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。 (5l 5@MN PV2cZ/  va(ZGGS]N iU5Aj:U3 第1章辐射理论概要与激光产生的条件 \#bk$ R@ &ZjQa.-U> 1.1光的波粒二象性 DqLZc01> Y )x(+# 1.1.1光波 mUj=NRq Z aCUc Px 1.1.2光子 +^ St"GWY ^-CQ9r* 1.2原子的能级和辐射跃迁 ))M; .b.D ^9})@,(D 1.2.1原子能级和简并度 ]-o0HY2 49o5" M( 1.2.2原子状态的标记 rb+&] q@;z((45 1.2.3玻尔兹曼分布 =YPvh]][ 'RIlyH~Yf 1.2.4辐射跃迁和非辐射跃迁 9zj^\-FA_l bDLPA2 7 1.3光的受激辐射 0|0<[:(hc u S$:J:Drx 1.3.1黑体热辐射 = O
qw`jw {DPobyvwFk 1.3.2光和物质的作用 C<!%VHs B!vI^W 1.3.3自发辐射、受激辐射和受激吸收之间的关系 ~E2xIhV )V!dmVQq{g 1.3.4自发辐射光功率与受激辐射光功率 c\.8hd=< IxY%d}[uo 1.4光谱线增宽 8ODrW!o G) A5;u\P9 1.4.1光谱线、线型和光谱线宽度 zwA kXj VP4W~;UV|\ 1.4.2自然增宽 mQQ5>0^m jgLCs)=5hV 1.4.3碰撞增宽 ,q
yp2 Y7 =sG9]a<I 1.4.4多普勒增宽 D0?l$]aE ^O
cM)Z6h 1.4.5均匀增宽和非均匀增宽线型 `I.Uw$,P W/PZD ( 1.4.6综合增宽 anj*a<C< Xa. _ 1.5激光形成的条件 ~]71(u2 Hu
.e@7 1.5.1介质中光的受激辐射放大 gi;#?gps `[JX}<~i 1.5.2光学谐振腔和阈值条件 $7{ V+> VWoxi$3v 思考练习题1 Ju$vuEO g ;U f? 第2章激光器的工作原理 {`0GAW)q b {e nD 2.1光学谐振腔结构与稳定性 h' OLj #H YadY?o./ 2.1.1共轴球面谐振腔的稳定性条件 wL]7d3t Gc)
Zu`67 2.1.2共轴球面腔的稳定图及其分类 =N-,.{` ,Yg<Z1 2.1.3稳定图的应用 ;mV,r,\dH |Ew\T go/2 2.2速率方程组与粒子数反转 CqVh9M.ah >r7{e:~q 2.2.1三能级系统和四能级系统 c43" o ~%9 ofXy 2.2.2速率方程组 :F:<{]oG_ i)V-q9\ 2.2.3稳态工作时的粒子数密度反转分布 EQ & E C )1H$5h 2.2.4小信号工作时的粒子数密度反转分布 :U`8s# UOrf wK 2.2.5均匀增宽型介质的粒子数密度反转分布 G`NH ~C s1XW}D w 2.2.6均匀增宽型介质粒子数密度反转分布的饱和效应 X*Mw 0;+T }Y(yDg;" 2.3均匀增宽介质的增益系数和增益饱和 tk5Bb`a sa8Sy& X" 2.3.1均匀增宽介质的增益系数 !* wK4UcX" ;t i{
#(Ux 2.3.2均匀增宽介质的增益饱和 [o )P |5SYKA7CS 2.4非均匀增宽介质的增益饱和 X]q,A5g 372ew h3' 2.4.1介质在小信号时的粒子数密度反转分布值 FJ3Xeo s4| EJYfk?(B 2.4.2非均匀增宽型介质在小信号时的增益系数 {9KG06%+ xUE 9%qO 2.4.3非均匀增宽型介质稳态粒子数密度反转分布 )J+vmY~& )2mi6[qs0l 2.4.4非均匀增宽型介质稳态情况下的增益饱和 r=dFk?8XbC ,D-V C{lj 2.5激光器的损耗与阈值条件 ='=\!md 7 >EjP&l 2.5.1激光器的损耗 x,"'\=|s* 5B w 2.5.2激光谐振腔内形成稳定光强的过程 F|X-|Co X A{ tVh 2.5.3阈值条件 !8]W"@qb z#b 31;A@$ 2.5.4对介质能级选取的讨论 Zs!)w9y&V Y3jb 'S4( 思考练习题2 F7^d@hSV Qh-k[w 0 第3章激光器的输出特性 CqDMq ! v"Bv\5f,Ys 3.1光学谐振腔的衍射理论 H@er" boi Y'kD _T`f, 3.1.1数学预备知识 aX6.XHWbDf O&]Y. Z9,A 3.1.2菲涅耳-基尔霍夫衍射公式 u79.