激光原理及应用(第4版)

发布:cyqdesign 2020-03-30 17:35 阅读:4835
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。 {@<J_ A  
(u]N  
bu=?N  
f8SL3+v  
第1章辐射理论概要与激光产生的条件 lip[n;Ir>  
l3Lyea:  
1.1光的波粒二象性 h.!}3\Y  
u(OW gbA3  
1.1.1光波 ,o^y`l   
25NTIzI@@  
1.1.2光子 j S;J:$>^  
n.sbr  
1.2原子的能级和辐射跃迁 mo1oyQg8  
<H0R&l\  
1.2.1原子能级和简并度 :> &fV  
rU;RGz6}  
1.2.2原子状态的标记 Qfky_5R\  
5C"QE8R o  
1.2.3玻尔兹曼分布 aA'|Rg,  
#/NS&_Ge0s  
1.2.4辐射跃迁和非辐射跃迁 xl"HotsX-x  
D;I6Q1I  
1.3光的受激辐射 cgb2K$B_"  
'S[++w?Qq  
1.3.1黑体热辐射 557(EM  
U~W?s(Cy%  
1.3.2光和物质的作用 `+t.!tv!  
[w\9as/ E  
1.3.3自发辐射、受激辐射和受激吸收之间的关系 S,U Pl}KF  
uNn[[LS  
1.3.4自发辐射光功率与受激辐射光功率 `)qVF,Z}  
bsd99-_(4  
1.4光谱线增宽 ?88`fJ@tk?  
pA;-v MpMj  
1.4.1光谱线、线型和光谱线宽度 v4RlLg dS%  
hky;CD~$  
1.4.2自然增宽 or k=`};  
|ou b!fG4  
1.4.3碰撞增宽 c*`>9mv  
[]0mX70N  
1.4.4多普勒增宽 Fb/XC:AD  
ZhNdB  
1.4.5均匀增宽和非均匀增宽线型 7~ztwL  
Z_gC&7+  
1.4.6综合增宽 k'$!(*]\b  
m=Q[\.Ra  
1.5激光形成的条件 m%"uPv\  
p'sc0@}_O  
1.5.1介质中光的受激辐射放大 }pa9%BQI  
-dv %H{  
1.5.2光学谐振腔和阈值条件 w'X]M#Q><  
_5MNMV LwW  
思考练习题1 w#N?l!5  
=&!HwOnp  
第2章激光器的工作原理 (~)%Fo9X"  
cst}Ibf i  
2.1光学谐振腔结构与稳定性 LkLN7|  
;pD)m/$h`  
2.1.1共轴球面谐振腔的稳定性条件 !GW ,\y  
OG3/-K8R  
2.1.2共轴球面腔的稳定图及其分类 =SD\Q!fA  
>/<:Q  &  
2.1.3稳定图的应用 dr{y0`CCN  
yAL1O94  
2.2速率方程组与粒子数反转 W>M~Sk$v  
g(O;{Q_  
2.2.1三能级系统和四能级系统 g\GdkiIj  
~|wos-nM  
2.2.2速率方程组 hF3&i=;.  
s cdtWA  
2.2.3稳态工作时的粒子数密度反转分布 0)9"M.AIvo  
?3Ij*}_O2  
2.2.4小信号工作时的粒子数密度反转分布 \n9A^v`F/  
y[O-pD`  
2.2.5均匀增宽型介质的粒子数密度反转分布 JaWv]@9*  
w6 2=06`@  
2.2.6均匀增宽型介质粒子数密度反转分布的饱和效应 >x3ug]Bu  
)'Wb&A'  
2.3均匀增宽介质的增益系数和增益饱和 W9t"aZor  
< Fs-3(V+\  
2.3.1均匀增宽介质的增益系数 JK#vkCkyM  
m}$+Hdk+7  
2.3.2均匀增宽介质的增益饱和 9Q W&$n^  
1\dn 1Hh  
2.4非均匀增宽介质的增益饱和 6AN)vs}  
o2-@o= F  
2.4.1介质在小信号时的粒子数密度反转分布值 ^*R(!P^  
4z:#I;  
2.4.2非均匀增宽型介质在小信号时的增益系数 rZ_>`}O2  
'mdMq=VI  
2.4.3非均匀增宽型介质稳态粒子数密度反转分布 'f/Lv@]a  
ql5x2n  
2.4.4非均匀增宽型介质稳态情况下的增益饱和 @\(vX]  
?p[O%_Xf  
2.5激光器的损耗与阈值条件 Swtbl`,  
*jzLFuWIG  
2.5.1激光器的损耗 7.<^j[?  
