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。
to,=Q8)0 9E
(>mN R_Eu*Quj 8l)l9;4 6 第1章辐射理论概要与激光产生的条件
J"[OH,/_ hRA.u'M 1.1光的波粒二象性
B&L{/.v_z\ @#o$~'my 1.1.1光波
^hbh|Du ~|!q>z 1.1.2光子
F3 wRHq E\'_`L 1.2原子的能级和辐射跃迁
8N|*n"`} 6bqJM#y@ 1.2.1原子能级和简并度
q^12Rj;H .# M5L 1.2.2原子状态的标记
h8S%Q|- So!1l7b 1.2.3玻尔兹曼分布
E$Ge#
M@dM /=Xen
mmS 1.2.4辐射跃迁和非辐射跃迁
85s{;3 MTqbQ69v 1.3光的受激辐射
2c+q~8Jv hefV0)4K 1.3.1黑体热辐射
8uCd|dJ OFUN hbg 1.3.2光和物质的作用
',O@0L]L Mzb_o2^( 1.3.3自发辐射、受激辐射和受激吸收之间的关系
ZJw92Sb <{cPa\ 1.3.4自发辐射光功率与受激辐射光功率
8YYY *> A+[wH( 1.4光谱线增宽
FtF!Dtv m"v` E7G 1.4.1光谱线、线型和光谱线宽度
*nC<1.JW O|gb{ 1.4.2自然增宽
h]'fX ] c'owj 1.4.3碰撞增宽
t+h"YiT auGt>,Zj\Q 1.4.4多普勒增宽
xds"n5 =%RDT9T. 1.4.5均匀增宽和非均匀增宽线型
1pz6e8p:m O050Q5zy 1.4.6综合增宽
T;FzKfT| |d:URuG~:I 1.5激光形成的条件
IA+>dr
6XX5K@ 1.5.1介质中光的受激辐射放大
- '8|D!>v2 ?8~$du$ 1.5.2光学谐振腔和阈值条件
}!.7QpA$ g@j:TQM_0 思考练习题1
b<[eBXe :ss9- 第2章激光器的工作原理
m\~[^H~g >U) ,^H( 2.1光学谐振腔结构与稳定性
a%-Yl%# 3^`bf=R 2.1.1共轴球面谐振腔的稳定性条件
50'6l
X(v, 5hDE&hp 2.1.2共轴球面腔的稳定图及其分类
1hMk\ -3S r@n% 2.1.3稳定图的应用
7unu-P<C n*;mFV0s 2.2速率方程组与粒子数反转
-eNi;u $[]=6.s 2.2.1三能级系统和四能级系统
S)[2\Z{**T 7tr.&A^c 2.2.2速率方程组
N;D+]_;0| ]_-$ 2.2.3稳态工作时的粒子数密度反转分布
A"P1B] OPjscc5 2.2.4小信号工作时的粒子数密度反转分布
(/N`Wu h?CNChRJs 2.2.5均匀增宽型介质的粒子数密度反转分布
? jOpW1 Y#N'bvE|% 2.2.6均匀增宽型介质粒子数密度反转分布的饱和效应
`[ne<F?e v=W%|iZ 2.3均匀增宽介质的增益系数和增益饱和
.^v7LF]Q PB9<jj; 2.3.1均匀增宽介质的增益系数
I~mw\K{.3M %?
