激光原理及应用(第4版)

发布:cyqdesign 2020-03-30 17:35 阅读:4833
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。 %$b 5&>q  
WS;3a}u  
r,F'Jd5  
l*h6 JgU  
第1章辐射理论概要与激光产生的条件 e&E*$G@.7  
qlSMg;"Ghw  
1.1光的波粒二象性 i2y?CI  
e7<~[>g)  
1.1.1光波 ')_jK',1  
\2 W( >_z  
1.1.2光子 2PRGwK/  
CvlAn7r,@  
1.2原子的能级和辐射跃迁 )U8F6GIC&}  
i3YAK$w;&  
1.2.1原子能级和简并度 Rd2*  
y#r=^r]l)  
1.2.2原子状态的标记 ${`\In_?O  
/bg8oB4  
1.2.3玻尔兹曼分布 #E>f.:)  
75<E0O  
1.2.4辐射跃迁和非辐射跃迁 LM0 TSB?  
.2OP>:9F  
1.3光的受激辐射 l46O=?usDX  
x'}{^'}/  
1.3.1黑体热辐射 8 #0?  
H3MT.Cpd  
1.3.2光和物质的作用 |U12 fuQ  
<;M6s~  
1.3.3自发辐射、受激辐射和受激吸收之间的关系 AX[/S8|6  
a]75z)X R  
1.3.4自发辐射光功率与受激辐射光功率 *,mbZE=<  
^ .>)*P  
1.4光谱线增宽 @@}A\wA-  
;b(/PH!O  
1.4.1光谱线、线型和光谱线宽度 ~ 5`Ngpp  
v)BUt,A  
1.4.2自然增宽 ^1}}-9q  
vw3%u+Z&  
1.4.3碰撞增宽 uI.4zbgl[  
2N`Vx3  
1.4.4多普勒增宽 gn7pIoN  
O=ci"2!\-  
1.4.5均匀增宽和非均匀增宽线型  RtK/bUa  
N\mV+f3A@,  
1.4.6综合增宽 SrU,-mA W  
?DM-C5$  
1.5激光形成的条件 :N(L7&<  
3 nb3rHQ  
1.5.1介质中光的受激辐射放大 0s= GM|y  
PE+N5n2Tl  
1.5.2光学谐振腔和阈值条件 Z$Qlr:7  
& 9IMZAo  
思考练习题1 S =eP/  
e(j"u;=  
第2章激光器的工作原理 lYU_uFOs\  
2x'JR yef  
2.1光学谐振腔结构与稳定性 ptYQP^6S[  
(iH5F9WO  
2.1.1共轴球面谐振腔的稳定性条件 Z5_MSPm  
@~/LsYA:  
2.1.2共轴球面腔的稳定图及其分类 eRC@b^~  
zI(b#eUF  
2.1.3稳定图的应用 #2|sS|0<  
si0jXue~j\  
2.2速率方程组与粒子数反转 e$ E=n  
P !6r`d  
2.2.1三能级系统和四能级系统 ,c}Q;eYc3  
liPUK#  
2.2.2速率方程组 ]'M Ly#9  
z$H |8L  
2.2.3稳态工作时的粒子数密度反转分布 dLG5yx\js  
J1&G1\G|s=  
2.2.4小信号工作时的粒子数密度反转分布 '0z@Jevd?  
P#"vlNa  
2.2.5均匀增宽型介质的粒子数密度反转分布 F6YMcdU  
/tx_I(6F?|  
2.2.6均匀增宽型介质粒子数密度反转分布的饱和效应 Uo5l =\  
yAXw?z!`O  
2.3均匀增宽介质的增益系数和增益饱和 '9H]S Ew  
#W'jNX,h  
2.3.1均匀增宽介质的增益系数 5H`k$[3V  
&`0heJ 5Yn  
2.3.2均匀增宽介质的增益饱和 *_3+ DF  
(Kv[~W7lb  
2.4非均匀增宽介质的增益饱和 [P,1UO|$B  
pgfI1`h  
2.4.1介质在小信号时的粒子数密度反转分布值 D@FJVF7c  
a4O!q;tu7  
2.4.2非均匀增宽型介质在小信号时的增益系数 9Jaek_A`  
i{!i %`"  
2.4.3非均匀增宽型介质稳态粒子数密度反转分布 #2{ };)  
GS4!c8>  
2.4.4非均匀增宽型介质稳态情况下的增益饱和 lRX*\ M\`  
[gQ*y~N  
2.5激光器的损耗与阈值条件 &3'II:x(  
bY&s $Ry3"  
2.5.1激光器的损耗 kMf]~EZ?  
