激光原理及应用(第4版)

发布:cyqdesign 2020-03-30 17:35 阅读:5151
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。 K9) |b`E=  
9(hI%idq  
E6#")2C~  
O&r9+r1`  
第1章辐射理论概要与激光产生的条件 C5~ +"#B  
n7hjYNJ  
1.1光的波粒二象性 CgKFI  
p/KG{-f,  
1.1.1光波 3V3q vd  
O}X@QG2_  
1.1.2光子 >Y;[+#H[  
5EL&?\e  
1.2原子的能级和辐射跃迁 ftP]WGSS>  
fK+[r1^  
1.2.1原子能级和简并度 ]P)2Q!X  
(>`S{L C>s  
1.2.2原子状态的标记 [#+klP$  
m.c2y6<=  
1.2.3玻尔兹曼分布 1l\. >H\E  
"B*UZ.cC  
1.2.4辐射跃迁和非辐射跃迁 C^*}*hYk$  
C@ "l"  
1.3光的受激辐射 ]Ryg}DOQ  
g&X X@I8+v  
1.3.1黑体热辐射 .5iXOS0 G  
CQ'4 ".7  
1.3.2光和物质的作用 .B{:<;sa  
?6 "B4%7b  
1.3.3自发辐射、受激辐射和受激吸收之间的关系 fDwqu.K  
RM#.-gW   
1.3.4自发辐射光功率与受激辐射光功率 '3TfW61]  
+HoCG;C{  
1.4光谱线增宽  ,<U  
|j}%"wOh  
1.4.1光谱线、线型和光谱线宽度 -P28pVX`  
p)s *Cw  
1.4.2自然增宽 .cs4AWml<  
QPKY9.Rvv  
1.4.3碰撞增宽 _7,4C?  
6nW]Q^N}  
1.4.4多普勒增宽 wSG!.Ejc7  
bP7_QYQ6  
1.4.5均匀增宽和非均匀增宽线型 2bxW`.fa  
?y,z  
1.4.6综合增宽 }ssL;q  
S&MF; E6  
1.5激光形成的条件 Xe@:Aun  
oFp4* <\  
1.5.1介质中光的受激辐射放大 i?6#>;f  
wa$Q8/  
1.5.2光学谐振腔和阈值条件 -S 0dr8E  
]~\%ANoi  
思考练习题1 n(j5dN>]  
bkIQ?cl<at  
第2章激光器的工作原理 tfPe-U  
7:n OAN}%  
2.1光学谐振腔结构与稳定性 #f }ORA  
dQ_yb+<  
2.1.1共轴球面谐振腔的稳定性条件 X"S")BQ q  
i:x<Vi  
2.1.2共轴球面腔的稳定图及其分类 5N$O  
Z!I#Z2X  
2.1.3稳定图的应用 \{a 64  
d ZxrIWx  
2.2速率方程组与粒子数反转 hh<ryuZ  
ABU~V+'2  
2.2.1三能级系统和四能级系统 b21@iW  
5KL??ao-  
2.2.2速率方程组 (`&E^t  
A<[BR*n  
2.2.3稳态工作时的粒子数密度反转分布 +]0/:\(B  
b.QL\$a &  
2.2.4小信号工作时的粒子数密度反转分布 Y#rd' 8  
a+P^?N  
2.2.5均匀增宽型介质的粒子数密度反转分布 0w?G&jjNtM  
H+ 7Fw'u  
2.2.6均匀增宽型介质粒子数密度反转分布的饱和效应 %dq |)r  
:-e[$6}S  
2.3均匀增宽介质的增益系数和增益饱和 73kI%nNB  
x k&# fW^r  
2.3.1均匀增宽介质的增益系数 8GT4U5c ;  
A(ZtA[G  
2.3.2均匀增宽介质的增益饱和 M6z$*? <  
SAokW,  
2.4非均匀增宽介质的增益饱和 7loIjT7  
[*d<LAnuWP  
2.4.1介质在小信号时的粒子数密度反转分布值 m&k l_f7  
9lc{{)m2)  
2.4.2非均匀增宽型介质在小信号时的增益系数 p~h [4hP  
AzFS6<_  
2.4.3非均匀增宽型介质稳态粒子数密度反转分布 !.[H !-V.  