}8'&r(cN4  
2.5.2激光谐振腔内形成稳定光强的过程 v_PdOp[ k  
<Y'>F!?#  
2.5.3阈值条件 d0 er^ ~  
=QV ::/  
2.5.4对介质能级选取的讨论 0"xPX#Cvj  
km:nE: |  
思考练习题2 Bk|K%K  
S"snB/  
第3章激光器的输出特性 HTz+K6&  
Mo|wME#M  
3.1光学谐振腔的衍射理论 TUp%FJXA|  
Cd#E"dY6  
3.1.1数学预备知识 qH%")7>  
7N2\8kP  
3.1.2菲涅耳-基尔霍夫衍射公式 w#G2-?aj  
9x~-*8aw  
3.1.3光学谐振腔的自再现模积分方程 j?(!^ _!m  
6k])KlJ2;  
3.1.4激光谐振腔的谐振频率和激光纵模 N4^5rrkL  
FQeYx-7  
3.2对称共焦腔内外的光场分布 !UV5zmS  
$*~Iu%Az  
3.2.1共焦腔镜面上的场分布 7CvD'QW /  
c"gsB!xh  
3.2.2共焦腔中的行波场与腔内外的光场分布 _JGs}aQ  
sDiHXDI_m  
3.3高斯光束的传播特性 1 H4fJ3-  
cep$_J a  
3.3.1高斯光束的振幅和强度分布 M<8ML!N0;t  
S;@ay/*~  
3.3.2高斯光束的相位分布 eE:&qy^  
,axDMMDI  
3.3.3高斯光束的远场发散角 LZ~`29qw(  
ysXx%k  
3.3.4高斯光束的高亮度 *07sK1wW  
(wt+`_6  
3.4稳定球面腔的光束传播特性 -rY 7)=  
hol<dB  
3.4.1稳定球面腔的等价对称共焦腔 OHp5z? z  
~I_owCVZ  
3.4.2稳定球面腔的光束传播特性 O+ .*lo  
J=WB6zi  
3.5其他几种常用的激光光束 P{oAObP%  
W"(u^}  
3.5.1厄米-高斯光束 \SYvD y]  
-wr(vE,  
3.5.2拉盖尔-高斯光束 Px4/O~bLk  
,jh~;, w2  
3.5.3贝塞尔光束 f{Qp  
F&@|M(  
3.6激光器的输出功率 oKKz4  
+g\;bLT  
3.6.1均匀增宽型介质激光器的输出功率 y$oW!  
K; kM_%9u  
3.6.2非均匀增宽型介质激光器的输出功率 Gbb \h  
VWvoQf^+  
3.7激光器的线宽极限 ^Vo"fI`=C  
yFeeG3 n3  
3.8激光光束质量的品质因子M2 d /j@_3'  
q.oLmX  
3.9模式激光的某些一阶统计性质 y lL8+7W  
3VP$x@AV  
3.9.1单模激光的一阶统计性质 L$JI43HZ  
r,'O ).7  
3.9.2多模激光的一阶统计性质 eqFvrESN~=  
' iQ9hQjD  
思考练习题3 nm):SEkC  
9O >z4o  
第4章激光的基本技术 9)ea.Gu  
%,?vyY  
4.1激光器输出的选模 W^R'@  
vfbe$4mH  
4.1.1激光单纵模的选取 +i)AS0?d  
{8m1dEC^@Q  
4.1.2激光单横模的选取 ks:{TA27  
(+MC<J/i  
4.2激光器的稳频 /2w@ K_Px6  
(T;9us0  
4.2.1影响频率稳定的因素 W8* 2;F]  
Bcaw~WD  
4.2.2稳频方法概述 5P\N"Yjx'  
wgZrrq/W|  
4.2.3兰姆凹陷法稳频 Mo|yv[(K ,  
22vq=RO7Z  
4.2.4饱和吸收法稳频 -3k;u  
J#@lV  
4.3激光束的变换 "_)|8|gN  
oc;VIK)g]c  
4.3.1高斯光束通过薄透镜时的变换 [Yvsa,2  
u+DX$#-n!]  