66Huqo  
2.5.2激光谐振腔内形成稳定光强的过程 -@<k)hWr  
\c_1uDRoUn  
2.5.3阈值条件 Skq%S`1%Q  
{pm>F}Cwy  
2.5.4对介质能级选取的讨论 /DJyNf*  
,=R->~ J  
思考练习题2 4Ts5*_  
sq\oatMw[  
第3章激光器的输出特性 =0MW+-  
C$-IDBXK  
3.1光学谐振腔的衍射理论 *GTCVxu  
TCv}N0  
3.1.1数学预备知识  5!NK  
%koHTWT+  
3.1.2菲涅耳-基尔霍夫衍射公式 C$b$)uI;  
XW%!#S&;X  
3.1.3光学谐振腔的自再现模积分方程 K.dgQ-vn  
%, XyhS5[o  
3.1.4激光谐振腔的谐振频率和激光纵模 wBA[L}  
/F5g@ X&  
3.2对称共焦腔内外的光场分布 WpWnwQY`#  
KaZ$!JfT  
3.2.1共焦腔镜面上的场分布 th2a'y=0  
9=&LMjTQ  
3.2.2共焦腔中的行波场与腔内外的光场分布 Sz.jv#Y  
Yq $(Ex  
3.3高斯光束的传播特性 wMT?p/9Blm  
'&xv)tno  
3.3.1高斯光束的振幅和强度分布 x3MV"hm2  
!/BXMj,=  
3.3.2高斯光束的相位分布 1ZOHyO  
!dv  
3.3.3高斯光束的远场发散角 N;9@-Tb  
d@8=%x:  
3.3.4高斯光束的高亮度 ?R&,1~h  
>u4%s7 v  
3.4稳定球面腔的光束传播特性 %S]H  
1t WKH  
3.4.1稳定球面腔的等价对称共焦腔 +3(1QgYM%  
H B_si  
3.4.2稳定球面腔的光束传播特性 =P<gZ-Cm  
^^qB=N[';  
3.5其他几种常用的激光光束 ,)@Q,EHN;  
S2HGf~rE  
3.5.1厄米-高斯光束 AhZ8B'Ee  
BHy#g>KUF  
3.5.2拉盖尔-高斯光束 Q *![u5#  
\`Db|D?oy  
3.5.3贝塞尔光束 7q<I7Wt  
(A}##h  
3.6激光器的输出功率 OQ;DqV  
]2T=%(*  
3.6.1均匀增宽型介质激光器的输出功率 6'3@/.  
