激光原理及应用(第4版)

发布:cyqdesign 2020-03-30 17:35 阅读:5287
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。 IVNNiNN*5  
Rg[e~##  
c0G/irK  
<M'IR f/D  
第1章辐射理论概要与激光产生的条件 aJ)5DlfLR  
[ !R%yD;  
1.1光的波粒二象性 qk,cp},2K  
T (2,iG8  
1.1.1光波 }BogE$tc  
"}HQ)54&  
1.1.2光子 W=EO=}l#  
8&C(0H]1  
1.2原子的能级和辐射跃迁 +~fu-%,k  
(Z"Xp{u  
1.2.1原子能级和简并度 ESrWRO f9  
C]=E$^ |{  
1.2.2原子状态的标记 Ba+OoS  
>Au<y,Tw  
1.2.3玻尔兹曼分布 5ZKnxEW,(  
ewY[vbF  
1.2.4辐射跃迁和非辐射跃迁 CLkVe  
 ^,KR0  
1.3光的受激辐射 u3. PHZ  
ai`:HhE  
1.3.1黑体热辐射 F{"%ey">  
BkZ%0rw%  
1.3.2光和物质的作用 `p?E{k.N  
kx=AX*I  
1.3.3自发辐射、受激辐射和受激吸收之间的关系 tJu<#h X  
Y+jKP*ri  
1.3.4自发辐射光功率与受激辐射光功率 kTk?[BK  
Np-D:G  
1.4光谱线增宽 )[K3p{4  
(KQt%]  
1.4.1光谱线、线型和光谱线宽度 }1W$9\%  
rOD KM-7+  
1.4.2自然增宽 v4zd x)  
=0)^![y]v  
1.4.3碰撞增宽 u=l(W(9=  
y^A $bTQq  
1.4.4多普勒增宽 k`AJ$\=  
OWjZ)f/  
1.4.5均匀增宽和非均匀增宽线型 /< :; ^B  
F:@Ixk?E  
1.4.6综合增宽 Na6z,TW  
*@& "MZ/M  
1.5激光形成的条件 1%@~J\qF  
)mPlB.  
1.5.1介质中光的受激辐射放大 bvx:R ~E$  
`@e H4}L*  
1.5.2光学谐振腔和阈值条件 l =yHx\  
0/ Ht;(  
思考练习题1 \+u qP:Ty  
7xc<vl#:q7  
第2章激光器的工作原理 ,![=_d  
;9PM?Iy[  
2.1光学谐振腔结构与稳定性 UH.cn|R  
%yMzgk[u  
2.1.1共轴球面谐振腔的稳定性条件 1 ~7_!  
tAA7  
2.1.2共轴球面腔的稳定图及其分类 W*<]`U_.  
Vd0GTpB?1  
2.1.3稳定图的应用 @(cS8%wK  
=vc5,  
2.2速率方程组与粒子数反转 ,2TqzU;  
fI1;&{f   
2.2.1三能级系统和四能级系统 rxK0<pWJhx  
h2%:;phH  
2.2.2速率方程组 u,m-6@ il  
vs. uq  
2.2.3稳态工作时的粒子数密度反转分布 [tzSr=,Cg  
jEsTw_  
2.2.4小信号工作时的粒子数密度反转分布 %-l:_A  
>D/~|`=p  
2.2.5均匀增宽型介质的粒子数密度反转分布 c2^7"`  
$)3PF  
2.2.6均匀增宽型介质粒子数密度反转分布的饱和效应 rl%Kn^JJ~  
OQ7c| O  
2.3均匀增宽介质的增益系数和增益饱和 qYiAwK$  
!7)ID7d  
2.3.1均匀增宽介质的增益系数 >p*HXr|o$  
A E&n^vdQW  
2.3.2均匀增宽介质的增益饱和 &%X Jf~IQ  
u mlZ(??.  