4.3.2高斯光束的聚焦 ,wT g$ g-$  
9HKf^+';n  
4.3.3高斯光束的准直 hho%~^bn(  
d$Em\*C  
4.3.4激光的扩束 1*c>I@I;  
H5p5S\g-)  
4.4激光调制技术 Oxj(g;}  
wT% "5:  
4.4.1激光调制的基本概念 85C#ja1&  
;+9(;  
4.4.2电光强度调制 2fP~;\AP  
#S *pD?VZ  
4.4.3电光相位调制 ^Y<M~K972  
Mk "vv k  
4.5激光偏转技术 w`-$-4i  
}{=8&gA0  
4.5.1机械偏转 {g@A>  
nrbazyKm  
4.5.2电光偏转 x/_dW  
25&nwz  
4.5.3声光偏转 $owb3g(%4  
xH@'H?  
4.6激光调Q技术 qAORWc  
' 3VqkQ4  
4.6.1激光谐振腔的品质因数Q DUo0w f#D^  
LV\ieM  
4.6.2调Q原理 <vLdBfw&N  
xfes_v""  
4.6.3电光调Q d}VALjXHX!  
%xpd(&)n  
4.6.4声光调Q FdM<;}6T  
IO6MK&R  
4.6.5染料调Q 9nO(xJ"e4  
r hZQQOQ  
4.7激光锁模技术 F'ENq6  
G V=OKf#  
4.7.1锁模原理 b_ZNI0Hp@  
a>?p.!BM  
4.7.2主动锁模 ]'6'<S  
R @OSqEnr  
4.7.3被动锁模 A{M+vsL  
gu!](yEgl  
思考练习题4 OMi02tSm  
\d ui`F"Cc  
第5章典型激光器介绍 !6{J q]  
u(8~4P0w  
5.1固体激光器 v10mDr  
Jxf}b}^T  
5.1.1固体激光器的基本结构与工作物质 PRZ8X{h  
~R'BU=!;F  
5.1.2固体激光器的泵浦系统 oFb\T iLu  
G~`'E&/  
5.1.3固体激光器的输出特性 .@Hmg  
'%);%y@v  
5.1.4新型固体激光器 Xn PJC'  
t(wZiK}  
5.2气体激光器 7 T mK  
A0UV+ -PP  
5.2.1氦氖(HeNe)激光器 sD2*x T  
|$Qp0vOA}  
5.2.2二氧化碳激光器 [#7D~Lx/  
87+.pM|t%  
5.2.3Ar+离子激光器 {uEu >D$8  
8NxUx+]  
5.3染料激光器 (I>HWRH  
$1b]xQ  
5.3.1染料激光器的激发机理 FoQ?U=er  
)CFk`57U  
5.3.2染料激光器的泵浦 3Hy%SN(  
u"*J[M~  
5.3.3染料激光器的调谐 'w'Dwqhmr  
v*smI7aH  
5.4半导体激光器 !~?W \b\:  
-e &$,R>;  
5.4.1半导体的能带和产生受激辐射的条件 -<]\l3E&J  
VtD@&N  
5.4.2PN结和粒子数反转 7Y%!,ff  
H U:1f)a a  
5.4.3半导体激光器的工作原理和阈值条件 ~wa%fM  
BN_!Y)F l  
5.4.4同质结和异质结半导体激光器 (6e!09P&  
UB5}i('L  
5.5其他激光器 |GJBwrL^0  
) )fDOJ  
5.5.1准分子激光器 qw6EPC  
)lQN)! .)  