Ix93/FAn  
3.6.2非均匀增宽型介质激光器的输出功率 #joGIw  
G9TK)Nz  
3.7激光器的线宽极限 <(TTYf8lS  
Yc/Nz(m  
3.8激光光束质量的品质因子M2 (Eq0 |"cj  
&B1d+.+  
3.9模式激光的某些一阶统计性质 2$. ubA  
z _~ 5c  
3.9.1单模激光的一阶统计性质 .cdm@_Ls  
RMMx6L|-:  
3.9.2多模激光的一阶统计性质 [cv7s=U%  
7SE\(K=<%  
思考练习题3 _%Sorr  
g4cmYg3  
第4章激光的基本技术 'j6PL;~c  
~+d?d6*c  
4.1激光器输出的选模 //2G5F;  
u>Z;/kr  
4.1.1激光单纵模的选取 ,F`:4=H%  
R?a)2jl  
4.1.2激光单横模的选取 8zS't2 u  
Yv\.QrxPm  
4.2激光器的稳频 h?jy'>T?b2  
WX&Man!f  
4.2.1影响频率稳定的因素 <7fF9X  
!2s< v  
4.2.2稳频方法概述 =/&ob%J)9]  
J?&lpsB3_l  
4.2.3兰姆凹陷法稳频 Y0:y72mK  
4h\MSTF*  
4.2.4饱和吸收法稳频 oqH811  
<"Z]S^>$  
4.3激光束的变换 [8l;X:  
+/y 3]}  
4.3.1高斯光束通过薄透镜时的变换 (" <3w2Vlh  
/.l8Jb4  
4.3.2高斯光束的聚焦 xWWfts1t  
O?/\hZ"&c  
4.3.3高斯光束的准直 c+c3C8s*8  
-(V]knIF  
4.3.4激光的扩束 Me;@/;c(   
:uy8$g*;TE  
4.4激光调制技术 rs2G{a  
Nlemb:'eP3  
4.4.1激光调制的基本概念 %B5.zs]Of  
 s.&ewf\  
4.4.2电光强度调制 Z[<rz6%cB  
gVjI1{WTK  
4.4.3电光相位调制 0 {#c  
!7 "-9n  
4.5激光偏转技术 H6X]D"Y,  
]S4TX  
4.5.1机械偏转 0 Po",\^  
KSU?Tg&JR  
4.5.2电光偏转 -f IX6  
RL7OFfMe  
4.5.3声光偏转 ":E 7#9  
?3~]H   
4.6激光调Q技术 m,NUNd#)\  
G{ ~pA4  
4.6.1激光谐振腔的品质因数Q  5 fY\0  
xzTTK+D@  
4.6.2调Q原理 o?@,f/" 5  
V1 T?T9m  
4.6.3电光调Q k0~mK7k  
ZnSDq_Uk  
4.6.4声光调Q 3on]#/"1b  
ieXhOA  
4.6.5染料调Q ]4wyuP,up  
&^$dHr6v  
4.7激光锁模技术 v J9Uw  
~&B{"d  
4.7.1锁模原理 N)|mA)S)  
 w=5D>]  
4.7.2主动锁模 u&Ts'j  
,DsqKXSU  
4.7.3被动锁模 ~H!s{$.5  
CnyCEIO-  
思考练习题4 3;( ;'5|Z  
Wh6jr=>G  
第5章典型激光器介绍 xp-.,^q\w  
<+@?V$&  
5.1固体激光器 ][3H6T!ckL  
-3`S;Dmn  
5.1.1固体激光器的基本结构与工作物质 K0$8t%Z.  
/4{ 6`  
5.1.2固体激光器的泵浦系统 V)#se"GV  
.O! JI"?  
5.1.3固体激光器的输出特性 &TYTeJ]  
2>BWu  
5.1.4新型固体激光器 1H sfCky{  
% B+W#Q`  
5.2气体激光器 epM;u  
{`5Sh1b  
5.2.1氦氖(HeNe)激光器 U5Say3r  
zvv<w@rX  
5.2.2二氧化碳激光器 .w=( G  
6vp\~J  
5.2.3Ar+离子激光器 ^_W+  
K s 8  
5.3染料激光器 6)63Yp(  
Gq%q x4  
5.3.1染料激光器的激发机理 1|$V  
!]AM#LJ  
5.3.2染料激光器的泵浦 7x` dEi<  
xL8r'gV@  
5.3.3染料激光器的调谐 2z9\p%MX  
|hBX"  
5.4半导体激光器 ~/Gx~P]  
/RD@ [ 8  
5.4.1半导体的能带和产生受激辐射的条件 {(;dHF%{  
lnuf_;0  
5.4.2PN结和粒子数反转 $D{ KXkrd  
1OB,UU"S$  
5.4.3半导体激光器的工作原理和阈值条件 8xs}neDg*  
7PQ03dtfg  
5.4.4同质结和异质结半导体激光器 'z$BgXh\  
(IdXJvKU!  