2.4非均匀增宽介质的增益饱和 9@Sb! 9h  
3~</lAm;  
2.4.1介质在小信号时的粒子数密度反转分布值 @'*#]YU8  
3}21bL  
2.4.2非均匀增宽型介质在小信号时的增益系数 h!K2F~i{P  
d&bc>Vt  
2.4.3非均匀增宽型介质稳态粒子数密度反转分布 UWp8I)p!\O  
z,|%? 1  
2.4.4非均匀增宽型介质稳态情况下的增益饱和 vB5iG|b}  
~5uNw*H  
2.5激光器的损耗与阈值条件 |V\.[F2Fe  
j dhml%pAd  
2.5.1激光器的损耗  -C  ON  
_CJr6Evs  
2.5.2激光谐振腔内形成稳定光强的过程 k6L373e#Q  
 sGls^J)  
2.5.3阈值条件 e H  
/Q8A"'Nk  
2.5.4对介质能级选取的讨论 tgtoK|.  
'1'1T5x~  
思考练习题2 $pfe2(8  
^Cn]+0G#C8  
第3章激光器的输出特性 o:D BOpS  
)75yv<L2S,  
3.1光学谐振腔的衍射理论 j' KobyX<  
k^5R f  
3.1.1数学预备知识 "tB"j9Jb  
4VJzs$  
3.1.2菲涅耳-基尔霍夫衍射公式 !VX_'GyK  
'Y{ux>  
3.1.3光学谐振腔的自再现模积分方程 UUf1T@-  
qj"syO  
3.1.4激光谐振腔的谐振频率和激光纵模 ,XG|oo -  
Cn;H@!8<s  
3.2对称共焦腔内外的光场分布 XjZao<?u  
jjwMvf.R  
3.2.1共焦腔镜面上的场分布 E'S;4B5?  
gDNTIOV  
3.2.2共焦腔中的行波场与腔内外的光场分布 csX*XiDWm  
&tz%WW%D8  
3.3高斯光束的传播特性 +.#S[G  
hf^`at  
3.3.1高斯光束的振幅和强度分布 ENXW#{N.v  
y8*@dRrq  
3.3.2高斯光束的相位分布 W/r?0E  
#X@<U <R  
3.3.3高斯光束的远场发散角 _2X6bIE  
~q?"w:@;x  
3.3.4高斯光束的高亮度 /N[o[q  
]7S7CVDk4  
3.4稳定球面腔的光束传播特性 >)J47j7{c  
xDA,?i;T 0  
3.4.1稳定球面腔的等价对称共焦腔 W[X!P)=w]  
7! b)'W?  
3.4.2稳定球面腔的光束传播特性 wy_;+ 'Y  
?sf2h:\N  
3.5其他几种常用的激光光束 76_8e{zbr  
ssX6kgq_(  
3.5.1厄米-高斯光束 S5E,f?l  
6 ,pZRc  
3.5.2拉盖尔-高斯光束 YNgR1 :l  
U~#^ ^  
3.5.3贝塞尔光束 .)^3t ~  
G<u.+V  
3.6激光器的输出功率 O{ %A&Ui  
F {*9[jY  
3.6.1均匀增宽型介质激光器的输出功率 OU.9 #|qU  
ghobu}wuF  
3.6.2非均匀增宽型介质激光器的输出功率 "E ok;io  
H&yFSz}6a  
3.7激光器的线宽极限 =Mu'+,dT  
U8QR*"GmT  
3.8激光光束质量的品质因子M2 1_j<%1{sZ  
-4y)qGb*?  
