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。 vT{(7m!Ra r&R~a9+)  c$[2tZ >b\|%=(x!* 第1章辐射理论概要与激光产生的条件 A 7Y CSjB ' u<I S/w 1.1光的波粒二象性 fsOlg9 51eZf JB 1.1.1光波 am/}V%^ +arh/pd_I 1.1.2光子 Nk -xnTZ" /Hk})o_ 1.2原子的能级和辐射跃迁 66>X$nx(z <FkaH8,7 1.2.1原子能级和简并度 dY$nw ? 3DFm 1.2.2原子状态的标记 T$MXsq *.w6 =} 1.2.3玻尔兹曼分布 Yl au X n0HJ^"_ 1.2.4辐射跃迁和非辐射跃迁 oNXYBeu+ n+=7u[AZi 1.3光的受激辐射 Oq <3&* lv] U)p 1.3.1黑体热辐射 ZJbaioc\ !2AD/dtt 1.3.2光和物质的作用 A iR# :r BIMX2.S1o 1.3.3自发辐射、受激辐射和受激吸收之间的关系 bh8GP]*E| > Q=e 9L= 1.3.4自发辐射光功率与受激辐射光功率 p
Cx_[#DrP 2va[= >_ 1.4光谱线增宽 6 E_~8oEl T)22P<M8 1.4.1光谱线、线型和光谱线宽度 j# c@dze &0* l:uw 1.4.2自然增宽 ?-& k?I \ l0!s i 1.4.3碰撞增宽 h{HpI
0q4 G@D8 [ 1.4.4多普勒增宽 |;V-;e* 8yI4=P"F, 1.4.5均匀增宽和非均匀增宽线型 }@$CS5w -[>J"l 1.4.6综合增宽 JK{2 hr_a z4J\BB 1.5激光形成的条件 2 P Pb F_@`
<d! 1.5.1介质中光的受激辐射放大 hb 1h .F VZa mR}x 1.5.2光学谐振腔和阈值条件 }<2|6 { 1F0];{a 思考练习题1 Z 5 .cfI[ :L:] 3L 第2章激光器的工作原理 jbg9 EtQ!* jl;N
Fk% 2.1光学谐振腔结构与稳定性 uUBUUr ; gaTSYVe 2.1.1共轴球面谐振腔的稳定性条件 =dKk #* H^B,b !5i 2.1.2共轴球面腔的稳定图及其分类 JeVbFZ8 U;ujN 8 2.1.3稳定图的应用 *.$ov<E . hn6 '$P 2.2速率方程组与粒子数反转 4u2_xbT k_^
4NU 2.2.1三能级系统和四能级系统 o}wRgG FbdC3G|oA 2.2.2速率方程组 +=L+35M #"C* dNAB 2.2.3稳态工作时的粒子数密度反转分布 RAEN
&M | Cfo(]>G 2.2.4小信号工作时的粒子数密度反转分布 ^LSD_R^N \F f]}4 2.2.5均匀增宽型介质的粒子数密度反转分布 (Ze\<Y #cv [m
x}n+~ 2.2.6均匀增宽型介质粒子数密度反转分布的饱和效应 REX/:sB < a(JtGjTf& 2.3均匀增宽介质的增益系数和增益饱和 geM`O|Np x )q$.u+ 2.3.1均匀增宽介质的增益系数 2gvS`+<TP =AHV{V~ 2.3.2均匀增宽介质的增益饱和 Br$/hn= 'r^' wv] 2.4非均匀增宽介质的增益饱和 ``Um$i~e% Z
+<Y.*6 2.4.1介质在小信号时的粒子数密度反转分布值 q{yzu x 8,CL>*A 2.4.2非均匀增宽型介质在小信号时的增益系数 k]TJL9Q 3U?^49bJ 2.4.3非均匀增宽型介质稳态粒子数密度反转分布 -42 U O1]XoUH< 2.4.4非均匀增宽型介质稳态情况下的增益饱和 Oh}@c~7; M9yqJPS}B 2.5激光器的损耗与阈值条件 Z\?!& & dt>!=<| k 2.5.1激光器的损耗 {5fq4A A6 h*
