Билеты для вступительных испытаний в аспирантуру ИЛФ СО РАН по специальности «Оптика»
Билет 1
1. Дополнительный.
2. Пространственная когерентность. Дифракция на двух щелях.
3. Многомодовый режим генерации лазера. Синхронизация мод.
Генерация сверхкоротких импульсов.
Билет 2
1. Дополнительный.
2. Дифракция на решетке щелей
3. Резонансный коэффициент поглощения бегущей волны в
ансамбле неподвижных атомов. Параметр насыщения.
Билет 3
1. Движение заряженной частицы в электрическом и магнитном
полях. Сила Лоренца.
2. Временная когерентность. Интерферометр Майкельсона.
3. Дополнительный.
Билет 4
1. Эффект Допплера.
2. Дополнительный.
3. Принцип работы лазера. Условия генерации. Мощность генерации.
Билет 5
1. Дополнительный.
2. Генерация второй гармоники в кристалле. Условия синхронизма
3. Радиационная вероятность перехода. Однородное и неоднородное
уширение спектральных линий.
Билет 6
1. Дополнительный.
2. Электрооптические явления. Эффект Поккельса. Полуволновое
напряжение.
3. Непрерывные газовые лазеры. He-Ne - и CO2-лазеры
Билет 7
1. Дополнительный.
2. Волна в диспергирующей среде. Фазовая и групповая
скорость.
3. Интерферометр Фабри-Перо.
Билет 8
1. Оптическая активность. Эффект Фарадея..
2. Коэффициент поглощения и показатель преломления в газе
классических осцилляторов.
3. Дополнительный.
Билет 9
1. Двухатомная молекула. Колебательно-вращательные полосы. P, R,
Q – ветви.
2. Дополнительный.
3. Фотодиоды. Быстродействие. Шумы фотодиода.
Билет 10
1. Дополнительный.
2. Плоские волны. Эллиптическая поляризация. Интенсивность
электромагнитной волны.
3. Оптические резонаторы. Потери. Устойчивость резонаторов.
Билет 11
1. Дополнительный.
2. Эксперимент Брауна-Твисса (интерференция интенсивностей).
3. Волновое уравнение в нелинейной среде. Приближение медленно меняющихся амплитуд. Соотношение Менли-Роу.
Билет 12
1. Дополнительный.
2. Системы кристаллических классов и оптические свойства: взаимосвязь.
3. Вывод Р-представления для матрицы плотности полевой моды.
Билет 13
1. Дополнительный.
2. Глауберовская теория фототсчётов на примере двухатомного детектора.
3. Тензор диэлектрической проницаемости кристаллов различных кристаллических систем с e>0, m>0 и его геометрическая интерпретация: оптическая индикатриса.
Билет 14
1. Дополнительный.
2. Одноосные и двухосные отрицательные и положительные кристаллы: оптические свойства.
3. Эволюционное уравнение для полевой моды в одномодовом лазере.
Билет 15
1. Дополнительный.
2. Корреляционные функции амплитуды и интенсивности в одномодовом лазере выше и ниже порога.
3. Согласование фаз при генерации второй гармоники: длина когерентного взаимодействия, квазисинхронное взаимодействие.
Билет 16
1. Дополнительный.
2. Оптика плоскопараллельной пластинки из материала с e<0, m<0 .
3. Классическая теория фотоотсчётов и процесс Пуассона.
Билет 17
1. Дополнительный.
2. Связь параметра группировки фотоотсчётов с дисперсией числа квантов. Примеры группировки и антигруппировки.
3. Согласование фаз при генерации второй гармоники: условие фазового согласования в кристаллах с двулучепреломлением.
Билет 18
1. Дополнительный.
2. Общие свойства тензора квадратичной восприимчивости: частотно-перестановочные соотношения.
3. Генерация сжатых состояний света.
Билет 19
1. Дополнительный.
2. Суб - и суперпуассоновская статистика фототсчётов для одномодового поля.
3. Виды фазового синхронизма при генерации второй гармоники в одноосных положительных и отрицательных кристаллах.
Билет 20
1. Дополнительный.
2. Преломление света на границе раздела сред с e>0, m>0 и e<0, m<0.
3. Одномодовая лазерная генерация (уравнение и его основные свойства).
Билет 21
1. Дополнительный.
2. Появление пространственной когерентности вдали от некогерентного источника – принцип работы звёздного интерферометра Майкельсона.
3. Эффект Керра: самофокусировка и самоканализация.
Возможные дополнительные вопросы
1. Формулы Френеля. Угол Брюстера. Полное внутренне отражение.
2. Полупроводниковые лазеры. Получение инверсии. Предельная
ширина линии генерации.
3. Оптические волноводы. Волноводные СО2-лазеры.
4. Эксимерные лазеры и некогерентные источники излучения.
5. Лазеры на электронных переходах атомов и молекул галогенов
6. УФ лазер на молекулярном азоте
7. Лазеры на электронных переходах атомов инертных газов
8. Получите ABCD – матрицы тонкой и толстой линз. Чем отличаются эти матрицы?
9. Расходимость гауссового пучка. Найдите формулу для вычисления этого параметра.
10. Получите ABCD – матрицу плоскопараллельной пластинки.
11. Фокусировка гауссового пучка. Путем вывода найдите расстояние до плоскости фокусировки такого пучка, размер пучка и его дифракционный предел.
12. Найдите ABCD – матрицу резонатора Фабри-Перо. Укажите условие существования моды в резонаторе, а также способ нахождения размера и положения перетяжки.
13. Получите АBCD – матрицу тонкого бруска размера ∆Z. Перейдите к ABCD – матрице бруска размера l = m∙∆z, где m – целое число.
14. Получите формулу Ньютона для гауссового пучка в однородной среде. Укажите связь с формулой Ньютона, полученной в приближении геометрической оптики.
15. Поляризационные свойства нормальных волн в анизотропных непоглощающих однородных средах.
16. Метод Френеля-Кирхгофа решения дифракционных задач.
17. Волновое уравнение для неоднородных изотропных сред.
18. Метод параболического уравнения решения дифракционных задач.
Поток энергии, диссипация и усиление энергии в феноменологической теории электромагнитного поля.20. Оптические оси второго рода (бинормали), их ориентация в главной системе координат тензора диэлектрической проницаемости.
21. Материальные уравнения для анизотропных сред. Свойства тензора диэлектрической проницаемости.
Дополнительные вопросы также могут быть сформулированы научным руководителем поступающего в аспирантуру.
Основная литература:
1. Физические основы теории лазеров. Новосибирск: НГУ, 2010.
2. Введение в физическую оптику. М., «Книжный дом «ЛИБРОКОМ»», 2009.
3. , Физическая оптика. М., Наука, 2004.
4. , Прикладная нелинейная оптика. М., Физматлит, 2004.
5. Квантовая оптика (поля и их детектирование). Минск: Навука i Тэхника, 1990.
6. Оптика и фотоника: принципы и применения, в 2-х томах. Долгопрудный: Издательский дом «Интеллект», 2012.
Дополнительная литература:
1. -Тисменко Кристаллография и кристаллохимия: учебник, под ред. академика . — М. КДУ, 2005.
2. Электродинамика материалов с отрицательным коэффициентом преломления, УФН, т.173, №7, с. 790-794, 2003.
3. Квантовые измерения и декогеренция. М.: Физматлит, 2001.
проф. ,
проф.
