本书为普通高等教育"十一五”国家级规划教材。 本书从内容上分为两部分。第1~5章介绍
激光的基本理论,从激光的物理学基础出发,着重阐明物理概念,以及激光输出特性与
激光器的
参数之间的关系,尽量避免过多的理论计算,以掌握激光器的选择和使用为主要目的;第6~10章介绍激光在计量、加工、医学、信息技术,以及现代科技前沿问题中的应用,重点介绍各种应用的思路和方法。
(5l5@MN PV2cZ/
va(ZGGS]N iU5Aj:U3 第1章辐射理论概要与激光产生的条件
\#bk$R@ &ZjQa.-U> 1.1光的波粒二象性
DqLZc01> Y)x(+# 1.1.1光波
mUj=NRq ZaCUc Px 1.1.2光子
+^St"GWY ^-CQ9r* 1.2原子的能级和辐射跃迁
))M; .b.D ^9})@,(D 1.2.1原子能级和简并度
]-o0HY2 49o5"M( 1.2.2原子状态的标记
rb+&] q@;z((45 1.2.3玻尔兹曼分布
=YPvh]][ 'RIlyH~Yf 1.2.4辐射跃迁和非辐射跃迁
9zj^\-FA_l bDLPA27 1.3光的受激辐射
0|0<[:(hc u S$:J:Drx 1.3.1黑体热辐射
=O
qw`jw {DPobyvwFk 1.3.2光和物质的作用
C<!%VHs B!vI^W 1.3.3自发辐射、受激辐射和受激吸收之间的关系
~E2xIhV )V!dmVQq{g 1.3.4自发辐射光功率与受激辐射光功率
c\.8hd=< IxY%d}[uo 1.4光谱线增宽
8ODrW!o G)A5;u\P9 1.4.1光谱线、线型和光谱线宽度
zwAkXj VP4W~;UV|\ 1.4.2自然增宽
mQQ5>0^m jgLCs)=5hV 1.4.3碰撞增宽
,q
yp2Y7 =sG9]a<I 1.4.4多普勒增宽
D0?l$]aE ^O
cM)Z6h 1.4.5均匀增宽和非均匀增宽线型
`I.Uw$,P W/PZD ( 1.4.6综合增宽
anj*a<C< Xa._ 1.5激光形成的条件
~]71(u2 Hu
.e@7 1.5.1介质中光的受激辐射放大
gi;#?gps `[JX}<~i 1.5.2光学谐振腔和阈值条件
$7{V+> VWoxi$3v 思考练习题1
Ju$vuEO g;U f? 第2章激光器的工作原理
{`0GAW)q b {e nD 2.1光学谐振腔结构与稳定性
h' OLj#H YadY?o./ 2.1.1共轴球面谐振腔的稳定性条件
wL]7d3t Gc)
Zu`67 2.1.2共轴球面腔的稳定图及其分类
=N-,.{` ,Yg<Z1 2.1.3稳定图的应用
;mV,r,\dH |Ew\Tgo/2 2.2速率方程组与粒子数反转
CqVh9M.ah >r7{e:~q 2.2.1三能级系统和四能级系统
c43"o ~%9ofXy 2.2.2速率方程组
:F:<{]oG_ i)V-q9\ 2.2.3稳态工作时的粒子数密度反转分布
EQ&E C )1H$5h 2.2.4小信号工作时的粒子数密度反转分布
:U`8s# UOrfwK 2.2.5均匀增宽型介质的粒子数密度反转分布
G`NH~C s1XW}Dw 2.2.6均匀增宽型介质粒子数密度反转分布的饱和效应
X*Mw0;+T }Y(yDg;" 2.3均匀增宽介质的增益系数和增益饱和
tk5Bb`a sa8Sy& X" 2.3.1均匀增宽介质的增益系数
!*wK4UcX" ;ti{
#(Ux 2.3.2均匀增宽介质的增益饱和
[o)P |5SYKA7CS 2.4非均匀增宽介质的增益饱和
X]q,A5g 372ewh3' 2.4.1介质在小信号时的粒子数密度反转分布值
FJ3Xeos4| EJYfk?(B 2.4.2非均匀增宽型介质在小信号时的增益系数
{9KG06%+ xUE 9%qO 2.4.3非均匀增宽型介质稳态粒子数密度反转分布
)J+vmY~& )2mi6[qs0l 2.4.4非均匀增宽型介质稳态情况下的增益饱和
r=dFk?8XbC ,D-VC{lj 2.5激光器的损耗与阈值条件
='=\!md 7>EjP&l 2.5.1激光器的损耗
