激光原理及应用(第4版)

发布:cyqdesign 2020-03-30 17:35 阅读:4738
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。 &u@<0 1=  
<^APq8>  
CQ`$' oy?W  
QX]~|?q  
第1章辐射理论概要与激光产生的条件 ,'E+f%  
]26 Q*.1~  
1.1光的波粒二象性 ,W!v0*uxp&  
2Bf]#l{z  
1.1.1光波 rLU+-_  
f""+jc1  
1.1.2光子 $i^#KZ}-WK  
;ORT#7CU  
1.2原子的能级和辐射跃迁 /i${[1  
NZ}DbA+g;|  
1.2.1原子能级和简并度 Z+qTMm  
d1"%sI  
1.2.2原子状态的标记 :UMtknV  
Q>,EYb>wI  
1.2.3玻尔兹曼分布 ^"g # !  
=Qa*-*  
1.2.4辐射跃迁和非辐射跃迁 X~`<ik{q  
/Lf+*u>"  
1.3光的受激辐射 7 fE QD?C  
`H_.<``>  
1.3.1黑体热辐射 [M7&  
2Op\`Ht &  
1.3.2光和物质的作用 1Rrl59}5  
}3"FQ/6C  
1.3.3自发辐射、受激辐射和受激吸收之间的关系 RW#&f*  
Zr&~gXmVS  
1.3.4自发辐射光功率与受激辐射光功率 )@X `B d  
Guc~] B  
1.4光谱线增宽 rM sd)  
5iG+O4n%  
1.4.1光谱线、线型和光谱线宽度 xS4B"/  
Jj~c&LxrO  
1.4.2自然增宽 +, SUJ|  
:|GC~JElo5  
1.4.3碰撞增宽 @dy<=bh~  
zjzW;bo( d  
1.4.4多普勒增宽 y?t2@f]!XK  
x"n!nT%Z  
1.4.5均匀增宽和非均匀增宽线型 k3-'!dW<  
_;;'/rs j  
1.4.6综合增宽 MQ9Nn|4  
`*A!vO8  
1.5激光形成的条件 )CYm/dk  
^* xhbM;  
1.5.1介质中光的受激辐射放大 HF3W,eaqK  
[r,ZM  
1.5.2光学谐振腔和阈值条件 $yZ(c#L  
w4:  
思考练习题1 [>B`"nyNQ  
jkPye{j  
第2章激光器的工作原理 .=j]PckJO  
BD)5br].  
2.1光学谐振腔结构与稳定性 6vx0F?>_  
986y\9Zu  
2.1.1共轴球面谐振腔的稳定性条件 8y<NT"  
NA%(ZRSg(  
2.1.2共轴球面腔的稳定图及其分类 P,$|.p d'  
_1s\ztDpw  
2.1.3稳定图的应用 B=>:w%<Ii  
^yO+-A2zC  
2.2速率方程组与粒子数反转 i; 8""A  
y+ZRh?2  
2.2.1三能级系统和四能级系统 BCw5.@HK*  
b'D|p/)m0S  
2.2.2速率方程组 $\W|{u`  
B,@<60u  
2.2.3稳态工作时的粒子数密度反转分布 ewo1^&#>  
1eg/<4]hA  
2.2.4小信号工作时的粒子数密度反转分布 JGJXV3AT  
W[5a'}OV  
2.2.5均匀增宽型介质的粒子数密度反转分布 _I("k:E7  
6#,VnS)`q  
2.2.6均匀增宽型介质粒子数密度反转分布的饱和效应 $ BEIG@qG  
X1 A~#w>  
2.3均匀增宽介质的增益系数和增益饱和 (<= &#e?  
x*8lz\w  
2.3.1均匀增宽介质的增益系数 Js`xTH'  
2D5S%27,  
2.3.2均匀增宽介质的增益饱和 B.wRZDEvc  
@Axwj   
2.4非均匀增宽介质的增益饱和 -Y*"!8  
!`u  
2.4.1介质在小信号时的粒子数密度反转分布值 ?w{lC,  
6ty>0  
2.4.2非均匀增宽型介质在小信号时的增益系数 6`KAl rH  
>L\>Th{o  
2.4.3非均匀增宽型介质稳态粒子数密度反转分布 [ n[!RddY  
On[:]#  
2.4.4非均匀增宽型介质稳态情况下的增益饱和 *W'F 6Hpu  
=hs !t|(*  
2.5激光器的损耗与阈值条件 >~;MQDU5*Y  
$=7'Cm ?  