/ 2.5.2激光谐振腔内形成稳定光强的过程 @:9mTP7 {#{ nU NW 2.5.3阈值条件 V/" 4 1 b\t @vMJ 2.5.4对介质能级选取的讨论 +hWeN&A yg4ILL 思考练习题2 i079 V NXE1v~9V 第3章激光器的输出特性 O#U_mgfzJ mvtuV` 3.1光学谐振腔的衍射理论 %N<>3c<8P ZQJh5.B 3.1.1数学预备知识 S7hf wu&7F \g@jc OKU 3.1.2菲涅耳-基尔霍夫衍射公式 ) T ^aJ-Uf } M\G 3.1.3光学谐振腔的自再现模积分方程 /z(s1G. 3'`X_C|d53 3.1.4激光谐振腔的谐振频率和激光纵模 <DdzD bgax E~Y%x/oX 3.2对称共焦腔内外的光场分布 z<<aT ewinG-hX_ 3.2.1共焦腔镜面上的场分布 gm&O-N"= U jmnrpXaAx 3.2.2共焦腔中的行波场与腔内外的光场分布 ,!^ w "\1V^2kMr 3.3高斯光束的传播特性 ~U4;YlQP R2[
} 3.3.1高斯光束的振幅和强度分布 tbi(e49S SYK? 5_804 3.3.2高斯光束的相位分布 RQ51xTOL4] " []J[!}x 3.3.3高斯光束的远场发散角 +Sdki:: *FoPs 3.3.4高斯光束的高亮度 P~*v}A v]KI=!Gs 3.4稳定球面腔的光束传播特性 2HvzMo-4 CW#$ % 3.4.1稳定球面腔的等价对称共焦腔 2$QuR~ >z a= v 3.4.2稳定球面腔的光束传播特性 6I\mhw!pQ \U'TL_Ql 3.5其他几种常用的激光光束 }=."X8zOI8 | teDe6 \m 3.5.1厄米-高斯光束 ,k3aeM~`%w Bc y$"F|r 3.5.2拉盖尔-高斯光束 ;]h:63 S @-qC".CI 3.5.3贝塞尔光束 Y~bGgd]T \ 8X8N CM 3.6激光器的输出功率 h!>NS ?X7 x@>^ c:-f 3.6.1均匀增宽型介质激光器的输出功率 *C?x\.\C a'|Dm7'4t 3.6.2非均匀增宽型介质激光器的输出功率 1&}^{ Ys }GTy {Y *& 3.7激光器的线宽极限 -x1O|q69 U_,K_6vj 3.8激光光束质量的品质因子M2 C(*)7|
m IyA8+N
y 3.9模式激光的某些一阶统计性质 4) nQBFX *`V-zD 3.9.1单模激光的一阶统计性质 $$G^#t1=XZ w]0jq
U6 3.9.2多模激光的一阶统计性质 \ow0Y > [f'DxZF- 思考练习题3 J#W>%2 "s U!x\oLP 第4章激光的基本技术 9qQFIw~S s2ys>2k 4.1激光器输出的选模 FR@ dBcJUU y0' " 4.1.1激光单纵模的选取 *ha 9Vq@X D r $N{d 4.1.2激光单横模的选取 pf`li]j'V |KC3^ 4.2激光器的稳频 G1'w50Yu
r4qFEFV3% 4.2.1影响频率稳定的因素 w,.Hdd6 @*O(dw 4.2.2稳频方法概述 %tzz3Y c$'UfW 4.2.3兰姆凹陷法稳频 yx }Z:t Ic/<jFZXM 4.2.4饱和吸收法稳频 K~WwV8c9 ; U\~[ 4.3激光束的变换 hTn
}AsfLY y6?Q5x9M 4.3.1高斯光束通过薄 透镜时的变换 t>v']a +k /aJl0GL4! 4.3.2高斯光束的聚焦 E|Grk }H ,A
T 4.3.3高斯光束的准直
t 5N4d VuZmX1x)N 4.3.4激光的扩束 8 LwbOR" s}9aZ 4.4激光调制技术 }Gz"og*8 ^HL#)fK2I 4.4.1激光调制的基本概念 T
"G! H oci-[CI, 4.4.2电光强度调制 knBT(x'+ <$njU=YE& 4.4.3电光相位调制 3P6!j g%=\Wiit] 4.5激光偏转技术 6]gs{zG {YbqB6zaM 4.5.1机械偏转 ,?#-1uIGL> m9xu$z| e 4.5.2电光偏转 9 au)K!hN Qw5M\
4.5.3声光偏转 SqTm/ t
6^: l 4.6激光调Q技术 Z gU;=. 0 q3<RX>M% 4.6.1激光谐振腔的品质因数Q {@ ,