3.9模式激光的某些一阶统计性质 Sp`fh7d.(  
<7FP"YU  
3.9.1单模激光的一阶统计性质 0 bPJEEd  
^{fi^lL=  
3.9.2多模激光的一阶统计性质 $E`i qRB  
01-\:[{  
思考练习题3 cGpN4|*rQ  
#}t 1   
第4章激光的基本技术 M89-*1  
R(/[NvUb  
4.1激光器输出的选模 r>Qyc  
fD\^M{5f  
4.1.1激光单纵模的选取 qtdxMX]iR  
^Z-. [Y  
4.1.2激光单横模的选取 B'KXQa-$O  
=N*%f%  
4.2激光器的稳频 :@QK}qFP  
<r7qq$  
4.2.1影响频率稳定的因素 N.5KPAvg%  
"S B%02  
4.2.2稳频方法概述  J:~[ j  
2{sD*8&`  
4.2.3兰姆凹陷法稳频 <(#xOe  
qUEd E`B  
4.2.4饱和吸收法稳频 gc,J2B]61  
k}I5x1>&  
4.3激光束的变换 <i:*p1#Bm  
*3.yumcv{L  
4.3.1高斯光束通过薄透镜时的变换 W>q*.9}Y"  
;9p#xW6  
4.3.2高斯光束的聚焦 EDq$vB  
0gv3v@QO  
4.3.3高斯光束的准直 9*-pden l  
J3lG"Ww  
4.3.4激光的扩束 r}_Lb.1]  
eN<>#: `  
4.4激光调制技术 0.J1!RIK/  
Xc8= 2n  
4.4.1激光调制的基本概念 &AQg'|  
 fW5" 4,  
4.4.2电光强度调制 &prdlh=UE  
]/ZA/:Oa+  
4.4.3电光相位调制 $tDCS  
cotxo?)Zv  
4.5激光偏转技术 B&4fYpn  
-!'Oy%a#  
4.5.1机械偏转 q9>Ls-k  
xUiWiOihr6  
4.5.2电光偏转 zqHpT^B?  
?$30NK3G  
4.5.3声光偏转 |dl0B26x  
1R'u v4e  
4.6激光调Q技术 5YTb7M  
_XH4;uGg  
4.6.1激光谐振腔的品质因数Q 7gVh!rm  
iXUWIgr  
4.6.2调Q原理 g:3d<CS  
>u9id>+  
4.6.3电光调Q 'L>&ZgLy  
]~j_N^oZ1X  
4.6.4声光调Q #Acon7R p  
)CC?vV  
4.6.5染料调Q jgo e^f  
^3Z7dIUww  
4.7激光锁模技术 7af?E)}v  
eW\?eq+ `A  
4.7.1锁模原理 %+AS0 JhB  
8BYIxHHz  
4.7.2主动锁模 egZyng pB  
Nk lz_ ]  
4.7.3被动锁模 M(n<Iu4^_  
nuf@}W>y  
思考练习题4 }Kv h`@CiJ  
bn0"M+7)f  
第5章典型激光器介绍 :3111}>c  
;jRL3gAe)  
5.1固体激光器 .+{nA}Bc  
a~8:rW^  
5.1.1固体激光器的基本结构与工作物质 /M0l p   
Nj0-`j0E  
5.1.2固体激光器的泵浦系统 eP V-yy  
G"G{AS  
5.1.3固体激光器的输出特性 @+}rEe_(  
Si#"Wn?|  
5.1.4新型固体激光器 *0=fT}&!  
[MV`pF)x  
5.2气体激光器 ((Vj]I% ;  
k-{yu8*';  
5.2.1氦氖(HeNe)激光器 [GtcaX{Zz  
^7i^ \w0  
5.2.2二氧化碳激光器 :~\LOKf  
kR<xtHW  
5.2.3Ar+离子激光器 BhqhyX\D&y  
Qy4X#wgD  
5.3染料激光器 gJ]Cq/gC  
pp/#Am  
5.3.1染料激光器的激发机理 *D\0.K,o  
' oBo|  
5.3.2染料激光器的泵浦 oHxGbvQc  
c Dfx)sL  
5.3.3染料激光器的调谐 T&?w"T2y  
"nVK< Vd  
5.4半导体激光器 \9046An  
}BA9Ka#%  
5.4.1半导体的能带和产生受激辐射的条件 * eA{[  
W\HLal  
5.4.2PN结和粒子数反转 A{4Dzm!  