x,"'\=|s* 5Bw 2.5.2激光谐振腔内形成稳定光强的过程
F|X-|Co XA{tVh 2.5.3阈值条件
!8]W"@qb z#b31;A@$ 2.5.4对介质能级选取的讨论
Zs!)w9y&V Y3jb'S4( 思考练习题2
F7^d@hSV Qh-k[w0 第3章激光器的输出特性
CqDMq ! v"Bv\5f,Ys 3.1光学谐振腔的衍射理论
H@er" boi Y'kD_T`f, 3.1.1数学预备知识
aX6.XHWbDf O&]Y.Z9,A 3.1.2菲涅耳-基尔霍夫衍射公式
u79.`,Ad& NG@9}O 3.1.3光学谐振腔的自再现模积分方程
+u*WUw!% Dq+rEt 3.1.4激光谐振腔的谐振频率和激光纵模
|{HtY ~DcX}VCm 3.2对称共焦腔内外的光场分布
c]O3pcU rWF~aec 3.2.1共焦腔镜面上的场分布
^<xpp.eY 0o[p<<c* 3.2.2共焦腔中的行波场与腔内外的光场分布
Y+ P\5G .Vq-<c% 3.3高斯光束的传播特性
0Z#&!xTb ;5-Sn(G 3.3.1高斯光束的振幅和强度分布
p_=^E*J] :*TfGV 3.3.2高斯光束的相位分布
^r73(8{) lKEdpF< 3.3.3高斯光束的远场发散角
l"!.aIY"e RH^8 "%\ 3.3.4高斯光束的高亮度
zzy%dc OUn,URI 3.4稳定球面腔的光束传播特性
GWRKiTu9 N5[QQtQ 3.4.1稳定球面腔的等价对称共焦腔
<LQwH23@ RUm1;MWs 3.4.2稳定球面腔的光束传播特性
Z<z(;)?c & :x_ 3.5其他几种常用的激光光束
d_Ll,*J9 3t[2Bd 3.5.1厄米-高斯光束
ge?1ez2 21M@z(q* 3.5.2拉盖尔-高斯光束
om$)8'A,l 2 @Jw?+}vr 3.5.3贝塞尔光束
Lm"a3Nb U,Nf&g 3.6激光器的输出功率
"zR+} ]H) x 3.6.1均匀增宽型介质激光器的输出功率
)Ve?1?s '8 q(i| 3.6.2非均匀增宽型介质激光器的输出功率
Dms6"x2 B|gyr4] 3.7激光器的线宽极限
Gr&5 mniu
v! uD]} 3.8激光光束质量的品质因子M2
v7T05 Y<%$;fx$Sx 3.9模式激光的某些一阶统计性质
n
!]_o (}vi"mCeW 3.9.1单模激光的一阶统计性质
M?x/C2| "zL<:TQ" 3.9.2多模激光的一阶统计性质
?8fa/e :CNWHF4$ 思考练习题3
!.H< dQS `omZ'n) 第4章激光的基本技术
DY'D]*'7$ )FGm5-K@ 4.1激光器输出的选模
wlKfTJrn& ?SRG;G1 4.1.1激光单纵模的选取
w_q{C>-cR >`Gys8T 4.1.2激光单横模的选取
7NV1w*>/ ;S+*s 'e 4.2激光器的稳频
R8Nr3M9 ) 'J#u;KJ 4.2.1影响频率稳定的因素
:w:hqe|_ )8p FPr 4.2.2稳频方法概述
rePJ4i [y v4=9T<[ 4.2.3兰姆凹陷法稳频
3qE2mYK ,]\L\ V 4.2.4饱和吸收法稳频
AK%`EsI^ u;H SX 4.3激光束的变换
lX/s Q s"?Z jV)` 4.3.1高斯光束通过薄
透镜时的变换
5Jh=${ K[PH#dF5,x 4.3.2高斯光束的聚焦
R$k4}p XCCN6[[+ 4.3.3高斯光束的准直
<43O,Kx'Su 1[OCoj o< 4.3.4激光的扩束
W2P(!q>r] r ) ;U zd 4.4激光调制技术
:{bvCos<) Xd@ - 4.4.1激光调制的基本概念
c+,F)i^` b^_#f:_j 4.4.2电光强度调制
AX,V*
s Q^>"AhOiU 4.4.3电光相位调制
X|fl_4NC> ?j9J6=2 4.5激光偏转技术
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