激光原理及应用（第4版）
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。 dp`xyBQ3 }/~%Ysl rt">xVl R rrW0<Ed 第1章辐射理论概要与激光产生的条件 vzV ,}
S*c #p& &w1 1.1光的波粒二象性 :VwU2 S< }2y 9F
1.1.1光波 x ,$N!X Gr9/@U + 1.1.2光子 5\93-e @P=St\; VP 1.2原子的能级和辐射跃迁 Yhdt"@;.. ' =MaO@ @ 1.2.1原子能级和简并度 uC\FW6K=m gXr"],OM; 1.2.2原子状态的标记 A4L GF Y[%1?CREP 1.2.3玻尔兹曼分布 b3(pRg[Fp z _qy > 1.2.4辐射跃迁和非辐射跃迁 9 $,x^Qx 7sP;+G 1.3光的受激辐射 GC?X>AC: [ZwZGAP 1.3.1黑体热辐射 \zj _6Os x._IP,vRx^ 1.3.2光和物质的作用 vZV+24YWb WrK!]17or 1.3.3自发辐射、受激辐射和受激吸收之间的关系 DxjD/? R8 bqug o 1.3.4自发辐射光功率与受激辐射光功率 Y.I-h l1<r 0kN;SSX! 1.4光谱线增宽 xml@]N*D#E RjS; Ck@; 1.4.1光谱线、线型和光谱线宽度 #_yQv? J z0J$9hEg89 1.4.2自然增宽 6BIP;, M= d,=Kv 1.4.3碰撞增宽 rkhQoYZ[ xe^*\6 Y 1.4.4多普勒增宽 CU =}]Y !:e|M|T'I* 1.4.5均匀增宽和非均匀增宽线型 >cwyb9;!kK }* iag\ 1.4.6综合增宽 B{|g+c% | \ Nj 1.5激光形成的条件 a%*l]S0z" VM{`CJ2 1.5.1介质中光的受激辐射放大 u2HkAPhD i^P@? 1.5.2光学谐振腔和阈值条件 $>E\3npV :LRR\v0HM 思考练习题1 d_9Fc" C~ Nf LvK o8 第2章激光器的工作原理 A^7!:^%K & pwSd 2.1光学谐振腔结构与稳定性 G yZYP\'S+ 8+vZ9!7 2.1.1共轴球面谐振腔的稳定性条件 )#-27Y EM/NT/ 2.1.2共轴球面腔的稳定图及其分类 :0o
$qz2 Tk s;,C 2.1.3稳定图的应用 "cjZ6^Hum *D`qcv 2.2速率方程组与粒子数反转 [+$l/dag G%)?jg@EA 2.2.1三能级系统和四能级系统 xO 'I* ) (^GV y= 2.2.2速率方程组 JV'd!5P 1"46O C u{ 2.2.3稳态工作时的粒子数密度反转分布 &_FNDJ>MCk bb;fV 2.2.4小信号工作时的粒子数密度反转分布 PJj{5,#@3 ^B@4 w\t 2.2.5均匀增宽型介质的粒子数密度反转分布 3ojK2F( 1D qG"|,bA
2.2.6均匀增宽型介质粒子数密度反转分布的饱和效应 iU^ 4a |Hn[XRsf 2.3均匀增宽介质的增益系数和增益饱和 9[DQ[bL )6)|PzMQ' 2.3.1均匀增宽介质的增益系数 G],+ ?E_, \Ekez~k{` 2.3.2均匀增宽介质的增益饱和 tW5 \Ktjno Pb?H cg 2.4非均匀增宽介质的增益饱和 Bp\io$(% zF /}s_><* 2.4.1介质在小信号时的粒子数密度反转分布值 i ]GBu Gb 61X 6 2.4.2非均匀增宽型介质在小信号时的增益系数 'R* gSqx~ tYIHsm\b 2.4.3非均匀增宽型介质稳态粒子数密度反转分布 q?z6|]M|u L1BpkB 2.4.4非均匀增宽型介质稳态情况下的增益饱和 |Ix 6D IcL3.(!]l 2.5激光器的损耗与阈值条件 G_5sF|(mq d_J?i]AP|' 2.5.1激光器的损耗 cNC\w% [2w3c4K 2.5.2激光谐振腔内形成稳定光强的过程 pALB[;9g |PH]0.m5 2.5.3阈值条件 A`(p6 H"s ~m!>e])P?X 2.5.4对介质能级选取的讨论 fLI@;*hL0 /6{`6( p 思考练习题2 qNHS 1 *"