L i y: ;g 4.6.2调Q原理 kx UGd)S ,.}PZL 4.6.3电光调Q IW BVfN->} 7\/O"Ot 4.6.4声光调Q dadMwe_l0 $oua]8! 4.6.5染料调Q QX]tD4OH 6 3u'-Z"4 4.7激光锁模技术 q-8 GD7 "?9fL#8f*! 4.7.1锁模原理 iGU N$ ^3yjE/Wi" 4.7.2主动锁模 .D>lv_kp _RmE+ Xg2 4.7.3被动锁模 >Ia(g0 q3P3euK3 思考练习题4 2.lnT{ eO9nn9lql 第5章典型激光器介绍 [a
|fm*B! F #<P FT4i 5.1固体激光器 +`4}bc ,G B 6pz1P?e} 5.1.1固体激光器的基本结构与工作物质 /Bwea];^Q F'~/ 5.1.2固体激光器的泵浦系统 Vut.oB$
~ h?1pGz)[C 5.1.3固体激光器的输出特性 vaxg^n|v9 0F~9t ! 5.1.4新型固体激光器 RYhdf .BUl$RW| 5.2气体激光器 s,29_z7 QJE- $ : 5.2.1氦氖(HeNe)激光器 <V8i>LBlz GB+d0 S4 5.2.2二氧化碳激光器 6b8K lrar! ^+wzm2i 5.2.3Ar＋离子激光器 :cEe4a
]`kvq0Gyb 5.3染料激光器 k2WO*xa* @} Z/{Z[@ 5.3.1染料激光器的激发机理 E0h p% : 7 r<>^j' 5.3.2染料激光器的泵浦 #~f+F0#%? $^XPk#$m 5.3.3染料激光器的调谐 D7(t6C=FP mT>p:G 5.4半导体激光器 y,>m#6hx# 2&d&$Jg 5.4.1半导体的能带和产生受激辐射的条件 \O?B9_ I q=B]oE 5.4.2PN结和粒子数反转 ykeUS
zz2 -U $pW( ~ 5.4.3半导体激光器的工作原理和阈值条件 B<&_lG0s S '9dtIW6E 5.4.4同质结和异质结 半导体激光器 E! <$J^ j)DZmGg&t 5.5其他激光器 UmE{>5Pt #]N9/Hij#g 5.5.1准分子激光器 }\{1`$*~ M(E_5@?3 5.5.2自由电子激光器 b?Ne Siswn Ft rw3OxN 5.5.3化学激光器 8'[wa M !l5,ycF 思考练习题5 r97[!y1gt D5b _m|7% 第6章激光在精密测量中的应用 v `w?QIB] M\6 `2q 6.1激光干涉测长 NGs9Jke2 ko>_@]Jb 6.1.1干涉测长的基本原理 6)$ N[FNs ~?5m5z O 6.1.2激光干涉测长系统的组成 wIj2 IAD 5;
[|k$ v 6.1.3激光外差干涉测长技术 IR8&4qOs =*}Mymhk( 6.1.4激光干涉测长应用举例 K-C,+ eI PI \,`^)y 6.2激光衍射测量 hF7mJ\ TkoXzG8yE< 6.2.1激光衍射测量原理 I{I
[N
&N #/dde9y 6.2.2激光衍射测量的方法 vaOL6=[#:g ;Hb[gvl 6.2.3激光衍射测量的应用 U 3K<@r MEnHC'nI 6.3激光测距 mVAm ^JK 3a}`xCO5 6.3.1激光脉冲测距 3F} KrG z
2VCK@0 6.3.2激光相位测距 "4hpU]4j 'f7
*RSKqb 6.4激光准直及多自由度测量 .l5 " X> WbWW=(N'd 6.4.1激光准直仪 7U`S9DDwq ,HkhK bQ 6.4.2激光衍射准直仪 Su$ 1 t cloSJmUlQ 6.4.3激光多自由度测量 {4aY}=
-Q* u=}bq{ 6.5激光多普勒测速 &E
riskI %O=V4%"m\ 6.5.1运动微粒散射光的频率 s [F' h-y ]</4#?_ 6.5.2差频法测速 X7d. Ie *Yu\YjLPG 6.5.3激光多普勒测速技术的应用 xyjV dD\ e=z_+gVm 6.6环形激光测量角度和角加速度 :U. )YHY H"rzRd; S 6.6.1环形激光精密测角 >[fVl 8G_0 :+Q"MIU 6.6.2光纤陀螺 b\;u9C2y' n_n|^4 w 6.7激光环境计量 mhLRi\[c ) ?g;ZbD 6.8激光散射板干涉仪 o $`kpr jJ"EGFa8 思考练习题6 k-pEBh OH +a w>p_\ 第7章激光加工技术 53t- 'K0l :6j :9lYL2 7.1激光热加工原理 G P[r^Z JD{MdhhV 7.2激光表面改性技术 iqednk% 4JZHjf0M6 7.2.1激光淬火技术的原理与应用 Kxl ,]