2.5.1激光器的损耗 s 0}OsHAj  
dQ4VpR9|;  
2.5.2激光谐振腔内形成稳定光强的过程 F %OA  
J&64tQl*  
2.5.3阈值条件 ~16QdwK  
#6XN_<  
2.5.4对介质能级选取的讨论 N5 BC<pu  
M;BDo(1  
思考练习题2 &WSxg&YG)\  
(dOC ^i  
第3章激光器的输出特性 #WBlEVx;Z  
~m ,xG  
3.1光学谐振腔的衍射理论 6m#V=4e*  
41c]o<!=)j  
3.1.1数学预备知识 Yx- 2ux  
Cu5fp.OS7  
3.1.2菲涅耳-基尔霍夫衍射公式 a[<'%S#3x  
^4Nk13  
3.1.3光学谐振腔的自再现模积分方程 %M=[h2SN  
sSisO?F!Z  
3.1.4激光谐振腔的谐振频率和激光纵模 #~A(%a  
]7 qn&(]  
3.2对称共焦腔内外的光场分布 P\;L#2n  
` u#'  
3.2.1共焦腔镜面上的场分布 P8tpbdZE-  
_:hrm%^  
3.2.2共焦腔中的行波场与腔内外的光场分布 sFqLxSo_I  
<qG4[W,[  
3.3高斯光束的传播特性 QEKRAPw  
:]EAlaB4Q  
3.3.1高斯光束的振幅和强度分布 k lLhi<*  
!.(Kpcrg  
3.3.2高斯光束的相位分布 .}.?b  
bRSE"B  
3.3.3高斯光束的远场发散角 *R] Ob9X  
 %2 A-u  
3.3.4高斯光束的高亮度 :%[=v (G[  
i/ED_<_ Vg  
3.4稳定球面腔的光束传播特性 dGxk ql  
l^.d 3b  
3.4.1稳定球面腔的等价对称共焦腔 ?LJDBN  
%4F Q~  
3.4.2稳定球面腔的光束传播特性 ET]PF,`  
j]-0m4QF  
3.5其他几种常用的激光光束 8>T#sO?+  
3 [R<JrO  
3.5.1厄米-高斯光束 }2WscxL  
qJjXN+/D  
3.5.2拉盖尔-高斯光束 iFJ2dFA  
~}uv4;0l]  
3.5.3贝塞尔光束 N_dHPa  
{M`yYeo  
3.6激光器的输出功率 'q158x  
cT2&nZ  
3.6.1均匀增宽型介质激光器的输出功率 HGuU6@~hu  
j_` [Z  
3.6.2非均匀增宽型介质激光器的输出功率 []i/\0C^  
@ |bN[XL  
3.7激光器的线宽极限 "r!>p\.0O  
3Go/5X/  
3.8激光光束质量的品质因子M2 ` Aa}q(}k  
 HaJs)j  
3.9模式激光的某些一阶统计性质 [}xVz"8V  
#Tc]L<."  
