激光原理及应用(第4版)

发布:cyqdesign 2020-03-30 17:35 阅读:4980
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。 (5l5@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$R@  
&ZjQa.-U>  
1.1光的波粒二象性 DqLZc01>  
Y)x(+#  
1.1.1光波 mUj=NRq  
ZaCUc Px  
1.1.2光子 +^St"GWY  
^-CQ9r*  
1.2原子的能级和辐射跃迁 ))M; .b.D  
^9})@,(D  
1.2.1原子能级和简并度 ]-o0HY2  
49o5"M(  
1.2.2原子状态的标记 rb+&]  
q@;z((45  
1.2.3玻尔兹曼分布 =YPvh]][  
'RIlyH~Yf  
1.2.4辐射跃迁和非辐射跃迁 9zj^\-FA_l  
bDLPA27  
1.3光的受激辐射 0|0<[:(hc  
u S$: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 zwAkXj  
VP4W~;UV|\  
1.4.2自然增宽 mQQ5>0^m  
jgLCs)=5hV  
1.4.3碰撞增宽 ,q yp2Y7  
=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\Tgo/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  
~%9ofXy  
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$5h  
2.2.4小信号工作时的粒子数密度反转分布 :U`8s#  
UOrf wK  
2.2.5均匀增宽型介质的粒子数密度反转分布 G`NH ~C  
s1XW}Dw  
2.2.6均匀增宽型介质粒子数密度反转分布的饱和效应 X*Mw0;+T  
}Y(yDg;"  
2.3均匀增宽介质的增益系数和增益饱和 tk5Bb`a  
sa8Sy&X"  
2.3.1均匀增宽介质的增益系数 !*wK4UcX"  
;ti{ #(Ux  
2.3.2均匀增宽介质的增益饱和 [o)P  
|5SYKA7CS  
2.4非均匀增宽介质的增益饱和 X]q,A5g  
372ewh3'  
2.4.1介质在小信号时的粒子数密度反转分布值 FJ3Xeo s4|  
EJYfk?(B  
2.4.2非均匀增宽型介质在小信号时的增益系数 {9KG06%+  
xUE9%qO  
2.4.3非均匀增宽型介质稳态粒子数密度反转分布 )J+vmY~&  
)2mi6[qs0l  
2.4.4非均匀增宽型介质稳态情况下的增益饱和 r=dFk?8XbC  
,D-VC{lj  
2.5激光器的损耗与阈值条件 ='=\!md  
7>EjP&l  
2.5.1激光器的损耗 x,"'\=|s*  
5Bw  
2.5.2激光谐振腔内形成稳定光强的过程 F|X-|Co  
XA{ tVh  
2.5.3阈值条件 !8]W"@qb  
z#b31;A@$  
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[w0  
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]O3pcU  
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{)  
lKEdpF<  
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%dc  
OUn,URI  
3.4稳定球面腔的光束传播特性 GWRKiTu9  
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[2Bd  
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  
>`Gys8T  
4.1.2激光单横模的选取 7NV1w*> /  
;S+*s'e  
4.2激光器的稳频 R8Nr3M9 )  
'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 3qE2mYK  
,]\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[OCojo<  
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>  
?j9J6=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 FOVghq@  
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 mbT4K8<^  
#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!ee\z  
5.2.1氦氖(HeNe)激光器 Q$,AQyBlqc  
|m{u]9  
5.2.2二氧化碳激光器 vq?Lej  
7pPaHX8  
5.2.3Ar+离子激光器 *G rYB6MT  
$?P5A E  
5.3染料激光器 7:/gO~g I  
|k.%e4  
5.3.1染料激光器的激发机理 CcCcuxtR  
Ymvd3>_  
5.3.2染料激光器的泵浦 #hMS?F|  
+/+>:  
5.3.3染料激光器的调谐 e|-&h `[  
deLLqdZa  
5.4半导体激光器 5aZbNV}-  
@ T.+:U@S  
5.4.1半导体的能带和产生受激辐射的条件 ^(F@#zN}  
b-8}TTL>  
5.4.2PN结和粒子数反转 nh XVc((  
hs^K9Jt  
5.4.3半导体激光器的工作原理和阈值条件 %eOO8^N  
0RZ[]:(  
5.4.4同质结和异质结半导体激光器 L;GkG! g  
UaCfXTG  
5.5其他激光器 X 0vcBHh  