<tFQ 第3章激光器的输出特性 ulfpop*2 >|0yH9af 3.1光学谐振腔的衍射理论 P},S[GaZ VK`_ Qc#B 3.1.1数学预备知识 R
$'}Z }; 9dd3X 3.1.2菲涅耳-基尔霍夫衍射公式 Oi
BK R,Zuy( g 3.1.3光学谐振腔的自再现模积分方程 (m;P,* ]&/jvA=\l, 3.1.4激光谐振腔的谐振频率和激光纵模 F/j=rs,*|D N["c*=x 3.2对称共焦腔内外的光场分布 md $[Bs9 ]kb%l"& 3.2.1共焦腔镜面上的场分布 v{
C]\8 u;J= g 3.2.2共焦腔中的行波场与腔内外的光场分布 h83 ho ~ $r^Ur!E\ 3.3高斯光束的传播特性 ^e@c
Ozt R5]R
pW=G 3.3.1高斯光束的振幅和强度分布 L*FmJ{Yf ?Tuh22J{Q 3.3.2高斯光束的相位分布 >qtB27jV ItM?nyA 3.3.3高斯光束的远场发散角 2IjqT L 5mS Xf"R^ 3.3.4高斯光束的高亮度 w2{k0MW VPN@q<BV 3.4稳定球面腔的光束传播特性 O.rk!&N f~Kln^ 3.4.1稳定球面腔的等价对称共焦腔 h(/|` d,<ctd 3.4.2稳定球面腔的光束传播特性 KD,b.s yE"hgdL 3.5其他几种常用的激光光束 Y2<#%@%4 I$f:K]|.m! 3.5.1厄米-高斯光束 0@AK :Hd?0eZ| 3.5.2拉盖尔-高斯光束 FC]? T 1pzU=!R?-O 3.5.3贝塞尔光束 WDzov9ot 44%::Oh 3.6激光器的输出功率 Y }1|/6eJ Z?nM t 3.6.1均匀增宽型介质激光器的输出功率 "#4PU5. O')Ivm,E 3.6.2非均匀增宽型介质激光器的输出功率 @.0jC=!l #{h4lte 3.7激光器的线宽极限 q,:\i+>K* 0A 4(RLG g 3.8激光光束质量的品质因子M2 VKN^gz *EV] 8 3.9模式激光的某些一阶统计性质 Z]SCIU @+ HwU \[f 3.9.1单模激光的一阶统计性质 ;7m>40W &q":o 'q 3.9.2多模激光的一阶统计性质 sp_(j!]jX a'T|p)N.;T 思考练习题3 ; $y.+5 q $ng\qJ"HF 第4章激光的基本技术 =_ rn8 h+Q == 4.1激光器输出的选模 '| FM|0~-J 3[V|C=u0 4.1.1激光单纵模的选取 u |QfCwQ ;OdUH 4.1.2激光单横模的选取 (9cIU2e L3<XWpv 4.2激光器的稳频 Qy6A vw/$ ;Rnb^t6Z 4.2.1影响频率稳定的因素 e9%6+ 9Y |Cen5s
W& 4.2.2稳频方法概述 "%. #/!RG .IKK. G 4.2.3兰姆凹陷法稳频 D J<c 'm2,7] 4.2.4饱和吸收法稳频 cA/2,i c89RuI `B~ 4.3激光束的变换 $iP#8La:Y e,4!/|H: 4.3.1高斯光束通过薄 透镜时的变换 + u)' :\bttPw5 4.3.2高斯光束的聚焦 @{ nT4{ mB1) ! 4.3.3高斯光束的准直 hVG akp9WE <4O=[Q 5S 4.3.4激光的扩束 =vK (-h lZ.," F@ 4.4激光调制技术 X,OxvmDm SA/0Z = 4.4.1激光调制的基本概念 <= 7p~
i5 #);
6+v 4.4.2电光强度调制 {;-$;\D 2XXEg> CU 4.4.3电光相位调制 >K
&b,o,[ /S;?M\ 4.5激光偏转技术 {K|{a pixI&iQ 4.5.1机械偏转 "^trHh8= ]Ny] Ox< 4.5.2电光偏转 FcWu#}.p} qkBnEPWZy 4.5.3声光偏转 QWxQD'L' 6g.@I!j E 4.6激光调Q技术 CY 7REF 3; M!]9ms 4.6.1激光谐振腔的品质因数Q 8WyG49eic 4 B> l|% 4.6.2调Q原理 ~}M{[6! A5/h*`Q\\ 4.6.3电光调Q -!}1{ X:e'@]Z)? 4.6.4声光调Q 2xnOWW ZHF@k'vm/9 4.6.5染料调Q Mr1pRIYMd 6@$[x* V 4.7激光锁模技术 l%U9g Z6 *RIdD> 4.7.1锁模原理 sV+>(c-$ '+eP%Y [W% 4.7.2主动锁模 C9nNziws P#0 _ 4.7.3被动锁模 V*TG%V - ~Ep&:c4:D 思考练习题4 P9'5=e@jB awawq9)Y 第5章典型激光器介绍 \vT8