y1kI^B  
2.4.4非均匀增宽型介质稳态情况下的增益饱和 pRFlmg@/}  
@hOT< Uo  
2.5激光器的损耗与阈值条件 "T' QbK0  
]ujXPK=t  
2.5.1激光器的损耗 Lo5CVlK  
lh*!f$2 ~  
2.5.2激光谐振腔内形成稳定光强的过程 Sv[$.^mb  
]TSzT"_r~~  
2.5.3阈值条件 |/~ISB  
"eR-(c1  
2.5.4对介质能级选取的讨论 jl,>0 MA  
_TjRvILC  
思考练习题2 T!QAcO  
,*g.?q@W2  
第3章激光器的输出特性 0EBHR Y_F  
:;N2hnHoG  
3.1光学谐振腔的衍射理论 _E4_k%8y  
iKAqM{(  
3.1.1数学预备知识 e+Sq&H!@  
koy0A/\%  
3.1.2菲涅耳-基尔霍夫衍射公式 KqFiS9 N5  
yIqRSqM  
3.1.3光学谐振腔的自再现模积分方程 RwDXOdgu  
|snWO0iF  
3.1.4激光谐振腔的谐振频率和激光纵模 mjJ/rx{kbw  
W>J1JaO  
3.2对称共焦腔内外的光场分布 7x)32f"  
EL;OYW(  
3.2.1共焦腔镜面上的场分布 j:xm>X'  
TZw['o  
3.2.2共焦腔中的行波场与腔内外的光场分布 !c=EB`<*  
gwN y]!  
3.3高斯光束的传播特性 z_A34@a  
vze|*dKS  
3.3.1高斯光束的振幅和强度分布 G'WbXX  
`{'h+v`  
3.3.2高斯光束的相位分布 |#x]/AXa0/  
9[Xe|5?c  
3.3.3高斯光束的远场发散角 #gRtCoew  
RgLkAHA  
3.3.4高斯光束的高亮度 gutf[Ksu  
0l~z0pvT  
3.4稳定球面腔的光束传播特性 4 |xQQv  
X A-,  
3.4.1稳定球面腔的等价对称共焦腔 ;-!O+c  
s Vg89I&  
3.4.2稳定球面腔的光束传播特性 1-?TjR  
!-s6B  
3.5其他几种常用的激光光束 !=(M P:  
z-;yDB:~t  
3.5.1厄米-高斯光束 RbJbVFz8C  
Zie t-@}  
3.5.2拉盖尔-高斯光束 MFs W  
s-),Pv|  
3.5.3贝塞尔光束 }!@X(S!do  
4/E>k <MA  
3.6激光器的输出功率 bVYsPS  
h SU|rVi  
3.6.1均匀增宽型介质激光器的输出功率 !k=~a]  
<x\I*%(  
3.6.2非均匀增宽型介质激光器的输出功率  b~Oc:  
y\}<N6  
3.7激光器的线宽极限 #5mnSky+s  
~ ]^<*R  
3.8激光光束质量的品质因子M2 # 3gdT  
UjH+BC+9`b  
3.9模式激光的某些一阶统计性质 J3AS"+]  
81Ityd-}  
3.9.1单模激光的一阶统计性质 O%rt7qV"g2  
n^k Uu2g|  
3.9.2多模激光的一阶统计性质 e7JZk6GP#9  
z|sR `]K  
思考练习题3 3R ZD=`  
gclw>((5  
第4章激光的基本技术 =\)qUs\z  
(Q ~<>  
4.1激光器输出的选模 cK6IyJx-  
I)}T4OOc/  
4.1.1激光单纵模的选取 E/uKzzD9  
8ubb~B;  
4.1.2激光单横模的选取 }ygxmb^@Z  
H&=3rkX  
4.2激光器的稳频 ?\Lf=[  
'EsdYx5C  
4.2.1影响频率稳定的因素 iM{UB=C  
K 6HH_T  
4.2.2稳频方法概述 * AjJf)o  
(S k+nD  
4.2.3兰姆凹陷法稳频 AX2On}&bf  
0O7VM)[  
4.2.4饱和吸收法稳频 1JO@G3,  
0vi\o`**Mj  
4.3激光束的变换 L+ d4&x  
?)'+l   
4.3.1高斯光束通过薄透镜时的变换 <[<]+r&*  
h6C:`0o  
4.3.2高斯光束的聚焦 -MT.qhx  
`KzNBH,W  
4.3.3高斯光束的准直 /2AeJH\-  
%eLf6|1x  
4.3.4激光的扩束 h?`'%m?_b  
+ hKH\]  