5.5.2自由电子激光器 X77A; US  
n'! -Pv  
5.5.3化学激光器 <m~T>Ql1  
u4go*#  
思考练习题5  =|^X$H  
/;zZnF\ e  
第6章激光在精密测量中的应用 :yd=No@  
Ngn\nkf  
6.1激光干涉测长 C<zx'lw!  
j7QBU  
6.1.1干涉测长的基本原理 qPp1:a"   
Ti0 (VdY  
6.1.2激光干涉测长系统的组成 eUX@9eML  
e_YW~z=6t  
6.1.3激光外差干涉测长技术 -OHvK0~  
3FGbQ_  
6.1.4激光干涉测长应用举例 plzE  
8yY"x ['  
6.2激光衍射测量 B)( p9]q  
j:3A;r\  
6.2.1激光衍射测量原理 R tXF  
L-^# 02  
6.2.2激光衍射测量的方法 k/$Ja;  
Rh wt<  
6.2.3激光衍射测量的应用 43UJ#rF  
:7HVBH  
6.3激光测距 =YS!soO  
*O"%tp6  
6.3.1激光脉冲测距 rU/-Wq`B  
E#yCcC!wMY  
6.3.2激光相位测距 MsN2A6|33  
MAsWds`bpB  
6.4激光准直及多自由度测量 HV]~=Bw2I  
a7QlU=\  
6.4.1激光准直仪 >=.ch5h3J)  
aRFi0h \  
6.4.2激光衍射准直仪 A5&>!y  
=Bcux8wA#6  
6.4.3激光多自由度测量 34&u]4=L)  
$bF`PGR_  
6.5激光多普勒测速  ` 4s#5g  
(.jO:#eE%  
6.5.1运动微粒散射光的频率 X=S}WKu  
T>AI0R3  
6.5.2差频法测速 7)ES!C   
`<]P"G  
6.5.3激光多普勒测速技术的应用 '=@-aVp  
{,nd_3"Vq  
6.6环形激光测量角度和角加速度 0lvb{Zd  
7v4-hfN  
6.6.1环形激光精密测角 rRF+\cP?.  
MY0[Oq cm=  
6.6.2光纤陀螺 LaAgoarN  
0C4*F  
6.7激光环境计量 K-g=td/@  
MSxU>FX0  
6.8激光散射板干涉仪 q\{;_?a  
K284R=j -&  
思考练习题6 ss|6_H =  
OI;L9\MJc  
第7章激光加工技术 3RTB~K8:{  
AOvH&9**  
7.1激光热加工原理 #U6/@l)  
Px^<2Q%Fs  
7.2激光表面改性技术 o$qFa9|Ec?  
A ydy=sj  
7.2.1激光淬火技术的原理与应用 (<5'ceF )X  
]9~#;M%1  
7.2.2激光表面熔凝技术 !T&u2=`D  
$yR{ZFo  
7.2.3激光熔覆技术 s525`Q;  
//4p1^%  
7.3激光去除材料技术   t`&s  
\a~;8):q=i  
7.3.1激光打孔 <try%p|f  
`siy!R  
7.3.2激光切割 FHnHhB[  
$yxIE}  
7.4激光焊接 $D2Ain1  
1nX68fS.9  
7.4.1激光热导焊 XQJV.SVS  
sov62wuqU  
7.4.2激光深熔焊 HjE Tinm"  
 # 8-P  
7.4.3激光复合焊 })yb   
aV92.Z_Ku  
7.5激光快速成型技术 @% 5F^Vbd  
Hf E;$  
7.5.1激光快速成型技术的原理及主要优点 _oyL*Cb  
}~0{1&  
7.5.2激光快速成型技术 _tg3%X]  
Ug[F3J|Mu  
7.5.3激光快速成型技术的重要应用 mSvTnd8  
hF{mm(qyv  
7.6其他激光加工技术 5D q{"@E  
T J"{nB  
7.6.1激光清洗技术 Lh5+fk~i~8  
0$dY;,Q.  
