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cyqdesign 2020-03-30 17:35

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。 nSxFz!  
1+;Z0$edxz  
[attachment=99403] L"Y_:l3"7  
vby[# S|  
第1章辐射理论概要与激光产生的条件 O+vuv,gNi  
^l\U6$3  
1.1光的波粒二象性 s&vREx(  
(rfU=E  
1.1.1光波 H]@M00C  
/A3tY"Vn  
1.1.2光子 Fl,(KST z  
n[Jpy[4g  
1.2原子的能级和辐射跃迁 ZJev_mj  
O][R "5d  
1.2.1原子能级和简并度 ?+Sjt  
YEGRM$'`  
1.2.2原子状态的标记 --SlxV/x  
k@1\ULo  
1.2.3玻尔兹曼分布 J!sIxwF  
s53 Pw>f  
1.2.4辐射跃迁和非辐射跃迁 c#eV!fl>&  
I$@0FSl  
1.3光的受激辐射 c]]OV7;)>  
T_}9b  
1.3.1黑体热辐射 $bQ[H[4l  
Gni<@;}  
1.3.2光和物质的作用 I f9t^T#  
)l}Gwd]h  
1.3.3自发辐射、受激辐射和受激吸收之间的关系 D+Osz  
N%Gb  
1.3.4自发辐射光功率与受激辐射光功率 sqkk 4w1#C  
}?zy*yL  
1.4光谱线增宽 U~krv> I  
p<#WueR[  
1.4.1光谱线、线型和光谱线宽度 %5|awWo_?  
d(u"^NH;  
1.4.2自然增宽 $[5S M>e]  
_U%a`%tU.  
1.4.3碰撞增宽 .W _'6Q+  
<-xI!o"}  
1.4.4多普勒增宽 pWY $aI  
0fhz7\a^_<  
1.4.5均匀增宽和非均匀增宽线型 d{?X:*F  
H$2<N@'4z  
1.4.6综合增宽 37Z@a!#  
V=%j ]`Os  
1.5激光形成的条件 6?an._ C  
#*QnO\.  
1.5.1介质中光的受激辐射放大 X 4\  
[=dK%7v  
1.5.2光学谐振腔和阈值条件 9r,)Bw!RP  
L4bx [  
思考练习题1 e nsou!l  
CmyCne   
第2章激光器的工作原理 rr/0pa$  
V^9c:!aI  
2.1光学谐振腔结构与稳定性 =+{SZh@  
F@</Ev  
2.1.1共轴球面谐振腔的稳定性条件 !zc?o?~z  
B(+J?0Dj  
2.1.2共轴球面腔的稳定图及其分类 ] B ZSW  
^Ec);Z  
2.1.3稳定图的应用 6M({T2e  
0s>ozAJ  
2.2速率方程组与粒子数反转 HE>6A|rgDr  
UVND1XV^f  
2.2.1三能级系统和四能级系统 Uy  $1X  
-:mT8'.F-  
2.2.2速率方程组 HV_5 +  
8t4o}3>  
2.2.3稳态工作时的粒子数密度反转分布 3i KBVN  
/_yJ;l/K  
2.2.4小信号工作时的粒子数密度反转分布 @3T)J,f  
b#XY.+ *0  
2.2.5均匀增宽型介质的粒子数密度反转分布 q]}fW)r  
NJ 6* 7Cd  
2.2.6均匀增宽型介质粒子数密度反转分布的饱和效应 X@:[.eI~  
z"[}Sk  
2.3均匀增宽介质的增益系数和增益饱和 ^*!Tq&Dst|  
Rn(6Fk?   