|e> V}|v!h[O8 7.2.2激光表面熔凝技术 C9F+e >6I.%! jU 7.2.3激光熔覆技术 9 0qj6.SQ yD"0=\ 7.3激光去除材料技术 Lkl|4L ^~6] 0$yJ 7.3.1激光打孔 `<}V
!Lo _0W;)v 7.3.2激光切割 q|u8CX 3Q$'qZw p 7.4激光焊接 ~` \9Q Rz zFhU#r 7.4.1激光热导焊 _rMT{q3 ) jk1S 7.4.2激光深熔焊 u.kYp .i+* #djx 7.4.3激光复合焊 -N 7xO) |#&V:GZp 7.5激光快速成型技术 Itr7lv'5xx t*a*v;iz 7.5.1激光快速成型技术的原理及主要优点 XW?ybH6 :G`L3E&1s 7.5.2激光快速成型技术 >I d!I MxgLzt Y 7.5.3激光快速成型技术的重要应用 nQ642i%RQ dm2CA0 7.6其他激光加工技术 W ~Jzqp9g Jh\: X<q 7.6.1激光清洗技术 9si}WqAw *t.q m5h 7.6.2激光弯曲 ~#x :z ^U }(ma__Ao 思考练习题7 t$K@%yU2 >:jM}*dnL 第8章激光在医学中的应用 z+k=|RMau Ns2,hQFc 8.1激光与生物体的相互作用 $U>/i@ D R VkU+7 8.1.1生物体的 光学特性 5 o#<`_=J Uvh~ B^6 8.1.2激光对生物体的作用 pg LtD};S 4bi NGl~ 8.1.3激光对生物体应用的优点 qX5yN| A4 ou'~{-_xd 8.2激光在临床治疗中的应用 M@~~ f
j2 } 8.2.1激光临床治疗的种类与现状 dI^IK E.J 0fwyT 8.2.2激光在皮肤科及整形外科领域中的应用 !/ j,hO4Z4 <)O >MI'
4 8.2.3激光在眼科中的应用 bo@,4xw :K~rvv\L7 8.2.4激光在泌尿外科中的应用 3`A>j" p^1zIC>F 8.2.5激光在耳鼻喉科中的应用 q^ a|wTC ](W5.a,-$L 8.2.6最新的技术——间质激光光凝术 'qL5$ zG % 9C` 8.2.7光动力学治疗 4^DVW*OiI .xGo\aD 8.3激光在生物体检测及诊断中的应用 -AjH}A[! : )#hrFp 8.3.1利用激光的生物体光谱测量及诊断 MA\m[h] @Od^k# 8.3.2激光断层摄影 Wy<[(Pd T[;; 9z 8.3.3激光显微镜 e~{^oM $Y6I_U
8.4医用激光设备 x\hWyY6J[ AGOx@;w 8.4.1医用激光 光源 X^}A*4j q!6|lZ B3 8.4.2医用激光传播用 光纤 -2F@~m| qib 7Z]j 8.5激光应用于医学的未来 'LVn^TB_f& c $0_R;4/ 8.5.1医用激光新技术 ep+ Q%ruQ# 8.5.2光动力学治疗的前景 c juZB Fl L#D9@V 'z 思考练习题8 s%~L4Wmcq Q48+O?&
第9章激光在信息技术中的应用 lT.zNhz:d9 &lAQ & 9.1光纤通信系统中的激光器和光放大器 A\K,_&x1Z [oV{8 3f 9.1.1半导体激光器 Q1Ux!$_ g Q37> 9.1.2光纤激光器 0n3D~Xzd KP3n^
$~ 9.1.3光放大器 E\0X`QeY <FY&h# 9.2激光全息三维显示 u~W{RHClW ;54(+5pqx 9.2.1全息术的历史回顾 ) Qq'Wp3i eN Rs&^ 9.2.2激光全息术的基本原理和分类 g\U/&.}DN B2 c@kru 9.2.3白光再现的全息三维显示 #, L ~w 845