7.6.2激光弯曲 [$Xu  
lf7H8k,-  
思考练习题7 gs2&0rnOy\  
q=i,'.nS  
第8章激光在医学中的应用 Yh!\:9@(  
9i xnf=$Jp  
8.1激光与生物体的相互作用 *SpO|*'  
rt4|GVa  
8.1.1生物体的光学特性 sjgxx7  
3ks|  
8.1.2激光对生物体的作用 Y_ u7 0@`  
k? _$h<Y  
8.1.3激光对生物体应用的优点 I[YfF  
F^[Rwzv>c  
8.2激光在临床治疗中的应用 zJym`NF  
A_dYN?^?|  
8.2.1激光临床治疗的种类与现状 Y{\2wU!Isn  
-ZMl[;OM  
8.2.2激光在皮肤科及整形外科领域中的应用 uc `rt"  
Z_TbM^N  
8.2.3激光在眼科中的应用 [+5SEr}  
SZ1pf#w!  
8.2.4激光在泌尿外科中的应用 CX@HG)l  
yyYbB]D  
8.2.5激光在耳鼻喉科中的应用 <GU(/S!}  
=dJEcC_J  
8.2.6最新的技术——间质激光光凝术 'Y/V9;`)s  
P<w>1 =  
8.2.7光动力学治疗 .M#>@~XR  
8*X L19N  
8.3激光在生物体检测及诊断中的应用 )fcpE,g'  
UmHb-uk ;  
8.3.1利用激光的生物体光谱测量及诊断 pl? J<48  
ZJ'H y5?  
8.3.2激光断层摄影 Op)R3qt{  
0DjBqh$  
8.3.3激光显微镜 {`SGB;ho  
K LM^O$=  
8.4医用激光设备 4rCqN.J  
X\:(8C;+  
8.4.1医用激光光源 gl4 f9Ff  
j-\^ }K.&  
8.4.2医用激光传播用光纤 ?@7|Q/  
qQ\hUii  
8.5激光应用于医学的未来 )eVDp,.^  
oHGf |  
8.5.1医用激光新技术 6j.(l4}  
K0bmU(Xxp  
8.5.2光动力学治疗的前景 vVRCM  
9n2%7dLQ*  
思考练习题8 L ~' N6  
-cC(d$y  
第9章激光在信息技术中的应用 # SOj4W  
)qQg n]  
9.1光纤通信系统中的激光器和光放大器 h.0&)t\q"  
dtXJ<1:  
9.1.1半导体激光器 <i @jD  
fXR_)d  
9.1.2光纤激光器 GeR -k9  
2G*#Czr"  
9.1.3光放大器 Q#AHEm{9;s  
F973U  
9.2激光全息三维显示 ."g5+xX  
[\y>&"uk  
9.2.1全息术的历史回顾 <{~UKi  
<Gt{(is  
9.2.2激光全息术的基本原理和分类 6aK2 {-+  
eyp\h8!u_  
9.2.3白光再现的全息三维显示 bao5^t}  
X"r$,~  
9.2.4计算全息图 ?v*7!2;  
lAt1Mq} ?P  
9.2.5数字全息术 P_Ja?)GT  
2n,73$ s  
9.2.6全息三维显示的优点 LPgI"6cP  
^qy-el  
9.2.7全息三维显示的应用 Fi}rv[`XY[  
Rs`Y'_B  
9.2.8全息三维显示技术的展望 g#&##f  
nf^k3QS\  
9.3激光存储技术 QiL  
eNskuG|1  
9.3.1激光存储的基本原理、分类及特点 {;~iq  
Z0@ImhejuB  
9.3.2激光光盘存储 &xT~;R^  
BFRSYwPr  
9.3.3激光体全息光存储 fXQRsL8 ]  
Tj~#Xc  
9.3.4激光存储技术的新进展 Lu5.$b  
PA[Rhoit,  
9.4激光扫描和激光打印机 Gi2Ey37]O  
YA8~O5  
9.4.1激光扫描 F'Vl\qPt  
x/^zNO\1  
9.4.2激光打印机 <;"=ah7A  
kV<)>Gs  
9.5量子光通信中的激光源 X Y?@^  
N* -Z Jv  
9.5.1量子光通信 D'+8]B  
_QCI< |A  
9.5.2量子态发生器及应用 w#b2iE+Bw  
Ku'U^=bVm:  
思考练习题9 2geC3v% 0o  
qa?y lR"kA  
第10章激光在科学技术前沿问题中的应用 QyQ8M1m  
xb;m m9H  
10.1激光核聚变 Mb!^_cS(  
%j; cXN  
10.1.1受控核聚变 znRhQ+8;!  