4.4激光调制技术 ,.PmH.zjmR  
TrC :CL  
4.4.1激光调制的基本概念 c;1Xu1  
_4MT,kN  
4.4.2电光强度调制 =9'px3:'WR  
M>"J5yqR  
4.4.3电光相位调制 T^n0=|  
34Z$a{ w  
4.5激光偏转技术 QX&1BKqWn  
pG9qD2C f  
4.5.1机械偏转  R7-+@  
jbK<"T5  
4.5.2电光偏转 CXfPC[o  
?q+^U>wy&  
4.5.3声光偏转 5Bog\mS  
`#w`-  
4.6激光调Q技术 ]0&ExD\4  
b~<Tgo_/jf  
4.6.1激光谐振腔的品质因数Q @I,:(<6  
X6lUFko  
4.6.2调Q原理 WnZn$N.  
j,i> 1|J  
4.6.3电光调Q E A}Vb(2  
GMRFZw_M  
4.6.4声光调Q +p#Q|o'  
64h$sC0z/e  
4.6.5染料调Q A~7q=-  
>Lr ud{  
4.7激光锁模技术 !K319 eE  
li~#6$  
4.7.1锁模原理 Q]oCzSi  
`SGI Qrb  
4.7.2主动锁模 ww(.   
gm}[`GMU  
4.7.3被动锁模 /~B \1  
It8m]FN  
思考练习题4 o\7q!  
M~k2Y$}R  
第5章典型激光器介绍 #X?#v7i",D  
?g\SF}2  
5.1固体激光器  y+.E}  
=ijVT_|u0  
5.1.1固体激光器的基本结构与工作物质 (D 5.NB%@  
Gv uX"J  
5.1.2固体激光器的泵浦系统 / %:%la%  
fPLi8`r  
5.1.3固体激光器的输出特性 b`Agb <x"  
Y;[#~3CA  
5.1.4新型固体激光器 x%\m/_5w%  
yC<[LH  
5.2气体激光器 a="\?L5  
)]~;A c^x  
5.2.1氦氖(HeNe)激光器 y~AF|Dk=  
G8E=E<Yg~  
5.2.2二氧化碳激光器 ij/5m-{6)  
!tL&Ktoj  
5.2.3Ar+离子激光器 ]fgYO+  
-w#Hy>E  
5.3染料激光器 vx&jI$t8  
v%6mH6V  
5.3.1染料激光器的激发机理 (#"iZv,  
jJfV_#'N'  
5.3.2染料激光器的泵浦 M~/R1\'&j  
?6[X=GeUs  
5.3.3染料激光器的调谐 [C TR8  
C)|{7W  
5.4半导体激光器 etHkyF  
+@c-:\K%  
5.4.1半导体的能带和产生受激辐射的条件 V.k2t$@  
r{~@hd'Aj  
5.4.2PN结和粒子数反转 6%&RDrn  
6q!smM  
5.4.3半导体激光器的工作原理和阈值条件 9:l@8^_o  
;0!rq^JG  
5.4.4同质结和异质结半导体激光器 82bOiN15  
JG=U@I]  
5.5其他激光器 aAX(M=3  
NgXV|) L  
5.5.1准分子激光器 'Oe}Ja  
4xE [S  
5.5.2自由电子激光器 Vg+jF!\7  
2]f"(X4jp  
5.5.3化学激光器 ?TXe.h|u  
iA[WDB\|0  
思考练习题5 />i~No#Xm  
5U3 b&0  
第6章激光在精密测量中的应用 ee=d*)  
^:c"%<"='  
6.1激光干涉测长 ;| :^zo  
mCY+V~^~kz  
6.1.1干涉测长的基本原理 Q ]u*Oels  
eT|"6WJ:{  
6.1.2激光干涉测长系统的组成 Apfs&{Uy  
9W[ ~c"Ku  
6.1.3激光外差干涉测长技术 @4Ox$M  
[MkXQwY  
6.1.4激光干涉测长应用举例 # [0>wEq  
uk(|c-_]~c  
6.2激光衍射测量 oq>8  
0y"Ra%Y  
6.2.1激光衍射测量原理 ny. YkN2  
6,*o;<k[  
6.2.2激光衍射测量的方法 !PFc)J  
u\JYxNj1  
6.2.3激光衍射测量的应用 NzP5s&,C69  
* @QC:1k  
6.3激光测距 fs=W(~"  
H#LlxD)q  
6.3.1激光脉冲测距 AxOn~fZ!  
