів......... 207
7. Частотні властивості лазерних діодів. 214
8. Контроль параметрів випромінювання.................... 217
9. Напівпровідникові квантові підсилювачі................. 229
10. Надрешітки: оптичні та електричні властивості..... 230
11. Лазери на квантових ямах, нитках таточках.......... 234
12. Квантово-каскадні лазери.................. 239
13. Лазери з розподіленим зворотним зв'язком.......... 242
14. Лазери з вертикальним резонатором і поверхневим випромінюванням. 243
15. Лазерні решітки..... 245
16. Особливості експлуатації лазерних діодів.............. 247
17. Застосування напівпровідникових лазерів............. 251
Контрольні запитання та задачі.................... 257

Глава 17. НЕОРГАНІЧНІ РІДИННІ ЛАЗЕРИ... 259

1. Активні середовища рідинного лазера..................... 259
2. Теплові ефекти потужного лазерного пучка............ 261
3. Лазерна обробка матеріалів................. 275
4. Застосування рідинних лазерів у військовій сфері.. 282
Контрольні запитання та задачі.................... 283

Глава 18. ЛАЗЕРИ НА БАРВНИКАХ................ 285

1. Принцип дії лазера на барвнику.......... 285
2. Активні середовища лазерів на барвниках............... 289
3. Конструкції лазерів на барвниках....... 291
4. Параметри та характеристики лазерів на барвниках 298
5. Сфери застосування лазерів із перестроюванням частоти................... 305
Контрольні запитання та задачі.................... 309

Глава 19. ЛАЗЕРИ НА ВІЛЬНИХ ЕЛЕКТРОНАХ.................. 311

1. Принцип дії та конструкція лазера на вільних електронах................... 311
2. Режими роботи та параметри лазерів на вільних електронах.............. 330
3. Безрезонаторний лазер на вільних електронах......... 336
4. Застосування та перспективи лазерів на вільних електронах............... 337
Контрольні запитання та задачі.................... 340

Глава 20. ВЛАСТИВОСТІ ОПТИЧНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ................... 342

1. Фізичні та біомедичні аспекти дії оптичного випромінювання........... 342
2. Спрямованість оптичного випромінювання............ 358
3. Монохроматичність та когерентність оптичного випромінювання.... 363
4. Поляризація випромінювання............ 370
5. Перестройка частоти випромінювання лазерів........ 385
6. Приклади застосування лазерного випромінювання у вимірювальній техніці....................... 386
Контрольні запитання та задачі.................... 394

Післямова. ПЕРСПЕКТИВИ РОЗВИТКУ ДЖЕРЕЛ ОПТИЧНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ..................... 397
Слисок літератури..................... 406
Іменний покажчик..................... 413
Предметний покажчик.............. 419