5.5其他激光器 k"_i7  
On x[}x  
5.5.1准分子激光器 umPd+5i  
IvuKpX>*  
5.5.2自由电子激光器 O[ tD7 !1  
m(MPVY<X  
5.5.3化学激光器 <vxj*M;  
Zzy!D  
思考练习题5 .B 2?%2S  
*J^l r"%c  
第6章激光在精密测量中的应用 `4^-@}  
x'IVP[xh`A  
6.1激光干涉测长 o!:V=F  
X(s HFVU+  
6.1.1干涉测长的基本原理 wdS4iQD  
/5cFa  
6.1.2激光干涉测长系统的组成 _,*ld#'s  
vv='.R, D  
6.1.3激光外差干涉测长技术 VB 53n'  
nx{_^sK  
6.1.4激光干涉测长应用举例 j{k]8sI,H]  
wz1fx>Q  
6.2激光衍射测量  mZGAl1`8  
U caLi&  
6.2.1激光衍射测量原理 oU/CXz?H  
)P&>Tc?;z  
6.2.2激光衍射测量的方法 \XDc{c]  
"^sh:{  
6.2.3激光衍射测量的应用 SN w3xO!;&  
U*Q1(C  
6.3激光测距 tBR"sBiws  
LxD >eA  
6.3.1激光脉冲测距 u,h,;'J  
fL^+Qb}  
6.3.2激光相位测距 h)S223[  
$ = uz  
6.4激光准直及多自由度测量 2R}9wDP  
QuG=am?l`  
6.4.1激光准直仪 =W+ h.?  
=Xwr*FTr  
6.4.2激光衍射准直仪 s?qRy 2  
i WCR 5c=  
6.4.3激光多自由度测量 Qs v3`c  
5R^e  
6.5激光多普勒测速 &8kc0Z@y  
3&H#LGoV$  
6.5.1运动微粒散射光的频率 +Fn^@/?yC  
ryhme\%l;f  
6.5.2差频法测速 Kob i!  
kjCXP  
6.5.3激光多普勒测速技术的应用 eN*=wOh  
hN0Y8Ia/5%  
6.6环形激光测量角度和角加速度 8GRp1'\Hi  
&yu3nA:7D  
6.6.1环形激光精密测角 $U3|.4  
7Jm&z/  
6.6.2光纤陀螺 IZr~h9  
4J#F;#iA  
6.7激光环境计量 QU`M5{#  
&/%A 9R,  
6.8激光散射板干涉仪 W6N3u7mrb  
DV={bcQ  
思考练习题6 x3./  
m8Wv46%  
第7章激光加工技术 e_eNtVq  
I` `S%`h  
7.1激光热加工原理 _e2=BE`W)  
Yd} Jz  
7.2激光表面改性技术 u\L=nCtLby  
<Mdyz!  