W>B 9.2.4计算全息图 ZK6Hvc0 fN-Gk(Ic 9.2.5数字全息术 .NJ|p=fy @6 /yu>% 9.2.6全息三维显示的优点 !VwmPAMr#v J~KX|QY.S 9.2.7全息三维显示的应用 |uI?ySF u$%A#L [ 9.2.8全息三维显示技术的展望 fc@'9- pt ?}}qu'N:N 9.3激光存储技术 W|MWXs5'1* X\Y}oa."A 9.3.1激光存储的基本原理、分类及特点 whye)w s)zJT 9.3.2激光光盘存储 vE%s, E, OfTfNhpK 9.3.3激光体全息光存储 PU1,DU x)SralWb 9.3.4激光存储技术的新进展 kA4@` YCl rn8cdM N 9.4激光扫描和激光打印机 =su]w2,Iy {tw+#}T a 9.4.1激光扫描 1l5J P|x ,:)`+v< 9.4.2激光打印机 C&+6>L@ qmglb:" 9.5量子光通信中的激光源 0K `[,$Y P(,?#+]- 9.5.1量子光通信 PT'MNH |4;UyHh 9.5.2量子态发生器及应用 fE]XWA4U LlHa5]E@6 思考练习题9 =dZHYO^Cv Es!Q8 . 第10章激光在科学技术前沿问题中的应用 vD FGd-S *nC(-(r:J` 10.1激光核聚变 j+ rG7z){K ml6u1+v5 10.1.1受控核聚变 WBr59@V GIyF81KR 3 10.1.2磁力约束和惯性约束控制方法 8R/dA<Ww o*5U:'=5} 10.1.3激光压缩点燃核聚变的原理
<lE?, jl T 2F6)e 10.2激光冷却 Cr C =A=e TP%+.#Fu 10.3激光操纵微粒 B07v^!Z> o`n$b(VZ 10.3.1光捕获 t)f-mQz) ICC%,$C~l 10.3.2微粒操纵 -0Cnp/Yj@ mh.+. "<)F 10.4超越经典衍射极限的分辨率 ?QZ"JX]) ea'&xs#GK 10.4.1解析延拓 i/H+xrCK l{Dct\ #s 10.4.2综合孔径傅里叶全息术 3djC;*, 9, A\fb< 10.4.3傅里叶叠层算法 9 QQyl\ z^<L(/rg9" 10.4.4相干谱复用 .,0b E A9BX_9}] 10.4.5非相干结构光 照明成像 #P<N^[ m 8NBT|N~N 10.4.6超分辨荧光显微镜 CVNj- &vj S35~Cp 10.5激光光谱学 {vEOn-(7 1)m@?CaI` 10.5.1拉曼光谱 U8.7>ENnP& Ep9W- n?} 10.5.2空间高分辨的激光显微光谱 zc rY>t#l ^ D%FX!$ 10.5.3频率高分辨的双光子光谱 Zf$Np50@( ~6YMD 10.5.4时间高分辨的激光闪光光谱 #J (~_%Wi t>=fTkB 10.5.5各种特殊效能的激光光谱技术 _g%TSumvq< El\%E"Tk% 10.6激光用于反常多普勒效应的基础物理研究 7lV.[&aKW >NY W{(j 10.6.1电磁波的正常多普勒效应 U_x )#,4 Ar*^ ; / 10.6.2在负折射率材料中传播的电磁波的反常多普勒效应 `F<jLU^3 ,XDRO./+T 10.6.3折射光子晶体棱镜的设计以及负折射性质的实验验证 1 zw*/dp ;X*cCb`h 10.6.4反常多普勒效应的测量光路设计及理论分析 ~t9tnLc$ pRkP~ZISU 10.6.5反常多普勒效应的测量实验结果 Xs: 3'ua q 9Y9w( 思考练习题10 [
ol9|sdu `x%'jPP1 ^ 附录A随机变量 hGpv2>M ;r c`OZyE A.1概率的定义和随机变量 =UUU$hq2 -py@Dz K A.2分布函数和密度函数 { ~Rk2:gx }gJ (DbnV A.3推广到两个或多个联合随机变量 1UPC e lpz2 m\ A.4统计平均 94B\5I} |{CfWSB7~@ 附录B随机过程 SkmT`*v@ vZ.x{"n'~ B.1随机过程的定义和描述 n{6G"t:^l ep)>X@t B.2平稳性和遍历性 t+9][Adf gNt(,_]ZR 参考文献 1t)il^p4[; J0@X<Lt U  o!)3 ? [VE 8V- （实体书推荐，有需求者，可以购买！）
|
帖子
勋章
关注
任务