`,Ad& NG@9 }O 3.1.3光学谐振腔的自再现模积分方程 +u*WUw! % Dq+ rEt 3.1.4激光谐振腔的谐振频率和激光纵模 | {HtY ~DcX}VCm 3.2对称共焦腔内外的光场分布 c]O3pc U rWF~a ec 3.2.1共焦腔镜面上的场分布 ^<xpp.eY 0o[p<<c* 3.2.2共焦腔中的行波场与腔内外的光场分布 Y+ P\5G .Vq-<c % 3.3高斯光束的传播特性 0Z#&!xTb ;5-Sn(G 3.3.1高斯光束的振幅和强度分布 p_ =^E *J] :*TfGV 3.3.2高斯光束的相位分布 ^r73(8{) lK EdpF< 3.3.3高斯光束的远场发散角 l"!.aIY"e RH^8 "%\ 3.3.4高斯光束的高亮度 zzy%d c OUn,UR I 3.4稳定球面腔的光束传播特性 GW RKiTu9 N5 [QQtQ 3.4.1稳定球面腔的等价对称共焦腔 < LQwH23@ RUm1;MWs 3.4.2稳定球面腔的光束传播特性 Z<z(;)?c & :x_ 3.5其他几种常用的激光光束 d _Ll,*J9 3t[2 Bd 3.5.1厄米-高斯光束 ge?1ez2 21M@z(q* 3.5.2拉盖尔-高斯光束 om$)8'A,l 2 @Jw?+}vr 3.5.3贝塞尔光束 L m"a3Nb U,Nf&g 3.6激光器的输出功率 "zR +} ] H) x 3.6.1均匀增宽型介质激光器的输出功率 )Ve?1?s '8 q( i| 3.6.2非均匀增宽型介质激光器的输出功率 Dms 6"x2 B|gyr4] 3.7激光器的线宽极限 Gr&5 mniu
v! uD]} 3.8激光光束质量的品质因子M2 v7T05 Y<%$;fx$Sx 3.9模式激光的某些一阶统计性质 n
!]_o (}vi"mCeW 3.9.1单模激光的一阶统计性质 M?x/C2| "zL<:TQ" 3.9.2多模激光的一阶统计性质 ?8fa/e :CNWHF4$ 思考练习题3 !.H< dQS `omZ'n) 第4章激光的基本技术 DY'D]*'7$ ) FGm5-K@ 4.1激光器输出的选模 wlKfTJrn& ?SRG;G1 4.1.1激光单纵模的选取 w_q{C>- cR > `Gys8 T 4.1.2激光单横模的选取 7NV1w*> / ;S+*s 'e 4.2激光器的稳频 R8Nr 3M9 ) 'J#u ;KJ 4.2.1影响频率稳定的因素 :w: hqe|_ )8p FPr 4.2.2稳频方法概述 rePJ4i [y v4=9T<[ 4.2.3兰姆凹陷法稳频 3q E2mYK ,] \L\ V 4.2.4饱和吸收法稳频 AK%`EsI^ u ;H SX 4.3激光束的变换 lX/s Q s"?Z jV)` 4.3.1高斯光束通过薄 透镜时的变换 5Jh= ${ K[PH#dF5,x 4.3.2高斯光束的聚焦 R$k4}p XCCN6[[+ 4.3.3高斯光束的准直 <43O,Kx'Su 1[OCoj o< 4.3.4激光的扩束 W2P(!q>r] r ) ;U zd 4.4激光调制技术 :{bvCos<) Xd@ - 4.4.1激光调制的基本概念 c+,F)i^` b^_#f:_j 4.4.2电光强度调制 AX,V*
s Q^>"AhOiU 4.4.3电光相位调制 X|fl_4NC > ?j9 J6=2 4.5激光偏转技术 q@8Jc[\d c1B < 9_ 4.5.1机械偏转 SDt)|s
j\k|5 ="w- 4.5.2电光偏转 3cfW |J dU<\ FW_ 4.5.3声光偏转 P|HxD0c^u ? ~c=Sa- 4.6激光调Q技术 FOV ghq@ o|O730"2F 4.6.1激光谐振腔的品质因数Q y :u7*%" zrVw l\& 4.6.2调Q原理