q]F4Lq(  
5.4.3半导体激光器的工作原理和阈值条件 MB1sQReOO  
C>AcK#-x,{  
5.4.4同质结和异质结半导体激光器 1v;'d1Hg;  
4BHtR017r  
5.5其他激光器 j%#?m2J}  
+#0~:&!9  
5.5.1准分子激光器 7;^((.]ln  
>g>?Y G  
5.5.2自由电子激光器 BqQ] x'AF  
^&C&~}Zv  
5.5.3化学激光器 yPSVwe|g  
6hp{,8|D"m  
思考练习题5 xcHen/4X  
 ,Qat  
第6章激光在精密测量中的应用 XFtOmY  
a@Mq J=<L  
6.1激光干涉测长 cZ^wQ5=  
yb69Q#V2  
6.1.1干涉测长的基本原理 L {!ihJr  
p`\3if'  
6.1.2激光干涉测长系统的组成 9H>BWjS  
[w,(EE   
6.1.3激光外差干涉测长技术 3 sl=>;-  
v5B" A"N  
6.1.4激光干涉测长应用举例 M|ms$1x  
{z=j_;<]  
6.2激光衍射测量 -RGPt D@  
'c#IMlv  
6.2.1激光衍射测量原理 pG(Fz0b{  
it~Z|$  
6.2.2激光衍射测量的方法 itw{;j   
i^R{Ul[  
6.2.3激光衍射测量的应用 tzPC/?  
Rl1$?l6Rf  
6.3激光测距 e$HQuA~Q;  
4b]_ #7Qm  
6.3.1激光脉冲测距 JfbKf~g  
%Mh Q  
6.3.2激光相位测距 U{"f.Z:Ydo  
FW_G\W.  
6.4激光准直及多自由度测量 MvBD@`&7  
Mxo6fn6-46  
6.4.1激光准直仪 /oFc 03d  
R0vww_fz  
6.4.2激光衍射准直仪 B=r0?%DX"1  
cI3y  
6.4.3激光多自由度测量 ~> PgJ ^G  
R+d< fe  
6.5激光多普勒测速 8-ZUS|7B  
TMqY4;UeL  
6.5.1运动微粒散射光的频率 0potz]}  
 +tIz[+u  
6.5.2差频法测速 3|zgDA  
Qo.Uqz.C  
6.5.3激光多普勒测速技术的应用 o*-9J2V=J  
vu<#wW*9  
6.6环形激光测量角度和角加速度 L@nebT;\'  
4#_$@ r  
6.6.1环形激光精密测角 :&9TW]*g  
* MEe,4  
6.6.2光纤陀螺 VRtO; F  
Fom>'g*  
6.7激光环境计量 %J _ymJ'pd  
Sl"BK0:%7  
6.8激光散射板干涉仪 S.W^7Ap  
&L%Jy #=  
思考练习题6 U;p e:  
' l|R5   
第7章激光加工技术 =-Nsc1&  
%l]Rh/VPn?  
7.1激光热加工原理 >fH*XP>(  
LQqfi ~  
7.2激光表面改性技术 doM?8C#`  
@(>XOj?+  
7.2.1激光淬火技术的原理与应用 &wjB{%  
[x5mPjgw  
7.2.2激光表面熔凝技术 ;%Q&hwj  
#9\THfb  
7.2.3激光熔覆技术 Oc~aW3*A(  
_f|/*. @Q  
7.3激光去除材料技术 U-g9C.  