iE3j!q 2.3.2均匀增宽介质的增益饱和
:Z+(H +lyZ e%f8|3<6 2.4非均匀增宽介质的增益饱和
iu:e> r +~[19'GH 2.4.1介质在小信号时的粒子数密度反转分布值
,Qh4=+jwqn eq/s8]uM 2.4.2非均匀增宽型介质在小信号时的增益系数
i?|SC= AM }OLHj 2.4.3非均匀增宽型介质稳态粒子数密度反转分布
t>b^S, "5YsBih 2.4.4非均匀增宽型介质稳态情况下的增益饱和
u(lq9; ;Th q|6lw 74` 2.5激光器的损耗与阈值条件
@r
.K>+1 >%W"u`Q 2.5.1激光器的损耗
c''!&;[! lc/2!:g 2.5.2激光谐振腔内形成稳定光强的过程
:r~? Z6gK "w7:{E5e 2.5.3阈值条件
LXx3 !AMPA* 2.5.4对介质能级选取的讨论
_mO\Nw0 g|T' oK 思考练习题2
(d~'H{q KT|$vw2b 第3章激光器的输出特性
WIhf*LF" r<0.!j%c 3.1光学谐振腔的衍射理论
8m6L\Z&
h.8J6;36 3.1.1数学预备知识
9PGSr4V1 #ob">R 3.1.2菲涅耳-基尔霍夫衍射公式
V&f3>#n\ Zwq_&cJK 3.1.3光学谐振腔的自再现模积分方程
T&{EqsI=B 9:esj{X 3.1.4激光谐振腔的谐振频率和激光纵模
k/t4 "OWq]q# 3.2对称共焦腔内外的光场分布
)qxL@w. gmM79^CEF 3.2.1共焦腔镜面上的场分布
T[7-3[w<) 7sFjO/a* 3.2.2共焦腔中的行波场与腔内外的光场分布
ukPV nk 9EH%[wfv 3.3高斯光束的传播特性
.vb*|So $QY(7Z" 3.3.1高斯光束的振幅和强度分布
apYf,"|9 LS \4y&J40 3.3.2高斯光束的相位分布
?Jx8z`( |fa3;8!96 3.3.3高斯光束的远场发散角
'DKP-R" q_I ''L 3.3.4高斯光束的高亮度
9x:c"S* p2cKtk+ 3.4稳定球面腔的光束传播特性
MbJV)*Q muY4:F.C( 3.4.1稳定球面腔的等价对称共焦腔
b0
5h, J M`uIVnNA 3.4.2稳定球面腔的光束传播特性
XCk \#(VSE uEk$Y=p7! 3.5其他几种常用的激光光束
u'iOa
i|2Q}$3t2 3.5.1厄米-高斯光束
/FQumqbnt "V^(i%E; 3.5.2拉盖尔-高斯光束
6T)D6;@L jF'S"_/? 3.5.3贝塞尔光束
jd$lu^>I Yr0%ZYfN 3.6激光器的输出功率
PvO>}(= J\Sewg9 3.6.1均匀增宽型介质激光器的输出功率
Qg4qjX](? o05) I2 3.6.2非均匀增宽型介质激光器的输出功率
q 3
9RD
9((v. 3.7激光器的线宽极限
@(ev``L5g =b6Q2s,i 3.8激光光束质量的品质因子M2
#2n>J'} dhV=;'
3.9模式激光的某些一阶统计性质
j]kx~ rH & ^SNc 3.9.1单模激光的一阶统计性质
PInU-"gG <<[`;"CF 3.9.2多模激光的一阶统计性质
P=V~/,>SZ! ?-Oy/Y K 思考练习题3
>7
4'g} }yXa1#3 第4章激光的基本技术
v k<By R TqzkF7;k4 4.1激光器输出的选模
W4X=.vr <@JK;qm>S 4.1.1激光单纵模的选取
]G&d`DNV A5/Q:8b 4.1.2激光单横模的选取
6 Rg{^E Rf e6,/i 4.2激光器的稳频
k;q|pQ[ yn`H }@`k 4.2.1影响频率稳定的因素
MdCEp1Z \z0" 4.2.2稳频方法概述
`@-H
; PT|t6V"wd 4.2.3兰姆凹陷法稳频
\_0nH` "Bn!<h}mg 4.2.4饱和吸收法稳频
P!1y@R>Ln 2Fp.m}42i( 4.3激光束的变换
Nx,.4CI
"1WwSh}Z 4.3.1高斯光束通过薄
透镜时的变换
c]#F^(-A` epR7p^`7 4.3.2高斯光束的聚焦
abx/h#_q &*A7{76x 4.3.3高斯光束的准直
jl%27Ld ?/5WM% 4.3.4激光的扩束
\"|E8A6/ -n+=[M 4.4激光调制技术
4h|sbB"t 0LeR#l:I 4.4.1激光调制的基本概念
Xw_AZ-|1D &O7]e3Ej 4.4.2电光强度调制
Xu2:yf4No* hZ[,. 4.4.3电光相位调制
aF]4%E .\".}4qQ 4.5激光偏转技术
*FmY4w ?45bvkCT 4.5.1机械偏转
H0LEK(K ,l1A]Wx 4.5.2电光偏转
}f?$QSF sZxf. 4.5.3声光偏转
h3[^uYe :Z3Tyj}4 4.6激光调Q技术
Xy5#wDRC N7=lSBm 4.6.1激光谐振腔的品质因数Q
tHgu#k0
_xjw: 4.6.2调Q原理
(_Ph{IN A]c'`Nf 4.6.3电光调Q
wxS.!9K }%x2Z{VF 4.6.4声光调Q
5%Hw,h 14Y_ oH9 4.6.5染料调Q
KP,#x$Bg !Z]#1"A8 4.7激光锁模技术
bvzNur_ Kg4\:A7Sa. 4.7.1锁模原理
d< j+a1& "MM)AY*b 4.7.2主动锁模
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