Введение
1. Взаимодействие оптического излучения с веществом 8
1.1. Термодинамические подходы к вопросу взаимодействия электромагнитного излучения с веществом 8
1.2. Теоретические возможности усиления света без инверсии населенностей 12
1.3. Ориентация молекул во внешних полях. Функции распределения молекул по ориентациям. Уравнение Больцмана 17
1.4. Методы построения разностных схем 18
2. Взаимодействие оптического излучения с ансамблем молекул, ориентированных внешним электромагнитным полем 21
2.1. Двухуровневая система в поле собственного излучения 21
2.2. Поглощение и усиление 24
2.3. Электрические свойства молекул 29
2.4. Функция распределения молекул по ориентациям 34
2.5. Оптические характеристики дихроичной молекулярной среды 37
2.6. Усиление в среде дипольных молекул 42
2.7. Усиление в среде недипольных молекул 50
Выводы 53
3. Термодинамическая модель процесса 55
3.1. Система кинетических уравнений 55
3.2. Решение системы для случая дипольных молекул 61
3.3. Решение системы для недипольных молекул 64
Выводы 66
4. Численное моделирование процессов ориентации молекул во внешнем поле 67
4.1. Интегро-интерполяционный метод построения разностных схем 68
4.2. Решение разностных уравнений методом прогонки 71
4.3. Численное моделирование уравнения Больцмана на примере стационарного случая 72
4.4. Численное решение системы кинетических уравнений с учетом времени ориентации молекул 76
4.5. Влияние времени ориентации молекул на процесс усиления .79
4.5.1. Трехуровневая схема накачки 79
4.5.2. Четырехуровневая схема накачки 81
4.5.3. Эквивалентная четырехуровневая схема с учетом времени ориентации молекул 82
Выводы 105
Обсуждение результатов 106
Основные результаты и выводы 109
Список использованных источников 111
