Laser Resonators pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Silichev, Oleg O.

出品人:

页数:350

译者:

出版时间:

价格:$ 214.70

装帧:

isbn号码:9781904602590

丛书系列:

图书标签:

• 激光器
• 谐振腔
• 光学
• 光子学
• 激光物理
• 量子电子学
• 非线性光学
• 光束传播
• 激光设计
• 光纤激光器

好的，这是一份关于《真空中的光与物质相互作用》的图书简介，该书深入探讨了基础物理学的前沿领域，完全避开了激光谐振器及其相关技术。 --- 图书名称：《真空中的光与物质相互作用：量子电动力学与超快现象》 图书简介 导言：探索物理学的基本疆域 《真空中的光与物质相互作用：量子电动力学与超快现象》是一部深入探讨基础物理学核心概念的专著。本书聚焦于电磁场在最极端条件下的行为，特别是光子与物质在量子尺度上的精微互动。它旨在为高年级本科生、研究生以及活跃在理论和实验物理学前沿的研究人员提供一个全面而严谨的理论框架，用以理解和预测这些基本过程。本书的结构设计力求逻辑清晰、推导详实，特别强调了从经典电磁学过渡到量子场论的必要性与细节。 第一部分：量子电动力学（QED）的基石 本书的开篇部分系统地重构了量子电动力学的理论基础。我们首先回顾了经典电磁场理论的局限性，特别是其在描述高能光子或极短时间尺度相互作用时的不足。 第三章：自由场量子化与光子概念的建立 本章详细阐述了电磁场在无源介质（即真空）中的量子化过程。我们采用规范固定的对易关系方法，推导出光子的产生和湮灭算符。深入探讨了光子的统计性质，如玻色-爱因斯坦分布，并将其与经典电磁波的相干态（相干态的构建与性质）进行对比分析。重点关注真空涨落的概念，解析真空并非“空无一物”，而是充满着持续产生和湮灭的虚粒子对的物理图像。 第四章：费曼图与微扰论基础 本章是理解散射过程的核心。我们介绍了费曼图作为一种强大的可视化和计算工具，系统性地推导了在最低阶（树状图）下电子与光子相互作用的费曼规则。关键内容包括：电子的自由传播子、光子的传播子，以及最重要的顶点因子。通过详细的实例，如汤姆逊散射的纯QED修正过程，读者将学习如何应用微扰论来计算物理可观测量的截面和衰变率。 第五章：辐射修正与重整化 这是现代QED理论的精髓所在。本章讨论了高阶环图带来的紫外无穷大问题。我们详细剖析了自能修正和真空极化过程，并以Lamb位移和反常磁矩的计算为例，展示了重整化技术的完整流程。本章的数学推导极为详尽，旨在揭示物理量如何通过对裸常数的重新定义而变得有限且与实验精确吻合。 第二部分：超快现象与时域动力学 本书的第二部分将理论视角从渐近自由态的散射过程，转向了时域中的瞬态物理现象，聚焦于物质对超短光脉冲的非线性响应。 第十章：非线性光学基础：响应函数与高阶极化率 本章构建了描述介质响应的宏观框架。从薛定谔方程在强场下的应用出发，引入了介质的极化强度$mathbf{P}$与电场$mathbf{E}$之间的多项式展开关系。我们详细推导了二阶和三阶极化率 ($chi^{(2)}$和$chi^{(3)}$) 的物理起源，并将其与微观的密度矩阵理论联系起来。内容覆盖了倍频（SHG）、和频生成（SFG）的理论基础，强调了这些过程对材料对称性的依赖性。 第十一章：阿秒物理与高次谐波产生（HHG） 进入超快物理的核心领域。本章重点研究原子或分子在极端强度皮秒、飞秒乃至阿秒量级激光场驱动下的动力学行为。我们采用强场近似（SFA）和扩展SFA模型，分析电子在激光场中被电离、加速、然后重新复合并发射高能光子的机制。深入讨论了HHG的平台区和阶跃区的物理差异，以及如何利用这些过程来探测量子系统的时间演化。 第十二章：电子的隧道电离与隧道动力学 本章详细剖析了电子如何跨越势垒被激光场剥离的过程。区分了多光子电离和隧道电离的物理图像，重点介绍了Keldysh理论。通过Keldysh参数的分析，读者可以清晰地理解电子逃逸机制的转变。本章还探讨了隧道电离的各向异性，以及如何利用它来探测分子轨道结构。 第三部分：先进的量子光学实验技术与概念 本书的最后部分将理论工具应用于现代实验前沿，关注于光与量子系统在受控环境下的精密测量。 第十六章：腔场操控与量子耗散 本章不再关注激光谐振腔的稳定工作点，而是将其视为一个开放的量子系统模型。我们引入了林布莱德方程（Lindblad Master Equation）来描述系统与环境的耦合和能量耗散。通过分析原子与高品质腔场的耦合，我们探讨了光场增强效应和自发辐射抑制（Purcell效应）的量子力学解释。重点关注腔QED中的Jaynes-Cummings模型及其在有限温度下的修正。 第十七章：光场测量与压缩态光 本章深入探讨了超越经典光场限制的量子态光。详细介绍了压缩态（Squeezed States）的数学描述，包括其振幅和相位噪声的非对易关系。通过对四波混频过程的分析，展示了如何从源头上产生具有特定噪声抑制特性的光子态，并讨论了这些态在引力波探测和量子计量学中的实际应用潜力。 总结 《真空中的光与物质相互作用》通过严格的数学推导和对前沿物理现象的深入剖析，提供了一幅关于光与物质在量子层面相互作用的完整图景。它不仅仅是对既有理论的总结，更是对未来研究方向的启发，鼓励读者深入探索高能、超快、和量子操控这三大物理学热点领域的复杂性与美妙之处。本书的深度和广度，确保了它能成为理论物理学研究者手中不可或缺的参考资料。 ---