2%P{fJbwd yIy'"BCxM 4.6.3电光调Q :@#9P," 9"hH2jc
4.6.4声光调Q Q46^i7= CAg~K[ 4.6.5染料调Q Ey96XJV Tq{+9+ 4.7激光锁模技术 4o?_G[
g<U\7Vp\1 4.7.1锁模原理 kT)[<`p 3+vbA;R 4.7.2主动锁模 :0N} K} P t< JF 4.7.3被动锁模 Cge@A'2 4A0
,N8ja} 思考练习题4 OBY^J1St z7TMg^9 # 第5章典型激光器介绍 mbT4K 8 <^ #C^)W/dP 5.1固体激光器 1%Hc/ N- 3{c6)vR2 5.1.1固体激光器的基本结构与工作物质 ;B*im
S10 ls[0X82F 5.1.2固体激光器的泵浦系统 x6yYx_ )&/ecx"2Q 5.1.3固体激光器的输出特性 |pLx,#n >,%or cN 5.1.4新型固体激光器 eka<mq|W >_ XC 5.2气体激光器 bmCp:6 ozaM!e e\z 5.2.1氦氖(HeNe)激光器 Q$,AQyBlqc |m {u ]9 5.2.2二氧化碳激光器 vq?Le j 7 pPaHX8 5.2.3Ar＋离子激光器 *G rYB6MT $?P 5A E 5.3染料激光器 7:/ gO~g I | k.%e4 5.3.1染料激光器的激发机理 CcCcuxt R Ymvd3> _ 5.3.2染料激光器的泵浦 #hMS?F | + /+> : 5.3.3染料激光器的调谐 e|-& h `[ deLLqdZa 5.4半导体激光器 5aZbNV}- @ T.+:U@S 5.4.1半导体的能带和产生受激辐射的条件 ^(F@ #zN} b-8}TTL> 5.4.2PN结和粒子数反转 nh
XVc(( hs^K9Jt 5.4.3半导体激光器的工作原理和阈值条件 %eOO8^N 0RZ[]:( 5.4.4同质结和异质结 半导体激光器 L;GkG! g UaCfXTG 5.5其他激光器 X 0vcBHh sHqa(ynK 5.5.1准分子激光器 J?#Xy9dz /7 N&4FrG 5.5.2自由电子激光器 X
aE;i57$l ]\Z8MxF D 5.5.3化学激光器 U9"(jl/o v<3KxP'a 思考练习题5 !!k ^M"e2 dtj+ av G 第6章激光在精密测量中的应用 rnyXMt.q *^oL$_Y 6.1激光干涉测长 Q}9!aB, oRZ98?Y\B
6.1.1干涉测长的基本原理 :%-w/QwTR y{KYR) 6.1.2激光干涉测长系统的组成 QHXA?nBX 9?iA~r|+ 6.1.3激光外差干涉测长技术 OKPNsN xp? YM35 6.1.4激光干涉测长应用举例 =&i#NSK + 7 0x0z2 6.2激光衍射测量 VUi> ]v/e boq=@Qh 6.2.1激光衍射测量原理 S6g_$ Q7 t6uYFxE 6.2.2激光衍射测量的方法 OO2uE ;( 3 xtBu]I)% 6.2.3激光衍射测量的应用 PI.Zd1r ,j6 R/sg 6.3激光测距 @>,GCuPrm %*NED zy 6.3.1激光脉冲测距 [l/!&6 j{j5TvsrY 6.3.2激光相位测距 ~&aULY?)] f(G1xw]]@Y 6.4激光准直及多自由度测量 +MZI \> %:s+5*SKe 6.4.1激光准直仪 : *XAQb0 g< xE}[gF 6.4.2激光衍射准直仪 d_,Ql708f f K6[ p& 6.4.3激光多自由度测量 ?b:Pl{? >F>VlRg 6.5激光多普勒测速 bg!(B<!X DaQ+XUH? 6.5.1运动微粒散射光的频率 &: &~[4>%a 9Fy 'L#% 6.5.2差频法测速 "=w:LRw )m#Y^ 6.5.3激光多普勒测速技术的应用 1>uAVPa J'ZC 5Xr 6.6环形激光测量角度和角加速度 3%+!qm GM8Q#vc 6.6.1环形激光精密测角 !?>QN 'p.b 8_E(.]U 6.6.2光纤陀螺 _Vl~'+ e 'A>?aUq] : 6.7激光环境计量 c`/VYgcTqB 0hhxTOp
6.8激光散射板干涉仪 -K lR":