7.2.1激光淬火技术的原理与应用 .Vohd@s9l  
Vjv~RNGF  
7.2.2激光表面熔凝技术 5m.{ayE  
1iS]n;xcl/  
7.2.3激光熔覆技术 G~$.Af!9W  
,r$k79TI  
7.3激光去除材料技术 hxwo<wEg  
s& INcjC  
7.3.1激光打孔 s^atBqw,  
'VgdQp$L$  
7.3.2激光切割 Vrwy+o>:X  
U8f!yXF'  
7.4激光焊接  [#+yL  
iD;pXE{2s%  
7.4.1激光热导焊 ].=~C"s,a  
NNKI+!vg  
7.4.2激光深熔焊 :K:oH}4oh  
|E%i t?3M  
7.4.3激光复合焊 d|P,e;m-  
I:~KF/q  
7.5激光快速成型技术 cRR[ci34k  
\a_75^2  
7.5.1激光快速成型技术的原理及主要优点 K;:_UJ>t  
^M:Y$9r_s  
7.5.2激光快速成型技术 Dd:TFZo  
iy<|<*s2D  
7.5.3激光快速成型技术的重要应用 y4@zi"G  
Y/%(4q*'  
7.6其他激光加工技术 S]}hh,A  
$nkvp`A  
7.6.1激光清洗技术 `l#|][B)g$  
,A$#gLyk<  
7.6.2激光弯曲 fbTq?4&Q  
m;_gNh8Ee  
思考练习题7 #[ H4`hZ  
(6y[,lYH  
第8章激光在医学中的应用 }@)r\t4m  
(G>S`B  
8.1激光与生物体的相互作用 b7^Db6qu  
ab}Kt($  
8.1.1生物体的光学特性 F K7cDaI  
2`|gnVw  
8.1.2激光对生物体的作用 ;+Dq 3NE  
N$!aP/b  
8.1.3激光对生物体应用的优点 @5["L  
9}[UZN6  
8.2激光在临床治疗中的应用 G!u+~{g  
*]7$/%.D  
8.2.1激光临床治疗的种类与现状 Jbv[Ql#  
?M/H{  
8.2.2激光在皮肤科及整形外科领域中的应用 Kl Kk?6 >  
vcmB)P-T`O  
8.2.3激光在眼科中的应用 s|`ZV^R  
iL$~d@AEn  
8.2.4激光在泌尿外科中的应用 &'V1p4'  
PM?F;mj  
8.2.5激光在耳鼻喉科中的应用 <Jf[N=  
QX`T-)T e  
8.2.6最新的技术——间质激光光凝术 %W(/W9B$/F  
X([8TR  
8.2.7光动力学治疗 S"@/F- 81  
mA?fCs  
8.3激光在生物体检测及诊断中的应用 fi,h`mdT?  
sTS Nu+  
8.3.1利用激光的生物体光谱测量及诊断 1_jd1 UT  
N^TE ;BM  
8.3.2激光断层摄影 *y0=sG1+D  
KLBX2H2^0  
8.3.3激光显微镜 +%~/~1  
tKX+eA]  
8.4医用激光设备 J#*%r)  
*U mWcFoF  
8.4.1医用激光光源 (a9>gLI0  
ng{ "W|  
8.4.2医用激光传播用光纤 &)$}Nk  
S8dX8,qg  
8.5激光应用于医学的未来 W\pO`FL  
ln2lFfz  
8.5.1医用激光新技术 iD${7 _  
c-y`Hm2"  
8.5.2光动力学治疗的前景 J Q% D6b  
V{{Xz:   
思考练习题8 &cSZ?0R  
fe4Ki  
第9章激光在信息技术中的应用 '* eeup  
Bln($lOz  
9.1光纤通信系统中的激光器和光放大器 wj{[g^y%  
| zyO;  
9.1.1半导体激光器 /wX5>^  
'JRYf;9c  
9.1.2光纤激光器 *~\R0ddz  
\0fk^  
9.1.3光放大器 u Wxl\+_i  
)?MUUI:  
9.2激光全息三维显示 KK';ho,W  
'/'dg5bfV  
9.2.1全息术的历史回顾 UGP,/[XI  
J|aU}Z8m  
9.2.2激光全息术的基本原理和分类 l3:2f-H   
EM7Z g 65  
9.2.3白光再现的全息三维显示 ku5vaP(  
KQTv5|$?  