3.9.1单模激光的一阶统计性质 p>4tPI}bf  
yyp0GV.x  
3.9.2多模激光的一阶统计性质 oXC|q-(C  
#[ei/p  
思考练习题3 hv)>HU&  
`SFA`B)[5@  
第4章激光的基本技术 'eyzH[l,(  
vY 0EffZ  
4.1激光器输出的选模 #&V7CYJ  
" ^v/Y  
4.1.1激光单纵模的选取 $|kq{@<  
jL9g.q4^  
4.1.2激光单横模的选取 -cgLEl1J  
mLEJt,X  
4.2激光器的稳频 l#%qF Db  
C bWz;$r  
4.2.1影响频率稳定的因素 cTC -cgp  
;(&$Iw9X  
4.2.2稳频方法概述 BiFU3FlTf  
KT5amct  
4.2.3兰姆凹陷法稳频 {gL8s  
XmZs4~\K$G  
4.2.4饱和吸收法稳频 0V RV. Ml  
QN4{xf:}S  
4.3激光束的变换 y?6J%~\WP  
[Rj_p&'  
4.3.1高斯光束通过薄透镜时的变换 Z\YCjs%  
HbOLf  
4.3.2高斯光束的聚焦 q8m{zSr  
X!aC6gujOH  
4.3.3高斯光束的准直 :d AC:h  
F"-u8in`  
4.3.4激光的扩束 :P2{^0$  
5T*Uq>x0  
4.4激光调制技术 ftb .CPWI  
v}cTS@0  
4.4.1激光调制的基本概念 ;J uBybJb  
D(;jv="/  
4.4.2电光强度调制 V=i/cI\  
jv ;8Mm  
4.4.3电光相位调制 {"dvU "y)\  
!:]/MpQ ?  
4.5激光偏转技术 D'8xP %P  
yG' 5:  
4.5.1机械偏转 Exb?eHO  
rSgOQ  
4.5.2电光偏转 ;s$,}O.  
/f*QxNZ,p  
4.5.3声光偏转 }5Zmc6S{  
HZawB25{  
4.6激光调Q技术 qWdob>u  
gmqL,H#  
4.6.1激光谐振腔的品质因数Q !g.?+~@  
$etw'c0  
4.6.2调Q原理 5!s7`w]8*0  
g1H$wU3eu  
4.6.3电光调Q .A Dik}o  
W" i3:r  
4.6.4声光调Q qg06*$%  
,I2x&Ys&.  
4.6.5染料调Q yC:C  
RM3"8J  
4.7激光锁模技术 8{- *Q(=/  
#?h-<KQQ  
4.7.1锁模原理 R:5uZAx  
Ja7yq{j  
4.7.2主动锁模 Q{o]^tN  
HhZ>/5'(  
4.7.3被动锁模 Im!fZ g  
7~qyz]KkE  
思考练习题4 ysH'X95  
 ~LF/wx>  
第5章典型激光器介绍 LOEiV  
[BTOs4f  
5.1固体激光器 Ln$= 8x^T  
adn2&7H  
5.1.1固体激光器的基本结构与工作物质 g QYs,  
="('  #o  
5.1.2固体激光器的泵浦系统 "oT&KW   
nIqNhJ+  
5.1.3固体激光器的输出特性 s?Z{LWZ@  
M nnVk=  
5.1.4新型固体激光器 c6Z"6-}$  
l+#uQo6cqQ  
5.2气体激光器 4*&2D-8<K  
Y`*h#{|  
5.2.1氦氖(HeNe)激光器 |/X+2K}3  
"=Cjm`9~j  
5.2.2二氧化碳激光器 !y&<IT(\4  
{U)q)  
5.2.3Ar+离子激光器 0TqIRUz "C  
or`D-x)+@  
5.3染料激光器 $}t;c62  
pS~=T}o  
5.3.1染料激光器的激发机理 ?s@=DDB\u  
?$6(@>`f&t  
5.3.2染料激光器的泵浦 > ofWHl[-  
ROJ=ZYof  
5.3.3染料激光器的调谐 /^9=2~b  
\gGTkH  
5.4半导体激光器 qK)T#sh  
QT4&Ix,4T1  
5.4.1半导体的能带和产生受激辐射的条件 f_z]kA +H  
}2''}-Nc  
5.4.2PN结和粒子数反转 ";Q}Gs}  
X- j@#Qb  
5.4.3半导体激光器的工作原理和阈值条件 gLwrYG7@  
0"l`M5-KP  
5.4.4同质结和异质结半导体激光器 7 &iav2q  
CsJ&,(s(  
5.5其他激光器 M%bD7naBq  
b/d 1(B@  
5.5.1准分子激光器 6lm<>#_  
TR9dpt+T  
5.5.2自由电子激光器 "I QM4:  
PU-L,]K  
5.5.3化学激光器 q4SEvP}fLx  
[JEf P/n|.  