2.3.1均匀增宽介质的增益系数 kkvG=  
m-%.LDqM  
2.3.2均匀增宽介质的增益饱和 1|U8DK  
F#<$yUf%  
2.4非均匀增宽介质的增益饱和 PH6!T/2[  
1?6zsA%N  
2.4.1介质在小信号时的粒子数密度反转分布值 bq+ Q$#F2X  
NR </Jm*  
2.4.2非均匀增宽型介质在小信号时的增益系数 YzasT:EZN  
>fX_zowX  
2.4.3非均匀增宽型介质稳态粒子数密度反转分布 X:3W9`s )*  
>ZX&2 {  
2.4.4非均匀增宽型介质稳态情况下的增益饱和 Gp&o  
ak_&\'P  
2.5激光器的损耗与阈值条件 6;JlA})  
1?!z<<  
2.5.1激光器的损耗 5Vq&w`sW  
Dht,!LVb;  
2.5.2激光谐振腔内形成稳定光强的过程 S.i CkX  
w-2?|XvDmf  
2.5.3阈值条件 2m! T .$  
PG@Uygahu  
2.5.4对介质能级选取的讨论 P LHiQ:  
*3A`7usU  
思考练习题2 71)DLGL  
AEUXdMo  
第3章激光器的输出特性 'h]sq {  
},tN{()  
3.1光学谐振腔的衍射理论 ,lsoxl  
-FxE!K  
3.1.1数学预备知识 1-!q,q  
 ,m"0Bu2  
3.1.2菲涅耳-基尔霍夫衍射公式 -c_}^j  
oZ CvEVUk  
3.1.3光学谐振腔的自再现模积分方程 &O&;v|!9  
dE ,NG)MH  
3.1.4激光谐振腔的谐振频率和激光纵模 OVy ZyZ#  
Y1=.46Ezf  
3.2对称共焦腔内外的光场分布 # Vq"Cf  
dc]D 8KX  
3.2.1共焦腔镜面上的场分布 xoT|fgb  
szZ8-Y  
3.2.2共焦腔中的行波场与腔内外的光场分布 y,YK Mc  
bOvMXj/HV=  
3.3高斯光束的传播特性 ?H30  
2Pa Rbh{"  
3.3.1高斯光束的振幅和强度分布 EKr#i}(x<  
I4Y; 9Gg  
3.3.2高斯光束的相位分布 =W*Js%4  
<aScA`\B#  
3.3.3高斯光束的远场发散角 cVR#\OM  
 + f+#W  
3.3.4高斯光束的高亮度 _--kK+rU  
(hb\1 wZ  
3.4稳定球面腔的光束传播特性 qhIO7h  
JGZxNUr^  
3.4.1稳定球面腔的等价对称共焦腔 BS(XEmJn&j  
li`4&<WGC  
3.4.2稳定球面腔的光束传播特性 D=!e6E<>@  
C{5^UCJkg  
3.5其他几种常用的激光光束 cD!y d^QE  
K]bw1K K  
3.5.1厄米-高斯光束 @a[Y[F S  
Y +[Z,   
3.5.2拉盖尔-高斯光束 DqQ+8 w  
2)W~7GED  
3.5.3贝塞尔光束 Uiz#QGt  
O=A(x m#  
3.6激光器的输出功率 q| EE em  
Q^Lk^PP7  
3.6.1均匀增宽型介质激光器的输出功率 ~8htg8CZ`  
|IgH0 zZ  
3.6.2非均匀增宽型介质激光器的输出功率 E+tV7xa~  
S,'y L7s  
3.7激光器的线宽极限 u#>*"4Q  
Qgel^"t]i  
3.8激光光束质量的品质因子M2 @71n{9  
n>5/y c"/q  
3.9模式激光的某些一阶统计性质 j/h>G,>T=  
en1NFP  
3.9.1单模激光的一阶统计性质 FK:Tni  
!K0:0:  
3.9.2多模激光的一阶统计性质 9pPohR*#V  
QE b ^'y  
思考练习题3 `'gadCTb=  
K9@F1ccQ/  
第4章激光的基本技术 xi!CZNz  
+)cjW"9  
4.1激光器输出的选模 chQCl3&e^  
"T?hIX/p _  
4.1.1激光单纵模的选取 Vw P+tM  
0~;Owu  
4.1.2激光单横模的选取 W  :qQ  
 ?[`*z?}  
4.2激光器的稳频 ": G\  
)j^~=Sio.  
4.2.1影响频率稳定的因素 |oL}c!0vs  
42If/N?  
4.2.2稳频方法概述 /xu#ZZ?8F_  
w:0=L`<Eu  
4.2.3兰姆凹陷法稳频 }r)T75_1  
4,yS7l  
4.2.4饱和吸收法稳频 Te:4 z@?  
GCEcg&s=\S  
4.3激光束的变换 #K[UqJ+x  
vp#AD9h1  
4.3.1高斯光束通过薄透镜时的变换 6')pM&`t  
FK2* O  
4.3.2高斯光束的聚焦 ^#Ruw?D  
kg@Okz N%  
4.3.3高斯光束的准直 o(w xu)  
 r*gQGvc  
4.3.4激光的扩束 ~%8T_R/3  
x_yQoae  
4.4激光调制技术 H fg2]N  
wk'12r6=(-  
4.4.1激光调制的基本概念 \TF='@u.  