)\ dKMuo'H'% 5.1固体激光器 bHMlh^{`% 6%'{Cq1DE 5.1.1固体激光器的基本结构与工作物质 LNg1q1 P3 dqkkA/1 5.1.2固体激光器的泵浦系统 4 '+)9&g RS: 0xN\JN 5.1.3固体激光器的输出特性 O]Hg4">f 3LTO+>, |" 5.1.4新型固体激光器 6JL
7ut i3~!ofTb 5.2气体激光器
|z4 /4Y@ j[HKC0C 6 5.2.1氦氖(HeNe)激光器 u)V* o Z5U~g? 5.2.2二氧化碳激光器 ~\/ J& 4H,DG`[Mo 5.2.3Ar＋离子激光器 o O|^ [b# .dygp"* 5.3染料激光器 ;klDt|%3j h}oQr0"c 5.3.1染料激光器的激发机理 ::R^ w" @<2pYIi 8 5.3.2染料激光器的泵浦 j NY8) w_ :Hd<S 5.3.3染料激光器的调谐 kal8k-$# 2iG Rw4`_a 5.4半导体激光器 5>=tNbk"s WLpn,8qsY 5.4.1半导体的能带和产生受激辐射的条件 i~.[iZf| W@G[ gS\T 5.4.2PN结和粒子数反转 X X F9oy8 zZx P=
c 5.4.3半导体激光器的工作原理和阈值条件 Za} |Ee ke%zp-2c 5.4.4同质结和异质结 半导体激光器 )_=&)a1U 70NHU;&N 5.5其他激光器 (kHR$8GFM JTI m`t"d= 5.5.1准分子激光器 ^DH*@ M sH]AB =_ 5.5.2自由电子激光器 -r2cK{Hhp& D6vn3*,& 5.5.3化学激光器 79V5{2Y*U W f?sJ`.%b 思考练习题5 w0IB8GdF miKi$jC}vq 第6章激光在精密测量中的应用 y"hM6JI I%&9`ceWY 6.1激光干涉测长 c,qCZ-.Sg W> ~ %6K>p 6.1.1干涉测长的基本原理 v Y\O=TZT ] UI+6}r 6.1.2激光干涉测长系统的组成 2mO#vTX4 Q. Xs Y.{ 6.1.3激光外差干涉测长技术 LJ) ) ?
1{S_ 6.1.4激光干涉测长应用举例 $P -m6 vraU&ze\1 6.2激光衍射测量 >SJ $41"E ""+*Gn 7^8 6.2.1激光衍射测量原理 3az c `[hl hq*JQb;Y} 6.2.2激光衍射测量的方法
gh}AD1TN] u
s0'7|{q 6.2.3激光衍射测量的应用 5:d2q<x:{ 8?YW i 6.3激光测距 a7|&Tbv v6VhXV6$| 6.3.1激光脉冲测距 9O Q4\
]mj+*l5 6.3.2激光相位测距 =QfKDA de6dLT>m 6.4激光准直及多自由度测量 {t:N D #[W[ |m 6.4.1激光准直仪 0q>lW &J 48Lmy<}* 6.4.2激光衍射准直仪 K)+l 6Q [ 8P2V 6.4.3激光多自由度测量 DG\YZV4 #} (Df& 6.5激光多普勒测速 weV#%6=5\ 0_
\ g 6.5.1运动微粒散射光的频率 a~7osRmp0 f ti|3c 6.5.2差频法测速 Nj_sU0Dt "V0:Lq 6.5.3激光多普勒测速技术的应用 )JQQ4D FBAC9}V" 6.6环形激光测量角度和角加速度 &] 6 T^ . O` jA-t 6.6.1环形激光精密测角 `_A?a_[* Pu*HZW3l 6.6.2光纤陀螺 k#5e:VOb p.] .M"A 6.7激光环境计量 bMZ n7c 2P _^@g 6.8激光散射板干涉仪 Z{4aGp* n E0~Y2 思考练习题6 Mgs| * u-5 (I