思考练习题5 ?&D.b$  
u =lsH  
第6章激光在精密测量中的应用 ;)Sf|  
C$d b) 5-  
6.1激光干涉测长 9vBW CCf  
H`4KhdqR  
6.1.1干涉测长的基本原理 };g<|v*o  
_Mi*Fvj  
6.1.2激光干涉测长系统的组成 qS?^(Vt|R  
A}[x ))r  
6.1.3激光外差干涉测长技术 $U"pdf  
8M,$|\U  
6.1.4激光干涉测长应用举例 L0qL\>#ejr  
-Np}<O`./  
6.2激光衍射测量 S;tvt/\!Z  
3F$N@K~s  
6.2.1激光衍射测量原理 i)(-Ad_  
/H$:Q|T}  
6.2.2激光衍射测量的方法 jd.w7.8  
_QneaPm%  
6.2.3激光衍射测量的应用 H#3Ma1z  
[&)*jc16  
6.3激光测距 ^fP5@T*f  
sj&1I.@,>  
6.3.1激光脉冲测距 n2Y a'YF  
1]"S?  
6.3.2激光相位测距 ri49r*_1  
usw(]CnH  
6.4激光准直及多自由度测量 h*?]A  
q! WiX|P  
6.4.1激光准直仪 cvC 7#i[G  
4MoxP  
6.4.2激光衍射准直仪 <CWOx&hr  
$49;\pBZl  
6.4.3激光多自由度测量 4$+/7I \  
_ Gkb[H&RZ  
6.5激光多普勒测速 SP4(yJy&  
Y?%=6S  
6.5.1运动微粒散射光的频率 bp'\nso/  
nq\~`vH|Gd  
6.5.2差频法测速 `We?j7O  
@=K*gbq5  
6.5.3激光多普勒测速技术的应用 X.AE>fx*h  
6%MM)Vj+u  
6.6环形激光测量角度和角加速度 |eksvO'~  
0U! _o2]  
6.6.1环形激光精密测角 _pkmHj(  
Ue=1NnRDkA  
6.6.2光纤陀螺 =WK's8FB;8  
Sc:)H2k`$  
6.7激光环境计量 S~B{G T\M  
!T.yv5ge'  
6.8激光散射板干涉仪 bQHJ}aCi  
G1:"Gxja  
思考练习题6 i<!1s%i}  
v V>=Uvm  
第7章激光加工技术 juMHc$d17  
J!H)[~2/  
7.1激光热加工原理 GD4+f|1.*  
V=E5pB`Pr  
7.2激光表面改性技术 @eP(j@(^  
!!6g<S7)  
7.2.1激光淬火技术的原理与应用 OKnpG*)u=g  
0NXaAf:2Z  
7.2.2激光表面熔凝技术 `~1#X  
!3\( d{  
7.2.3激光熔覆技术 EV_u8?va  
Bpv"qU7  
7.3激光去除材料技术 Er|j\(jM  
 >1q:-^  
7.3.1激光打孔 X3l6b+p  
,<;.'r  
7.3.2激光切割 \cQ+9e)  
`m\ ?gsw7  
7.4激光焊接 dZ Ab' :  
(]$&.gE.F  
7.4.1激光热导焊 Zig3WiD&  
/KhY,G'Z  
7.4.2激光深熔焊 v>5TTL~?  