3S?+G)qKo  
10.1.2磁力约束和惯性约束控制方法 PTqS L]  
Puh&F< B  
10.1.3激光压缩点燃核聚变的原理 R:p,Hav<q  
3I(M<sB}  
10.2激光冷却 oPBjsQ  
</p.OaNe  
10.3激光操纵微粒 -/?<@*n  
'+wTrW m~j  
10.3.1光捕获 z w9r0bG  
R MXj)~4.  
10.3.2微粒操纵 dG+xr!  
lY`<-`{I_  
10.4超越经典衍射极限的分辨率 S#dS5OX  
B8Z66#EQ  
10.4.1解析延拓 _Ohq'ZgXm  
.|-y+9IP  
10.4.2综合孔径傅里叶全息术 uU s>/+  
:P~Owz  
10.4.3傅里叶叠层算法 z(qz(`eGC&  
E .5xzY  
10.4.4相干谱复用 <rs]@J'p  
e+TNG &_  
10.4.5非相干结构光照明成像 (0S7  
"N_?yA#(j  
10.4.6超分辨荧光显微镜 {'(8<n57  
TH &B9  
10.5激光光谱学 F^-4Pyq@  
1\uS~RR  
10.5.1拉曼光谱 5JXLfYTUI  
J;dFmZOk  
10.5.2空间高分辨的激光显微光谱 #4>F%_  
dGe  
10.5.3频率高分辨的双光子光谱 &@+; ]t  
\mloR '  
10.5.4时间高分辨的激光闪光光谱 T~>:8i  
(n\ cs$  
10.5.5各种特殊效能的激光光谱技术 ;Lu|fQ#u*  
^(R gSMuT`  
10.6激光用于反常多普勒效应的基础物理研究 =_Rd0,  
>Mn.|:DF]&  
10.6.1电磁波的正常多普勒效应 RU=%yk-gM  
l<+k[@Vox  
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 VbjW$?  
2Z~o frj  
10.6.3折射光子晶体棱镜的设计以及负折射性质的实验验证 9tO_hhEQ@  
,U}8(D~:  
10.6.4反常多普勒效应的测量光路设计及理论分析 C'ZU .Y  
\z 'noc  
10.6.5反常多普勒效应的测量实验结果 Qw:j2g2H7  
U' Cp3>  
思考练习题10 uvL|T48  
r+Y1m\  
附录A随机变量 v]v f(]""  
Eh+lL tZ  
A.1概率的定义和随机变量 ~gN'";1i  
c1[;a>  
A.2分布函数和密度函数 E2MpMR  
`m5iZxhw  
A.3推广到两个或多个联合随机变量 jo;n~>3P  
43Q&<r$[T  
A.4统计平均 |@RO&F  
<OUAppH  
附录B随机过程 W3b\LnUa  
2r,fF<WQ  
B.1随机过程的定义和描述 N@g+51ye  
_~!,x.Dbp  
B.2平稳性和遍历性 8'y|cF%U  
#p]O n87>  
参考文献 L<: ya  
kcle|B  
zv41Yv!x}  
m<E7cY3mX  
(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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