sHqa(ynK  
5.5.1准分子激光器 J?#Xy9dz  
/7N&4FrG  
5.5.2自由电子激光器 X aE;i57$l  
]\Z8MxFD  
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$_Y  
6.1激光干涉测长  Q}9!aB,  
oRZ98?Y\B  
6.1.1干涉测长的基本原理 :%-w/QwTR  
y{KYR)   
6.1.2激光干涉测长系统的组成 QHXA?nBX  
9?iA~r|+  
6.1.3激光外差干涉测长技术 OKPNsN  
xp?YM35  
6.1.4激光干涉测长应用举例 =&i#NSK  
+70x0z2  
6.2激光衍射测量 VUi> ]v/e  
boq=@Qh  
6.2.1激光衍射测量原理 S6g_$ 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  
fK6[ 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'ZC5Xr  
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 nhdZC@~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$/lq~zU  
7.6.1激光清洗技术 z?<B@\~  
=]]1x_GB  
7.6.2激光弯曲 4VZI]3K,  
t$(#$Z,RS  
思考练习题7 4/|x^Ky>G  
kBhjqI*  
第8章激光在医学中的应用 COsmVQ.  
#lrwKHZ+  
8.1激光与生物体的相互作用 VS/M@y_./  
&n;*'M  
8.1.1生物体的光学特性 Bkd$'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 udqrHR5  
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  
yuZLsH  
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 [*^.$s(  
&N^~=y^`C'  
8.4.1医用激光光源 2.aCo, Kb;  
>`0U2K  
8.4.2医用激光传播用光纤 @v%Kwe1Q  
`.MZ,Xhqi"  
8.5激光应用于医学的未来 Nu6NyYs  
^$: 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 DgIK  
Ab ,^y  
第9章激光在信息技术中的应用 RqTO3Kf  
ML_VD*t9  
9.1光纤通信系统中的激光器和光放大器 m`-);y  
N1ipK9a  
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$1zv@  
309 pl  
9.2激光全息三维显示 PT2;%=f  
0#8   
9.2.1全息术的历史回顾 2|>\A.I|=  
0$)Q@#  
9.2.2激光全息术的基本原理和分类 GM6, LzH  
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"eoPme  
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 $]+HQs  
w jkh*Y  
9.4.2激光打印机 A"JdG%t>.h  
EsGu#lD2  
9.5量子光通信中的激光源 .==D?#bn  
9z#8K zXg  
9.5.1量子光通信 c|?(>  
ps{4_V-3u  
9.5.2量子态发生器及应用 *cb|9elF^  
4eHSAN"$  
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  
cu/"=]D  
10.2激光冷却 DsHF9Mn  
s%D%c;.|  
10.3激光操纵微粒 P =X]'m_B  
tRoSq;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 pQa51nc  
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`-mIa  
10.4.5非相干结构光照明成像 IO\1nB$0nb  
}WsPuo  
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)  
TZgtu+&  
10.5.2空间高分辨的激光显微光谱 ;dzy 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%[  
$1])>m_ct  
10.6激光用于反常多普勒效应的基础物理研究 }U7IMONU  
N]W*ei  
10.6.1电磁波的正常多普勒效应 WM+8<|)n  
M ygCg(h  
10.6.2在负折射率材料中传播的电磁波的反常多普勒效应 !td!">r46e  
0ca0-vY  
10.6.3折射光子晶体棱镜的设计以及负折射性质的实验验证 I$"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-  
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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  
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参考文献 `)O9 '568  
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(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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