!X1 KOG  
7.4.3激光复合焊 Lt {&v ^y  
CL5t6D9Qi  
7.5激光快速成型技术 5G=fJAG  
9w-;d=(Q  
7.5.1激光快速成型技术的原理及主要优点 dl+c+w"  
rji<g>GQ  
7.5.2激光快速成型技术 T5aeO^x  
X + B=?|M  
7.5.3激光快速成型技术的重要应用 -uB*E1|Q  
R".*dC,0'B  
7.6其他激光加工技术 &_3o1<  
1Ch0O__2L  
7.6.1激光清洗技术 l'?(4 N  
I}\`l+  
7.6.2激光弯曲 u4Z Accj  
(!T\[6  
思考练习题7 z[0t%]7l  
;RW5XnVx  
第8章激光在医学中的应用 `'ak/%Krh  
7qg. :h  
8.1激光与生物体的相互作用 $~T|v7Y%  
nW]T-!  
8.1.1生物体的光学特性 WU6F-{M"?  
uC"Gm;0  
8.1.2激光对生物体的作用 rM20Y(|  
?IR+OCAA  
8.1.3激光对生物体应用的优点 3#h@,>Z;  
cFoeyI#v  
8.2激光在临床治疗中的应用 {QT:1U \.  
=@.5J'!  
8.2.1激光临床治疗的种类与现状 hD7Lgi-N)W  
 R'aA\k-  
8.2.2激光在皮肤科及整形外科领域中的应用 2XV3f$,H  
KvlLcE~`o  
8.2.3激光在眼科中的应用 `W%R  
jk5C2dy  
8.2.4激光在泌尿外科中的应用 MQVEO5   
?8$h%Ov-  
8.2.5激光在耳鼻喉科中的应用 &FDWlrG g  
UeaHH]U  
8.2.6最新的技术——间质激光光凝术 S~{ }j vc  
nb(Od,L  
8.2.7光动力学治疗 OZno 3Hn  
CjU?3Ag  
8.3激光在生物体检测及诊断中的应用 M1XzA `*  
C 4\Q8uK  
8.3.1利用激光的生物体光谱测量及诊断 'e7;^s  
S oB6F9  
8.3.2激光断层摄影 II(P  
{y|j**NZ  
8.3.3激光显微镜 Kk/cI6`W  
<is%lx(GDX  
8.4医用激光设备 Pol c.  
h5@JS1cY  
8.4.1医用激光光源 @;{iCVW  
3@mW/l>X  
8.4.2医用激光传播用光纤 qZX\riR  
%>,Kd6bdg  
8.5激光应用于医学的未来 '];=1loD  
_Zbgmasb  
8.5.1医用激光新技术 'dcO-A:>  
Med0O~T%  
8.5.2光动力学治疗的前景 ;h7O_|<%  
3!u:*ibt  
思考练习题8 >2K:O\&  
+<n8O~h  
第9章激光在信息技术中的应用 I=}R Z9  
/@]@Tz@'  
9.1光纤通信系统中的激光器和光放大器 E7|P\^}m(f  
W.  p'T}2  
9.1.1半导体激光器 o`\@Yq$.  
i,y7R?-K  
9.1.2光纤激光器 KJ8Qi+cZ  
*@[+C~U  
9.1.3光放大器 CL"q "  
IJofbuzw:  
9.2激光全息三维显示 ]o*-|[^?  
TXK82qTdf  
9.2.1全息术的历史回顾 M}`G}*  
_u8d`7$*%  
9.2.2激光全息术的基本原理和分类 S{c;n*xf  
C9E@$4*  
9.2.3白光再现的全息三维显示 ri1:q.:I]  
6#1:2ZHKG  
9.2.4计算全息图 gR8vF  
fnudu0k  
9.2.5数字全息术 3ypf_]<  
JiCy77H  
9.2.6全息三维显示的优点 -LEpT$v|  
IP l]$j>N  
9.2.7全息三维显示的应用 3(>NS?lX  
JbEQ35r  
9.2.8全息三维显示技术的展望 1<3!   
