Анализ неравновесных фазовых переходов с помощью функций 4 3 Исследование фазовых переходов на основе метода КФР

Процесс генерации лазером когерентного электромагнитного излучения является одним из наиболее интересных явлений в квантовой оптике. Хорошо известно /8/, что возникновение генерации в лазере является фазовым переходом в системе атомы и поле. В теории лазерного излучения существуют квазиклассический /23, 24/ и квантовый /25/ подходы. Согласно квазиклассической теории поле лазерного излучения предполагается классическим, а атомы активной среды рассматриваются квантовомеханически. В квантовой теории описание перехода проводится на основе уравнения для матрицы плотности излучения. Аналитические исследования статистики лазерного излучения проводились как вблизи порога возникновения генерации, так и вдали от него, т.е. там, где удается провести линеаризацию задачи. Подробный обзор этих работ содержится в /25, 26/. Численное моделирование процесса перехода через порог генерации и сравнение с экспериментом имеется в /28-30/. В данной главе, используя развитый аппарат теории функций Грина, удается получить аналитические результаты, справедливые при всех значениях параметра накачки. В частности получена корреляционная функция флyктyaц tй интенсивности излучения и ее спектральная ширина. В квантовой теории лазера с помощью разработанного в первой главе метода КФР проанализирована неравновесная статистика фотонов, описывающая процесс возникновения генерации, найдено его характерное время. Из анализа уравнений для недиагональных элементов матрицы плотности получена формула для ширины линии генерации в зависимости от коэффициентов усиления, насыщения и потерь. [c.156]