9Xu O\+z  
6.3.2激光相位测距 >J \}&!8,  
^nS'3g^"  
6.4激光准直及多自由度测量 Z3)l5JG)  
MMI7FlfY  
6.4.1激光准直仪 K`25G_Y3@  
>$.lM~k  
6.4.2激光衍射准直仪 UUlrfur~  
Hz&.]yts2J  
6.4.3激光多自由度测量 G%V*+Ond  
~S],)E1w  
6.5激光多普勒测速 &D|wc4+  
%:P&! F\?  
6.5.1运动微粒散射光的频率 ,MtN_V-  
KV!!D{VS`@  
6.5.2差频法测速 lP!`lhc-^  
B@Ae2_;  
6.5.3激光多普勒测速技术的应用 T =l4Vb{>  
V ?10O  
6.6环形激光测量角度和角加速度 dh~+0FZ{A  
:d7tzYT ^  
6.6.1环形激光精密测角 Rw54`_kFEB  
wuv2bd )+  
6.6.2光纤陀螺 er0hf2N]  
{hr+ENgV  
6.7激光环境计量 FK$?8Jp  
s5s'$|h"  
6.8激光散射板干涉仪 g]=w_  
 {ws:g![  
思考练习题6 drJ<&1O  
=]OG5b_-Y  
第7章激光加工技术 P(1 bd"Q  
i_? S#L]h  
7.1激光热加工原理 }#[MV+D  
H!D?;X  
7.2激光表面改性技术 CywQ  
<fJ*{$[p  
7.2.1激光淬火技术的原理与应用 S}=euY'i  
JVzU'd;1!  
7.2.2激光表面熔凝技术 {jOCz1J  
/A U& X  
7.2.3激光熔覆技术 Y6|8;2E  
.}}w@NO  
7.3激光去除材料技术 Ax=k0%M[&  
-`mHb  
7.3.1激光打孔 uqhNi!;  
!$:lv)y  
7.3.2激光切割 A.!V*1h{  
{%S>!RA  
7.4激光焊接 >g+ogwZ  
'NM$<<0  
7.4.1激光热导焊 uZe|%xK$y  
?(cbZ#( o  
7.4.2激光深熔焊 DQ{Yr>J  
M>CW(X  
7.4.3激光复合焊 vwZrvjP2  
*}Al0\q0M  
7.5激光快速成型技术 L6^Qn%:OTd  
: kVEB<G  
7.5.1激光快速成型技术的原理及主要优点 D&0@k'  
PKoB~wLH  
7.5.2激光快速成型技术 !BN7 B  
!$&3h-l[  
7.5.3激光快速成型技术的重要应用 s2*^ PG  
;:JTb2xbb  
7.6其他激光加工技术 KJ Gh)  
D\~*| J  
7.6.1激光清洗技术 6.z8!4fpl  
wG1A]OJl1  
7.6.2激光弯曲 C F2*W).+  
*&b~cyC  
思考练习题7 &;~x{q]3  
"#T3l^@  
第8章激光在医学中的应用 w l.#{@J]<  
?fB}9(6  
8.1激光与生物体的相互作用 ;?/v}$Pa  
2;@#i*\Y  
8.1.1生物体的光学特性 MLV_I4o  
CU3[{a  
8.1.2激光对生物体的作用 O`nrXC{  
%Lec\(-4L  
8.1.3激光对生物体应用的优点 i"}%ib*X  
$?^#G8J  
8.2激光在临床治疗中的应用 7/.-dfEK  
V+/Vk1  
8.2.1激光临床治疗的种类与现状 sK~d{)+T  
b?#k  
8.2.2激光在皮肤科及整形外科领域中的应用  fL9R{=I%  
_ri1RK,  
8.2.3激光在眼科中的应用 l4oI5)w  