m2O&2[g  
7.3.1激光打孔 P6YQK+  
?mU\ N0o  
7.3.2激光切割 h>klTPM>  
5kn+ >{jh`  
7.4激光焊接 ('4wXD]C  
! Mo`^ t  
7.4.1激光热导焊 L M /Ga  
n=o_1M|  
7.4.2激光深熔焊 DW|vMpU]u  
7Cy<mS  
7.4.3激光复合焊 .$0Pr%0pWI  
ne*#+Q{E  
7.5激光快速成型技术 Q'K$L9q  
0hwj\{"  
7.5.1激光快速成型技术的原理及主要优点 H\#:,s{1  
)Gb,^NGr  
7.5.2激光快速成型技术 /2XW  
=9$mbn r  
7.5.3激光快速成型技术的重要应用 cDeZMsV  
[zh"x#AyI  
7.6其他激光加工技术 R=M!e<'  
[PWL<t::c  
7.6.1激光清洗技术 8TPN#"  
74f9|~%  
7.6.2激光弯曲 ~5 >[`)  
sS9%3i/>  
思考练习题7 wf9z"B  
/g76Hw>H  
第8章激光在医学中的应用 ]JMl|e  
#epy%>  
8.1激光与生物体的相互作用 5I' d PNf  
p3yU:q#A  
8.1.1生物体的光学特性 S GM!#K  
1'O0`Me>#  
8.1.2激光对生物体的作用 Uc&iZFid2K  
;GOz>pg  
8.1.3激光对生物体应用的优点 &z@~B&O  
iM5vrz`n  
8.2激光在临床治疗中的应用 *||d\peQ  
KOSQQf o  
8.2.1激光临床治疗的种类与现状 _|zBUrN  
SaO3 zz@L  
8.2.2激光在皮肤科及整形外科领域中的应用 Lgi[u"Du  
CS@&^SEj  
8.2.3激光在眼科中的应用 W)4QOS&  
h{_*oBa  
8.2.4激光在泌尿外科中的应用 CDdkoajBa  
Eju~}:Lo  
8.2.5激光在耳鼻喉科中的应用 j*3}1L4P  
v}[dnG  
8.2.6最新的技术——间质激光光凝术 6+` tn  
+iA=y=;blH  
8.2.7光动力学治疗 z-,VnhLx  
L`[z[p {?  
8.3激光在生物体检测及诊断中的应用 1%`7.;!i  
GwLFL.Ke  
8.3.1利用激光的生物体光谱测量及诊断 =SBBvnPLI  
GEe`ZhG,  
8.3.2激光断层摄影 6rX_-Mm6w  
Qh`:<KI  
8.3.3激光显微镜 PDP[5q r  
,t,wy37*D  
8.4医用激光设备 FWY2s(5p  
`78V%\  
8.4.1医用激光光源 bx}fj#J]En  
)/|6'L-2  
8.4.2医用激光传播用光纤 JTW)*q9a  
'C>U=cE7  
8.5激光应用于医学的未来 tju|UhP3  
uf'4'  
8.5.1医用激光新技术 G>z,#Xt  
(^n*Am;zlH  
8.5.2光动力学治疗的前景 e3m*i}K}  
uk7'K 0j  
思考练习题8 -<f;l _(  
%XTA;lrz  
第9章激光在信息技术中的应用 e/s(ojDW  
OB^Tq~i  
9.1光纤通信系统中的激光器和光放大器 nH[+n `{o  
g,kzQ}_  
9.1.1半导体激光器 )^O-X.1  
%f ju G  
9.1.2光纤激光器 q/gB<p9  
{`"#yl6"  
9.1.3光放大器 vqNsZ 8|`  
Y+-xvx :  
9.2激光全息三维显示 E4[}lX}  
R;}22s  
9.2.1全息术的历史回顾 !<n"6KA.  
ma& To=  
9.2.2激光全息术的基本原理和分类 K%j&/T j1  
buMq F-j  
9.2.3白光再现的全息三维显示 _GoVx=t   
7;}l\VXHm  
9.2.4计算全息图 1np^(['ih  
#AViM_u  
9.2.5数字全息术 TprtE.mP  
lmCZ8 j(FF  
9.2.6全息三维显示的优点 XcfKx@l  
SUtf[6  
9.2.7全息三维显示的应用 `\Unpp\I  
W WG /k17  
9.2.8全息三维显示技术的展望 T-" I9kM  
6][1 <}8  
9.3激光存储技术 ^U  q  
(lH,JX`$a  
9.3.1激光存储的基本原理、分类及特点 +cB&Mi5  
eE]hy'{d<  
9.3.2激光光盘存储 +M\8>/0oA  
bKbp?-]  
9.3.3激光体全息光存储 vS?odqi#n  
cu7(.  