{sf
,(.W 思考练习题6 -wrVEH8 5S8>y7knQ 第7章激光加工技术 Ph%{h" fgs@oaoZ 7.1激光热加工原理 tfe]=_U I-}ms 7.2激光表面改性技术 (5@H<c ^6 ">G*hS 7.2.1激光淬火技术的原理与应用 =tbfBK+ @dk-+YxG 7.2.2激光表面熔凝技术 0 @!huk %*szB$ [3 7.2.3激光熔覆技术 D+v ?zQw n
7i5A: 7.3激光去除材料技术 #6 vf:94 up+0-!AH 7.3.1激光打孔 J;NIa[a = 7.3.2激光切割 2GORGS% 8^^ 1h 7.4激光焊接 .; Mb4"7= ]E-3/r$_cO 7.4.1激光热导焊 Q
8Hl7__^ aoZ | @x 7.4.2激光深熔焊 :{N*Z }] &ocuZ -5` 7.4.3激光复合焊 } A+ncabm %VFoK-a 7.5激光快速成型技术 YHO}z}f[! ?$K-f:?c 7.5.1激光快速成型技术的原理及主要优点 *1Bq>h : %'ah,2a% 7.5.2激光快速成型技术 nhd ZC@~E0 O- HS)g$2 7.5.3激光快速成型技术的重要应用 \#(1IC`as r :$tvT* 7.6其他激光加工技术 U+qyS|i w$/l q~zU 7.6.1激光清洗技术 z?<B@\~ =]]1x_GB 7.6.2激光弯曲 4VZI]3K, t$(#$Z,RS 思考练习题7 4/|x^Ky>G kBhjqI* 第8章激光在医学中的应用 CO smVQ. #lrwKHZ+ 8.1激光与生物体的相互作用 VS/M@y_./ & n;*'M
8.1.1生物体的 光学特性 Bkd$'7UT dkz%
Y] 8.1.2激光对生物体的作用 `v!.
,Yr +Ps.HW#NY 8.1.3激光对生物体应用的优点 9:4S[mz/hD !Pw*p *z 8.2激光在临床治疗中的应用 CyR` &u :-}K:ucaj 8.2.1激光临床治疗的种类与现状 V\Gs&> QZ l#^-on 8.2.2激光在皮肤科及整形外科领域中的应用 g}v](Q Ny2
Z
<TW 8.2.3激光在眼科中的应用 udq rHR5 KR#,6 8.2.4激光在泌尿外科中的应用 z^U+ oG ?)|}gr 8.2.5激光在耳鼻喉科中的应用 9^W7i]-Z {/]2~! 8.2.6最新的技术——间质激光光凝术 6&os`! a$|U4Eqo 8.2.7光动力学治疗 p /-du^:2 EjLq&QR. 8.3激光在生物体检测及诊断中的应用 VIz(@ R>O_2`c 8.3.1利用激光的生物体光谱测量及诊断 V?j,$LixY yuZLs H 8.3.2激光断层摄影 UqI #F (M$0'BV0 8.3.3激光显微镜 !CUl1L1DSi L]H'$~xx* 8.4医用激光设备 [*^.$s( &N^~=y^`C' 8.4.1医用激光 光源 2.aCo, Kb; >`0U2K 8.4.2医用激光传播用 光纤 @v%Kw e1Q `.MZ,Xhqi" 8.5激光应用于医学的未来 Nu6NyYs ^$: w 8.5.1医用激光新技术 vHf)gi}O| Uw("+[ 5O0 8.5.2光动力学治疗的前景 LZn'+{\` LG&BWs ! 思考练习题8 TI D gIK Ab ,^y 第9章激光在信息技术中的应用 RqTO3K f ML_VD*t9 9.1光纤通信系统中的激光器和光放大器 m `-);y N1i pK9a 9.1.1半导体激光器 "@&TC"YG0 ekhv.; N~ 9.1.2光纤激光器 *)Qv;'U=rn %*gf_ GeM 9.1.3光放大器 :cC $1zv@ 3 09
pl 9.2激光全息三维显示 P T2;%=f 0 #8 9.2.1全息术的历史回顾 2|>\A.I|= 0$)Q@# 9.2.2激光全息术的基本原理和分类 GM6, Lz H 1Z}5ykM3 9.2.3白光再现的全息三维显示 _iJ~O1qx,w <IZt] P 9.2.4计算全息图 ( zo7h r !Aj5 9.2.5数字全息术 cX- M9Cz qi4P(s-i 9.2.6全息三维显示的优点 5*%Gh&) r"dIB@ 9.2.7全息三维显示的应用 ZIx-mC5 EH |+S 9.2.8全息三维显示技术的展望 ,R[$S"]!SH l