f 7j9'k  
9.3激光存储技术 F(;C \[Ep  
&p:GB_  
9.3.1激光存储的基本原理、分类及特点 >O}J*4A>+#  
&Ch~$Wb^  
9.3.2激光光盘存储 iU a `<  
Z1M{5E  
9.3.3激光体全息光存储 =E' .T0v  
*p7_rY  
9.3.4激光存储技术的新进展 %%f(R7n  
b0R{cj=<[  
9.4激光扫描和激光打印机 M]M(E) *5  
%& b70]S(  
9.4.1激光扫描 XpibI3:<  
q. NvwJ  
9.4.2激光打印机 ouR(l;  
rty&\u@}  
9.5量子光通信中的激光源 Z|qUVD5Ic  
txXt<]N  
9.5.1量子光通信 d NgjM Q  
6i_dL|c  
9.5.2量子态发生器及应用 LjMhPzCp  
"N*i!h  
思考练习题9 c %.vI  
?tFsSU  
第10章激光在科学技术前沿问题中的应用 ,Frdi>7 ~  
Y'v;!11#  
10.1激光核聚变 L% ?3VW  
D!CuE7}  
10.1.1受控核聚变 Jl(G4h V'\  
&%`Y>\@f  
10.1.2磁力约束和惯性约束控制方法 !`EhVV8u-_  
$yg=tWk  
10.1.3激光压缩点燃核聚变的原理 MJ0UZxnl  
SHT^Etri  
10.2激光冷却 [*AWCV  
g?d*cwtU  
10.3激光操纵微粒 IYk^eG:;  
iHL`r1I!  
10.3.1光捕获 JW-!m8  
H{nYZOf/  
10.3.2微粒操纵 yCG<qQz  
#Bgq]6G2  
10.4超越经典衍射极限的分辨率 u}~%9Pi  
T&PLvyBL  
10.4.1解析延拓 y OLqIvN  
t?:Q  
10.4.2综合孔径傅里叶全息术 Jh)K0>R  
-!b@\=  
10.4.3傅里叶叠层算法 mtn+bV R%  
K?:wX(JYT  
10.4.4相干谱复用 DRw;.it2  
37QXML  
10.4.5非相干结构光照明成像 nfbqJ  
@"E{gM@B  
10.4.6超分辨荧光显微镜 O9tgS@*Tv  
t=Um@;wh  
10.5激光光谱学 a4L0Itrp  
C #A\Rfi  
10.5.1拉曼光谱 Z 2x%  
3 JR1If  
10.5.2空间高分辨的激光显微光谱 5pI=K/-  
';0NWFP  
10.5.3频率高分辨的双光子光谱 Hz6yy*  
qTl/bFD  
10.5.4时间高分辨的激光闪光光谱 $ZOKB9QccC  
x6c#[:R&  
10.5.5各种特殊效能的激光光谱技术 ~1yMw.04V  
8 K/o/  
10.6激光用于反常多普勒效应的基础物理研究 $=-Q]ld&]  
^,M&PP6  
10.6.1电磁波的正常多普勒效应 ) "o+wSI1  
>)IXc<"wq  
10.6.2在负折射率材料中传播的电磁波的反常多普勒效应 T|&2!Sh  
+#d}3^_]  
10.6.3折射光子晶体棱镜的设计以及负折射性质的实验验证 g}]EIv{  
3]9twfF 'J  
10.6.4反常多普勒效应的测量光路设计及理论分析 KZxA\,Y'5  
m*^|9*dIC  
10.6.5反常多普勒效应的测量实验结果 k-LT'>CWl  
KtFxG6a  
思考练习题10 AIXvS*Y,  
!dW77kLTg  
附录A随机变量 Q$(0Nx<  
Fc"&lk4e  
A.1概率的定义和随机变量 F}lgy;=h  
"n3i (sZ  
A.2分布函数和密度函数 d$G<g78D  
oYG].PC  
A.3推广到两个或多个联合随机变量 Bw[jrK  
;\ $P;-VY  
A.4统计平均 p~sfd  
r_kw "9  
附录B随机过程 |=frsf~?  
BI\+ NGrB  
B.1随机过程的定义和描述 L#`9# Q  
s\`Vr;R:|  
B.2平稳性和遍历性 4P>tGO&*x  
ecH-JPm'  
参考文献 ` tkd1M  
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Qjj:r~l  
(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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