ds<n" 第7章激光加工技术 1GE%5 W+
'} O< 7.1激光热加工原理 #(+HS Zm Qz(T[H5%W 7.2激光表面改性技术 (OcNC/9 !TL}~D :J 7.2.1激光淬火技术的原理与应用 x O-U] %oq )UZ0gfx 7.2.2激光表面熔凝技术 /)?P>!#;\ r&3o~! 7.2.3激光熔覆技术 Fg\| e% ^s ~n[ 7.3激光去除材料技术 E9B*K2l^{ `ab\i`g9 7.3.1激光打孔 ( [CnYv AJ`
v 7.3.2激光切割 *t M7 > s!/holu 7.4激光焊接 o-=d|dWG vZeYp 7.4.1激光热导焊 N 3yB1_ tP
Efz+1N 7.4.2激光深熔焊 a!y,!EB+Qu W j j2J 8B 7.4.3激光复合焊 hRa(<Z K JM- ce 8U 7.5激光快速成型技术 bjP bl2K Rs F3#H 7.5.1激光快速成型技术的原理及主要优点 b({Nf,(a2
ow+Dd[i 7.5.2激光快速成型技术 $#7J\=GZ+ }\ 93 9Y 7.5.3激光快速成型技术的重要应用 Wbn[Q2h5 3']:1B 7.6其他激光加工技术 &[ u6oAR n;kciTD%wK 7.6.1激光清洗技术 .5 !sOOs$P =tc `:!$ 7.6.2激光弯曲 E/7vIg
F %g0z) J 思考练习题7 a()6bRc~T !0OD(XT 第8章激光在医学中的应用 Oh/b?|imG 14r Vb2^ 8.1激光与生物体的相互作用 - Y8ks7 >C:"$x2"#( 8.1.1生物体的 光学特性 N*
] i G~ 0^ &(u :~ 8.1.2激光对生物体的作用 ].-J. 5fegWCJ 8.1.3激光对生物体应用的优点 <E[ HlL r v,NQZ 8.2激光在临床治疗中的应用 Gf
H*,1x U1> 8.2.1激光临床治疗的种类与现状 V5u}C-o 5%QC
][, 8.2.2激光在皮肤科及整形外科领域中的应用 5 dfe@$ %oh`EGmVP 8.2.3激光在眼科中的应用 yE.4 95 sb}K%- 8.2.4激光在泌尿外科中的应用 ]g>m? \'n M<A;IOpR+ 8.2.5激光在耳鼻喉科中的应用 *(d6Z# 8tLT'2+H# 8.2.6最新的技术——间质激光光凝术 =mKfFeO. ~KA p\!, 8.2.7光动力学治疗 HPt Tv}l %tzN@ 8.3激光在生物体检测及诊断中的应用 X,WQ'|rC R3B5-^s 8.3.1利用激光的生物体光谱测量及诊断
)IFl
0<d
9h:jFhsA9 8.3.2激光断层摄影 !,? <zg !,Xy l}
# 8.3.3激光显微镜 E! zd( j-lSFTo 8.4医用激光设备 y+4?U "UQr :/ 8.4.1医用激光 光源 L_THU4^j
< XQN;{xSa 8.4.2医用激光传播用 光纤 @- wNrW$ QKp+;$SE' 8.5激光应用于医学的未来 'Q:i&dTg V!T^wh; 8.5.1医用激光新技术
Ws-6W!Ib% ;cv.f>Cm 8.5.2光动力学治疗的前景 :3KO6/+ (KT38RhA
思考练习题8 5^/, aI `zdH1 p^w 第9章激光在信息技术中的应用 42rj6m\ %`xV'2H 9.1光纤通信系统中的激光器和光放大器 Qg'c?[~W@ ZY E' C 9.1.1半导体激光器 o Lg g b#D9 eJhS 9.1.2光纤激光器 yGb a zKIGWH=qqm 9.1.3光放大器 F(Lb8\to\M WGH%9 2 9.2激光全息三维显示 y;Qy"-)qb W|)GV0YM 9.2.1全息术的历史回顾 @GN(]t&3 <Z{vC 9.2.2激光全息术的基本原理和分类 QCeMKjCmY fNm E, ~ 9.2.3白光再现的全息三维显示 R[x7QlA; jCU=+b= 9.2.4计算全息图 u?Fnln e4@ /8f>':zUb 9.2.5数字全息术 8';m)Jc iaY5JEV:CA 9.2.6全息三维显示的优点 60xa?8<cg T>d\%*Q+B 9.2.7全息三维显示的应用 :W~6F *A V?OuIg%=: 9.2.8全息三维显示技术的展望 h S4.3]ei %d EB /[ 9.3激光存储技术 ~j=xi P ARP KzF`Wq 9.3.1激光存储的基本原理、分类及特点 /+>) "D6'