9.3.4激光存储技术的新进展 } :?.>#  
! . HnGb+  
9.4激光扫描和激光打印机 ?Dsm~bkX[  
l=P'B @,  
9.4.1激光扫描 0@=MOGQb  
N2,D:m\  
9.4.2激光打印机 `NNf&y)y  
sd0r'jb  
9.5量子光通信中的激光源 }nx=e#[g%2  
,"?A2n-qO  
9.5.1量子光通信 nBLj [  
4FMF|U  
9.5.2量子态发生器及应用 8Jr?ZDf`  
B |{I:[  
思考练习题9 6XV<? 9q  
pBJAaCGm  
第10章激光在科学技术前沿问题中的应用 K%g;NW  
-8Ti*:  
10.1激光核聚变 E l&h;N   
DPDe>3Mi[  
10.1.1受控核聚变 \NL+}cL/  
1cJsj  
10.1.2磁力约束和惯性约束控制方法 `)>7)={  
6vy7l(%  
10.1.3激光压缩点燃核聚变的原理 gUax'^w;V;  
)mcEQ-!b  
10.2激光冷却 /Wj,1WX~  
#Z!b G?="  
10.3激光操纵微粒 X]*QUV]i  
3`V1XE.;  
10.3.1光捕获 c| ~6Ie  
HeN~c<NuB  
10.3.2微粒操纵 %}Q&1P=  
le>Wm&E  
10.4超越经典衍射极限的分辨率 qN| fEO>  
L\aBc}  
10.4.1解析延拓 RuRt0Sd3  
9uB(Mx(-:`  
10.4.2综合孔径傅里叶全息术 (jWss  V1  
CQg X=!q  
10.4.3傅里叶叠层算法 qv{o |g QB  
S01wwZ  
10.4.4相干谱复用 4rNL":"O  
90N`CXas  
10.4.5非相干结构光照明成像 (Ye>Cp+]  
g[z.*y/  
10.4.6超分辨荧光显微镜 n-;y*kD  
v"DL'@$Ut{  
10.5激光光谱学 _GtBP'iN  
vwGeD|Fb5  
10.5.1拉曼光谱 E8}+k o  
C 'mL&  
10.5.2空间高分辨的激光显微光谱 b3$k9dmxV+  
0Fr1Ku!  
10.5.3频率高分辨的双光子光谱 ,d,\-x-+/  
!>^JSHR4t  
10.5.4时间高分辨的激光闪光光谱 Wa"(m*hW  
HL{$ ^l#v  
10.5.5各种特殊效能的激光光谱技术 hq>Csj==@  
V_^@  
10.6激光用于反常多普勒效应的基础物理研究 Z'v-F^  
xycH~ ?  
10.6.1电磁波的正常多普勒效应 } /^C|iS7  
vq'c@yw;  
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 Bstk{&ew  
uZ6d35MJ  
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 :Og:v#r8=  
*<V^2z$y_  
10.6.4反常多普勒效应的测量光路设计及理论分析 e&I t  
kUHE\L.Y]  
10.6.5反常多普勒效应的测量实验结果 Lm)\Z P+W  
yl]FP@N(  
思考练习题10 ?[)S7\rP  
{==pZpyyh  
附录A随机变量 "E!mva*NU  
Fw4*  
A.1概率的定义和随机变量 vFmJ;J  
Zy"=y+e!E;  
A.2分布函数和密度函数 MFit|C  
0(>rG{u  
A.3推广到两个或多个联合随机变量 6iezLG 5  
Bn wzcl  
A.4统计平均 25{ uz  
Xo5$X7m  
附录B随机过程 5t:8.%<UK  
<|6%9@  
B.1随机过程的定义和描述 /)|X.D  
> R^@Ww;|q  
B.2平稳性和遍历性 (g8*d^u#PO  
L-i>R:N4  
参考文献 3C>qh{z"  
,lN5,zI=S  
H6kf K5,  
;I6s-moq_  
(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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