f n9[Li  
8.2.4激光在泌尿外科中的应用  -lM4*+f  
S/j~1q_|G  
8.2.5激光在耳鼻喉科中的应用 S0V%JY;Gv  
=]h5RC  
8.2.6最新的技术——间质激光光凝术 RW!D! ~  
-ec ~~95  
8.2.7光动力学治疗 r>N5 ^  
;m{*iKL6{  
8.3激光在生物体检测及诊断中的应用 =;.#Bds  
rA9BY :N@  
8.3.1利用激光的生物体光谱测量及诊断 YYDLFt r2  
[gZd$9a  
8.3.2激光断层摄影  k~#F@_  
GWZ0!V  
8.3.3激光显微镜 H R$\jJ  
k,>sBk 8  
8.4医用激光设备 ,bRvj8"M  
7dl]f#uZU  
8.4.1医用激光光源 SRq0y,d  
|r"1 &ow5  
8.4.2医用激光传播用光纤 @,i_ KN6C  
^Z7])arA  
8.5激光应用于医学的未来 jIx5_lFe  
pqPhtWi%PJ  
8.5.1医用激光新技术 l^x5m]Kt  
f $MVgX  
8.5.2光动力学治疗的前景 45l/)=@@B  
1<_i7.{k  
思考练习题8 riqvv1Nce  
mjbr}9  
第9章激光在信息技术中的应用 nA%H`/O{  
yyJ4r}TE  
9.1光纤通信系统中的激光器和光放大器 D'e'xU  
~g$Pb[V  
9.1.1半导体激光器 EJP##eGx  
1_ uq46  
9.1.2光纤激光器 mc_`:I=  
SS@F:5),  
9.1.3光放大器 uGl +"/uDu  
dxlaoyv:  
9.2激光全息三维显示 ^YzFEu$  
b'`8$;MII  
9.2.1全息术的历史回顾 -fu=RR  
}0c  
9.2.2激光全息术的基本原理和分类 \?)@ #Qs  
C.dN)?O  
9.2.3白光再现的全息三维显示 *Got  
e"^* ~'mJ  
9.2.4计算全息图 Jq)!)={  
[i24$UT  
9.2.5数字全息术 SlvQ)jw%  
v/6QE;BY&Q  
9.2.6全息三维显示的优点 /)?]vKMiI  
TfK$tTkM  
9.2.7全息三维显示的应用 {'8a' 9\  
a?%X9 +1A  
9.2.8全息三维显示技术的展望 H"f%\'  
)6dvWK  
9.3激光存储技术 RS@*/.]o  
uNV (r"  
9.3.1激光存储的基本原理、分类及特点 ; 1K[N0xE  
2F+K(  
9.3.2激光光盘存储 y8jk9Tv  
>_h*N H  
9.3.3激光体全息光存储 Kr`Cr5v  
B@dA?w.x  
9.3.4激光存储技术的新进展 cMxTv4|wui  
*b9=&:pU(  
9.4激光扫描和激光打印机 R+IT)2  
T:S+P t~  
9.4.1激光扫描 U.UN=uv_  
h_L-M}{OG  
9.4.2激光打印机 +K2jYgy  
DWZ!B7Ts  
9.5量子光通信中的激光源 xS]=WO*  
[#V?]P\uV  
9.5.1量子光通信 =rcqYPul0  
ai[st+1  
9.5.2量子态发生器及应用 XJTY91~R  
+/*,%TdQ4  
思考练习题9 9r!psRA:`)  
^.y}2  
第10章激光在科学技术前沿问题中的应用 1I^[_ /_\y  
Kf D8S  
10.1激光核聚变 ^0ZabR'  
2:^Dv1J)rD  
10.1.1受控核聚变 37Vs9w  
d4F3!*@(  
