Φυσική των λέιζερ

Abstract

Στο βιβλίο η κύρια έμφαση δίνεται στην παρουσίαση της Φυσικής των Λέιζερ, δηλαδή της φυσικής που περιγράφει και εξηγεί τις αρχές λειτουργίας των λέιζερ, στο πλαίσιο ενός εξαμηνιαίου μαθήματος, διάρκειας δεκατριών εβδομάδων, με τρίωρη εβδομαδιαία διδασκαλία, σε ένα Τμήμα Φυσικής, ή/και σε ένα Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανολόγων, ή/και σε ένα Τμήμα Επιστήμης Υλικών. Το επίπεδο του συγγράμματος προϋποθέτει ότι ο αναγνώστης έχει ήδη εκτεθεί και εξοικειωθεί και κατανοήσει τα ακόλουθα μαθήματα: Κυματική Φυσική, Οπτική, Ηλεκτρομαγνητισμός, Στοιχεία (τουλάχιστον) Κβαντομηχανικής και ένα μάθημα εισαγωγικό στην Ατομική/Μοριακή Φυσική. Σε κάθε περίπτωση, ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στην ανάδειξη της φυσικής των διάφορων ιδιοτήτων των ακτινοβολιών λέιζερ και των λειτουργικών παραμέτρων των διάφορων διατάξεων λέιζερ. Ένα κεφάλαιο, σχετικά εκτεταμένο, αφιερώνεται στη φυσική της παραγωγής, της ενίσχυσης και των τρόπων μέτρησης στενών χρονικά παλμών λέιζερ (femtosecond lasers), λόγω του τεράστιου ενδιαφέροντος που έχουν τα τελευταία χρόνια για πολλούς τομείς της μοντέρνας τεχνολογίας αλλά και της βασικής έρευνας. Επίσης, το τελευταίο κεφάλαιο αφορά σύντομη εισαγωγή στα βασικότερα μη γραμμικά οπτικά φαινόμενα και στη γένεση αρμονικών συχνοτήτων ως αποτέλεσμα των μη γραμμικών αλληλεπιδράσεων φωτός και ύλης. Σημειώνουμε ότι για τα δύο τελευταία αυτά κεφάλαια, από όσο είμαστε σε θέση να γνωρίζουμε, η ελληνόγλωσση βιβλιογραφία είναι εξαιρετικά περιορισμένη, αν όχι ανύπαρκτη.

The book focuses on the presentation of Laser Physics, i.e. the physics that describes and explains the principles of laser operation, within the framework of a semester-long course lasting thirteen weeks, with three hours of teaching per week, in a Physics Department, and/or an Electrical Engineering Department, and/or a Materials Science Department. The level of the textbook assumes that the reader has already been exposed to and is familiar with and understands the following courses: Wave Physics, Optics, Electromagnetism, Elements (at least) of Quantum Mechanics, and an introductory course in Atomic/Molecular Physics. In any case, particular emphasis is placed on highlighting the physics of the various properties of laser radiation and the operating parameters of various laser devices. A relatively extensive chapter is devoted to the physics of the production, amplification and measurement of short laser pulses (femtosecond lasers), due to the enormous interest they have attracted in recent years in many areas of modern technology and basic research. The last chapter provides a brief introduction to the most important nonlinear optical phenomena and the generation of harmonic frequencies as a result of nonlinear interactions between light and matter. We note that, to the best of our knowledge, the Greek-language literature on these last two chapters is extremely limited, if not non-existent.