;:IL\*1I 9.3激光存储技术 ~*Y#Y{ E@SFK=` 9.3.1激光存储的基本原理、分类及特点 6YM X7G] )aIcA 9.3.2激光光盘存储 "0CFvN'4 aO&U=! 9.3.3激光体全息光存储 tY"eo Pm e bTD?uX!^@ 9.3.4激光存储技术的新进展 zgAU5cw dVb6u 9.4激光扫描和激光打印机 }93kHO{ *9j'@2!M 9.4.1激光扫描 )s
$]+HQs w jkh*Y 9.4.2激光打印机 A"JdG%t>.h EsGu#lD2 9.5量子光通信中的激光源 .==D?#bn 9z#8K
zXg 9.5.1量子光通信 c| ?(> ps{4_V-3 u 9.5.2量子态发生器及应用 *cb|9elF^ 4eHSAN"$ 思考练习题9 e S8(HI6{^ _N`.1Dl%Q 第10章激光在科学技术前沿问题中的应用 ^@^8iZ T3{O+aRt 10.1激光核聚变 U?0|2hR~ sq'm)g 10.1.1受控核聚变 MRLiiIrq,5 cI2Ps3~"Q 10.1.2磁力约束和惯性约束控制方法 +KTfGwKt *$eH3nn6g 10.1.3激光压缩点燃核聚变的原理 w5m /[Z c u/"=]D 10.2激光冷却 DsHF9Mn s%D%c;.| 10.3激光操纵微粒 P =X]'m_B tRo Sq;VrS 10.3.1光捕获 d {!P
c< O=o}uB-*6 10.3.2微粒操纵 W> pe- J>_mDcPo 10.4超越经典衍射极限的分辨率 pQa51 nc MLdwf}[ 10.4.1解析延拓 =z# trQ{ 9kD#'BxC 10.4.2综合孔径傅里叶全息术 oXG_6E!^ Usf@kVQ 10.4.3傅里叶叠层算法 doanTF4Da .\XRkr'- 10.4.4相干谱复用 SP%X@ ~d s 4`-m Ia 10.4.5非相干结构光 照明成像 IO\1nB$0nb }WsPu o 10.4.6超分辨荧光显微镜 E/: U,u{ bbC@ 10.5激光光谱学 2y!n c% rp @:i _] 10.5.1拉曼光谱 mE<_oRM) TZg tu+& 10.5.2空间高分辨的激光显微光谱 ;d zy 5o3 *Dg@fxCQ 10.5.3频率高分辨的双光子光谱 p cLKE
ZK $wM..ee 10.5.4时间高分辨的激光闪光光谱 B
/;(#{U; ( >}1t!1 10.5.5各种特殊效能的激光光谱技术 n5QO'Jr%[ $1 ])>m_ct 10.6激光用于反常多普勒效应的基础物理研究 }U7IMONU N] W*ei 10.6.1电磁波的正常多普勒效应 WM+8<|)n M y gCg(h 10.6.2在负折射率材料中传播的电磁波的反常多普勒效应 !td!">r46e 0ca0-vY 10.6.3折射光子晶体棱镜的设计以及负折射性质的实验验证 I$" Z\c8; SWdmej[ 10.6.4反常多普勒效应的测量光路设计及理论分析 :%gc Sm ;2kQ)Bq" 10.6.5反常多普勒效应的测量实验结果 )>ff"| X aqSOC(jU 思考练习题10 1EV bGe%b hrniZ^ 附录A随机变量 1sXCu|\q U.TZd" A.1概率的定义和随机变量 :cA P{rSe `he# !" A.2分布函数和密度函数 O8Mypv/C D*.3]3-I A.3推广到两个或多个联合随机变量 (%R%UkwP9 +Ug & A.4统计平均 -)-: rRx- *A9v8$ 附录B随机过程 HK[%'OQ ^$oa`B^2JM B.1随机过程的定义和描述 S\Z*7j3;M 8fQ~UcT$ B.2平稳性和遍历性 C6gSj1 l
i<9nMZ< 参考文献 `)O9
'568 IEm?'o:  z"6o|]9I M Q =x:p{ （实体书推荐，有需求者，可以购买！）
|
帖子
勋章
关注
任务