10.1.2磁力约束和惯性约束控制方法 yU3fM?a  
P#bZtWx'<N  
10.1.3激光压缩点燃核聚变的原理 0t ?:  
@D&VOJV  
10.2激光冷却 '+^HeM^;  
%{g<{\@4(;  
10.3激光操纵微粒 ,Hn{nVU1R=  
Z?Y14L~%  
10.3.1光捕获 C]K|;VQ  
gq4le=,v  
10.3.2微粒操纵 vx /NG$  
}N!I|<"/  
10.4超越经典衍射极限的分辨率 Va>~7  
ZAVjq;bq  
10.4.1解析延拓 H->J.5~,K  
Zoh[tO   
10.4.2综合孔径傅里叶全息术 0q(}nv  
+gh6eY8  
10.4.3傅里叶叠层算法 -Zd0[& ']  
k\X1`D}R  
10.4.4相干谱复用 =b2/g [  
5%j !SVW  
10.4.5非相干结构光照明成像 < I[ Vv'x  
0L1NZY^!  
10.4.6超分辨荧光显微镜 -t2bHhG  
S*<+vIo  
10.5激光光谱学 y}dop1zp  
1>bG]l1//  
10.5.1拉曼光谱 !=M[u+-  
fvg jqiT  
10.5.2空间高分辨的激光显微光谱 1TeYA6 t  
$lmGMljF  
10.5.3频率高分辨的双光子光谱 Qvt  
:G\f(2@  
10.5.4时间高分辨的激光闪光光谱 "b5:6\  
}S|~^  
10.5.5各种特殊效能的激光光谱技术 Cc7PhoPK  
'=}F}[d"kk  
10.6激光用于反常多普勒效应的基础物理研究 aj;OG^(!2_  
Xi`K`Cu+  
10.6.1电磁波的正常多普勒效应 Kk|uN#m  
^Rriu $\  
10.6.2在负折射率材料中传播的电磁波的反常多普勒效应 ]Z%9l(  
U {Xg#UN  
10.6.3折射光子晶体棱镜的设计以及负折射性质的实验验证 qELy'\  
BMMWP   
10.6.4反常多普勒效应的测量光路设计及理论分析 gOaL4tu  
fH[Yc>(oj  
10.6.5反常多普勒效应的测量实验结果 FY  U)sQ  
eCHT) 35u  
思考练习题10 7kJ =C  
Obwj=_+upd  
附录A随机变量 x-0S-1M  
&' E(  
A.1概率的定义和随机变量 YJi C}.4Q  
<RQ\nU  
A.2分布函数和密度函数 _s{on/u  
J_) .Hd  
A.3推广到两个或多个联合随机变量 H]2cw{2  
5{ ?J5  
A.4统计平均 2 )oT\m  
QEo i9@3  
附录B随机过程 U'8+YAgc  
<2Q+? L{  
B.1随机过程的定义和描述 NVqJN$z  
CsfGjqpf  
B.2平稳性和遍历性 GSck^o2{  
08*bYJu  
参考文献 =y)e&bj  
GcXh V  
{uVvo=3  
G 92\` Q  
(实体书推荐,有需求者,可以购买!)
关键词: 激光原理
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最新评论

qqqoooppp 2021-01-08 09:32
感谢介绍
小康的天空 2021-04-11 19:57
感谢分享 淘宝有售 已购入
liaoxiangyu 2021-04-14 17:52
很不错的书
brant 2021-10-08 09:48
感谢分享
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