9.2.4计算全息图 G@+R!IG  
~zYk,;m  
9.2.5数字全息术 EdTR]}8  
+A-z>T(  
9.2.6全息三维显示的优点 1W'0h$5^"  
%PlA9@:IZ  
9.2.7全息三维显示的应用 Y=ksrs>w  
fZavZ\qU  
9.2.8全息三维显示技术的展望 E*"oA1/I  
]ne  
9.3激光存储技术 0^83:C ^{  
4ATIF ;G'<  
9.3.1激光存储的基本原理、分类及特点 jdX *  
Bp-e< :  
9.3.2激光光盘存储 /@?lV!QiO  
&&ZX<wOM  
9.3.3激光体全息光存储 2C AR2V|  
VZ$^:.I0  
9.3.4激光存储技术的新进展 w_P2\B^  
\IP 9EFA  
9.4激光扫描和激光打印机 kfgkZ"9  
9/JB n  
9.4.1激光扫描 ?k^~qlye  
_>E=.$  
9.4.2激光打印机 mRIBE9K+&  
r1BL?&X-  
9.5量子光通信中的激光源 FGzn|I  
w/e?K4   
9.5.1量子光通信 lkW5<s_  
3}lIY7 O  
9.5.2量子态发生器及应用 8`z  
6xLQ  
思考练习题9 <-DQ(0xg  
ldnKV&N  
第10章激光在科学技术前沿问题中的应用 9y*2AaxW  
*)L~1;7j>  
10.1激光核聚变 mLfY^&2Pr  
$ZkT G  
10.1.1受控核聚变 'fYF1gR4  
l:~/%=  
10.1.2磁力约束和惯性约束控制方法 PlR$s  
\ #N))gAQ  
10.1.3激光压缩点燃核聚变的原理 .=zBUvy  
>P ~j@Lv  
10.2激光冷却 "?^#+@LV  
2(f-0or(  
10.3激光操纵微粒 +DaKP)H\:  
+~"(Wooi  
10.3.1光捕获 Q<Qd*v&-  
+ryB*nT  
10.3.2微粒操纵 FXul u6"SX  
*i {e$Zv'  
10.4超越经典衍射极限的分辨率 Xp9] 9H.  
kqjj&{vPFJ  
10.4.1解析延拓 yO` |X  
Fj46~#ZZ  
10.4.2综合孔径傅里叶全息术 6mqp`x`  
ECk3Da  
10.4.3傅里叶叠层算法 \U<d)j/  
aeDhC#h  
10.4.4相干谱复用 "m`}J*s"  
Zb&"W]HSf  
10.4.5非相干结构光照明成像 %2\6.c=c  
\Vpv78QF;  
10.4.6超分辨荧光显微镜 $o/i / wcj  
KA>QW[HX  
10.5激光光谱学 juI)Do2_  
@1D3E=  
10.5.1拉曼光谱 JNo[<SZb  
tRo` @eEX  
10.5.2空间高分辨的激光显微光谱 %Fx ^"  
vl~HV8MAv  
10.5.3频率高分辨的双光子光谱 w '9!%mr  
jOd+LXPJ  
10.5.4时间高分辨的激光闪光光谱 |;\pAZ2  
%rV|{@J `  
10.5.5各种特殊效能的激光光谱技术 vdigw.=z  
ZYt1V"2VJ  
10.6激光用于反常多普勒效应的基础物理研究 $)$_}^.k  
4 !m'9  
10.6.1电磁波的正常多普勒效应 0oZZLi  
Q.fUpa v  
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 u@tH6k*cBz  
q/Zs]Gz  
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 wYLodMaYH  
jz S iw z  
10.6.4反常多普勒效应的测量光路设计及理论分析 U'u_'5 {  
mDk6@Gd@U  
10.6.5反常多普勒效应的测量实验结果 qMoo#UX  
{-Gh 62hDg  
思考练习题10 6uTC2ka[&R  
 ^"~r/@l  
附录A随机变量 dc0&*/`:  
4Dy1M}7  
A.1概率的定义和随机变量 abv*X 1  
Z>l|R C  
A.2分布函数和密度函数 NwdrJw9  
1CR\!?  
A.3推广到两个或多个联合随机变量 +d?|R5{3  
x!7r7|iV  
A.4统计平均 x$t2Y<_  
ex^9 l b  
附录B随机过程 7w]3D  
+43~4_Oj  
B.1随机过程的定义和描述 zhbSiw  
,N;2"$+E  
B.2平稳性和遍历性 $|@pY| f  
)a5ON8?  
参考文献 bxzx@sF2l  
V(:wYk?ZR  
KYwUkuw)  
i8p$wf"aW  
(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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