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这本书的结构安排堪称巧妙，它像是一个多层次的洋葱，你每剥开一层，都能发现新的层次和更深远的意义。一开始，它像是向导一样，带着我们走过基础的光学基础和简单的平面镜设置；但随着章节的深入，内容陡然转向了那些极其复杂的非线性效应和超快脉冲的操控艺术。这种从宏观到微观，从稳定到动态的跨越，处理得异常流畅，作者似乎总能在我快要迷失在复杂细节时，适时地抛出一个关键的洞察点，将所有零散的概念重新聚合起来。令人印象深刻的是，作者在讨论腔内介质对光束特性的影响时，引入了对材料科学的简要介绍，这使得整个讨论不再局限于纯粹的电磁学范畴，而是扩展到了材料选择和工艺制程的实际考量。这本书的价值在于，它成功地搭建了一座桥梁，连接了纯理论的美感与实际工程应用的残酷现实。对于任何想要从“知道如何做”跃升到“理解为什么会这样”的工程师或研究人员来说，这本书都是一份不可多得的宝藏。

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我花费了很长时间才最终读完这部鸿篇巨制，它带给我的感受，与其说是一次知识的灌输，不如说是一次对“精确控制”的深刻冥想。作者的独到之处在于，他不仅仅停留在描述谐振腔如何工作，更深入地探讨了设计者的思维定式和挑战。他似乎在不断地提醒读者，每一次对光束的“驯服”，背后都是对无数变量的权衡与妥协。书中对“非厄米”系统在光学领域的初步探讨，为整个传统的讨论增添了一抹前沿的色彩，让人感受到这部作品与时俱进的活力。我可以想象，那些初次接触这个领域的人可能会觉得有些吃力，因为书中对很多基本概念的解释都建立在读者已有一定光学基础之上，它仿佛是为那些已经掌握了入门知识、正准备向更高层次迈进的专业人士准备的“进阶指南”。它要求读者全身心的投入，但最终的回报是：你将不再仅仅“看到”光束，而是开始“理解”光束的内在逻辑和它所处的物理约束。

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这部作品，乍一看书名，便让人心头一紧，仿佛能从封面上感受到那种强烈的、聚焦的光束所带来的灼热感。然而，当我真正沉浸其中，却发现它远不止于对物理现象的冰冷罗列。作者以一种近乎诗意的笔触，勾勒出能量在狭小空间内反复折返、相互作用的微妙过程。他没有直接深入到复杂的数学模型，而是通过一系列精心构建的场景——也许是早期实验室里那些笨重的光学元件，也许是现代集成电路中肉眼不可见的微观世界——来引导读者理解“谐振”这个核心概念的深刻含义。书中对于光束稳定性的探讨，尤其引人入胜。那种在理论上完美无缺的理想状态，与现实中温度、气流甚至轻微的振动所带来的“失真”，形成了鲜明的对比，让人体会到工程实践中的那种永恒的拉锯战。读罢此书，我对于“控制”这个词有了全新的认识，它不再是简单的开关或调节，而是一种对自然力量的细致入微的驯服。这本书的叙事节奏舒缓而坚定，如同光束在腔体内稳定传播的路径，每一步的铺垫都为最终的清晰展现积蓄了力量。

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这是一本在技术深度和可读性之间找到了罕见平衡点的著作。我发现自己很少需要频繁地查阅背景资料来理解作者的论点，这在涉及如此专业领域的书籍中是极其难得的。作者对误差分析的论述尤其扎实，他没有回避现实中测量的不确定性，反而将“容差”视为设计的一部分。书中对于腔体对齐过程的描述，简直像是在编写一份精密的机器人操作指南，每一个步骤的微小偏差如何层层累积、最终导致灾难性的结果，都被描绘得淋漓尽致。特别是关于模式纯度和光束质量的章节，作者采用了一种非常务实的方法，将理论极限与现有最高性能器件的实际表现进行对比，这让人对技术的进步潜力保持着清醒而又充满希望的认识。整本书的语言风格严谨而不失生动，如同精确调谐的仪器，发出的声音清晰而有力，没有一丝多余的杂音。

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老实说，我原本以为这会是一本极其枯燥的技术手册，充斥着我不太熟悉的希腊字母和积分符号。但出乎意料的是，作者在开篇就引入了一段极具画面感的历史回顾，描述了那些开创性的先驱们是如何“捕捉”到这束光的。这种叙事手法极大地降低了入门的门槛，让我这个非专业人士也能感受到那种探索未知领域的兴奋感。书中对不同类型谐振腔的分类和比较，写得尤为透彻，没有那种为了炫耀知识深度而堆砌术语的倾向。相反，作者更侧重于“为什么”而不是“是什么”。例如，他花费了大量篇幅解释，为什么特定几何形状的腔体能更好地抑制寄生模式的产生，这种解释是通过类比和直观的几何图形展开的，比单纯的公式推导更有效。我尤其欣赏他对“损耗”这一主题的处理，它被视为一种必要的“代价”，而非单纯的失败。这种辩证的思维方式，让整本书读起来充满了哲学思辨的味道，远超出了传统教科书的范畴。

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