j:7* 3@f 9.3.2激光光盘存储 ^;.T}c%N DW# Bfo 9.3.3激光体全息光存储 Ve)ClH/DW ~|h lE z 9.3.4激光存储技术的新进展 538fK9[ *D2Nm9s l 9.4激光扫描和激光打印机 Wr NLGkt X4a^m w\" 9.4.1激光扫描 M|d={o9Hp t {!/#eQC 9.4.2激光打印机 fV 3r|Bp =/[ltUKs:a 9.5量子光通信中的激光源 WP}ixcq# 1Q]Rd 9.5.1量子光通信 +#4]o
}6G C;9t">p rk 9.5.2量子态发生器及应用 <j;]!qFR hR-K@fS%l' 思考练习题9 @<2d8ed D}-o+6TI? 第10章激光在科学技术前沿问题中的应用 xq2V 0Jp1u W;4Lkk$ 10.1激光核聚变 3QW_k5o ylu2R0] ( 10.1.1受控核聚变 5y]io
Jc9- [u`6^TycP 10.1.2磁力约束和惯性约束控制方法 Y(_Kiz BY $_sYfU9 10.1.3激光压缩点燃核聚变的原理 -IadHX}]t ?OE#q$ g 10.2激光冷却 joqWh!kv7U K1OkZ6kl 10.3激光操纵微粒 n#4Gv|{XMD b^x07lO 10.3.1光捕获 ,9d9_c. T e'34Pw !m 10.3.2微粒操纵 =Q-k'= 6\ ~O{W;Cyh 10.4超越经典衍射极限的分辨率 %t*[T P>(P2~$Y" 10.4.1解析延拓 b HE7yv [ vg)Z]F=t( 10.4.2综合孔径傅里叶全息术 rFey4 zz z =LI:S|[4 10.4.3傅里叶叠层算法 ?DPHo)w 4 /'N|c. 10.4.4相干谱复用 D^+?|Y@N _\\ -md: 10.4.5非相干结构光 照明成像 D<bI2 )u*^@Wo 10.4.6超分辨荧光显微镜 }^Gd4[(,g Lg4YED9# 10.5激光光谱学 =xL )$DTg) px=]bALU 10.5.1拉曼光谱
uFG<UF L&kr {7q 10.5.2空间高分辨的激光显微光谱 O- #TZ Q =#I9- 10.5.3频率高分辨的双光子光谱 @pFj9[N r8[T&z@_ 10.5.4时间高分辨的激光闪光光谱 SJk>Jt= t> xd]ti 10.5.5各种特殊效能的激光光谱技术 ut_pHj@ _w!a`w*3 10.6激光用于反常多普勒效应的基础物理研究 O,s. D,S 1$pb (OK 10.6.1电磁波的正常多普勒效应 .WX,Nd3@ /[=E0_t+ 10.6.2在负折射率材料中传播的电磁波的反常多普勒效应 S_ b/DO F}Srn; V 10.6.3折射光子晶体棱镜的设计以及负折射性质的实验验证 =lp1Z> *jITOR!uF` 10.6.4反常多普勒效应的测量光路设计及理论分析 I4t*? =-#G8L%Q 10.6.5反常多普勒效应的测量实验结果 pf&ag#nr p? # pT}1 思考练习题10 3^,QI G HC*?DJ, 附录A随机变量 C&<~f#lB 3@<zg1.9- A.1概率的定义和随机变量 ?X9U TOx :Ht; 0|[H A.2分布函数和密度函数 r. yK, h4)Bs\==mT A.3推广到两个或多个联合随机变量 @S^ASDuQU7 fCw*$ :O A.4统计平均 MYdO jc N 91Z' 附录B随机过程 [k<1`z3 =&nW~<- v B.1随机过程的定义和描述 -_N)E ))G vFv3'b$;G B.2平稳性和遍历性 zt ll} vB0RKk}d5 参考文献 wT,R0~V0 !t#F/C  g)"gw+ZFc bHE2,;o （实体书推荐，有需求者，可以购买！）
|
帖子
勋章
关注
任务