X`n)]~  
4.4.2电光强度调制 2y t)"DnFk  
:|P[u+v  
4.4.3电光相位调制 P m Zb!|  
X5V8w4NN  
4.5激光偏转技术 O8\dMb  
8^8fUN4<=  
4.5.1机械偏转 Ac'0  
Q=+*OQV29  
4.5.2电光偏转 +5>*$L%8T`  
a*oqhOTQ  
4.5.3声光偏转 v*pN~}5  
_$oN"pj  
4.6激光调Q技术 -!~ T$}/F  
{[<o)k.A  
4.6.1激光谐振腔的品质因数Q ]V 4Fm{]  
$0f(Gc|  
4.6.2调Q原理 |lnMT)^D  
k /hD2tBLu  
4.6.3电光调Q 2Gw2k8g&  
bGO[P<<  
4.6.4声光调Q \m\E*c ):  
? _>L<Y  
4.6.5染料调Q G(n e8L8  
6w )mo)<X  
4.7激光锁模技术 ^E)*i#."4  
zn=Ifz)#|  
4.7.1锁模原理 jIzkI)WC|  
</.9QV  
4.7.2主动锁模 mHiV};$  
;E!(W=]*F  
4.7.3被动锁模 !P_8D*^9  
{`Jr$*;  
思考练习题4 yqY nd<K4  
9}=]oX!+V  
第5章典型激光器介绍 OrZ=-9"  
=`1#fQDt  
5.1固体激光器 d&@>P&AT  
-_p+4tV  
5.1.1固体激光器的基本结构与工作物质 npj_i /&g  
YM:;mX5B  
5.1.2固体激光器的泵浦系统 vjzpU(Sq#  
G~ldU: ?  
5.1.3固体激光器的输出特性 Q7~9~  
[b=l'e/  
5.1.4新型固体激光器 ;`{PA !>  
I|`/#BYbW  
5.2气体激光器 -Tzp;o  
Ji#"PE/Pt  
5.2.1氦氖(HeNe)激光器 t=K;/ 1  
>\/H2j  
5.2.2二氧化碳激光器 X:un4B}O  
O]XdPH20  
5.2.3Ar+离子激光器 y,i ~w |4  
@jKiE%OP  
5.3染料激光器 |U GmIm%  
x=/`W^t2  
5.3.1染料激光器的激发机理 ^"U-\cx  
tm"9`   
5.3.2染料激光器的泵浦 B;3lF ;3`  
cIm_~HH  
5.3.3染料激光器的调谐 TSl:a &  
H(JgqbFB*  
5.4半导体激光器 zE~{}\J  
J0 [^hH  
5.4.1半导体的能带和产生受激辐射的条件 <3 b|Sk:T  
=u*\P!$  
5.4.2PN结和粒子数反转 aZk/\&=6  
ae&i]K;  
5.4.3半导体激光器的工作原理和阈值条件 WT-BHB1  
7lC );  
5.4.4同质结和异质结半导体激光器 d~G, *  
L7gZ4Hu=`  
5.5其他激光器 !zu YO3:  
c Nhy.Z~D  
5.5.1准分子激光器 M_:_(y>l  
4P>[]~S  
5.5.2自由电子激光器 efc<lSUR  
f>*D@TrU  
5.5.3化学激光器 k2"DFXsv  
\1[=t+/  
思考练习题5 aB=&XGV9  
nB~hmE)  
第6章激光在精密测量中的应用 ];3]/b)&  
WDM^rjA|j  
6.1激光干涉测长 ,n}h_ct  
(O&R-5m  
6.1.1干涉测长的基本原理 0wh4sKm[X  
i gyTvt!  
6.1.2激光干涉测长系统的组成 bv NXA*0  
PNSV?RT*pG  
6.1.3激光外差干涉测长技术 *2? -6  
G$eA(GE   
6.1.4激光干涉测长应用举例 mMz^I7$  
csEF^T-  
6.2激光衍射测量 oHW:s96e  
|8|_^`  
6.2.1激光衍射测量原理 &B3[:nS2  
5t,W'a_  
6.2.2激光衍射测量的方法 A;06Zrf1  
aJ4y%Gy?  
6.2.3激光衍射测量的应用 D~(f7~c%  
J&B>"s,  
6.3激光测距 I}Fv4wlZG  
rryC^Vma  
6.3.1激光脉冲测距 6*{sZMG  
{mkD{2)KQ  
6.3.2激光相位测距 #835 $vOe  
Bb~Q]V=x;  
6.4激光准直及多自由度测量 $4*wK@xu  
K [.*8  
6.4.1激光准直仪 |5;:3K+  
l2&s4ERqSm  
6.4.2激光衍射准直仪 =k{ n! e  
/qKO9M5A  
6.4.3激光多自由度测量 (]Pr[xB  
t&oNC6  
6.5激光多普勒测速 zL%ruWNG  
4P>4d +  
6.5.1运动微粒散射光的频率 @_ZE_n  
7V="/0a  
6.5.2差频法测速 Qw,{"J  
mBQp#-1\  
6.5.3激光多普勒测速技术的应用 ;%wY fq~P  
5LkpfmR  
6.6环形激光测量角度和角加速度 e2}5< 7  
(FY<% .Pa  
6.6.1环形激光精密测角 kdam]L:9  
d:_3V rRZ  
6.6.2光纤陀螺 k*U(ln  
gdx2&~  
6.7激光环境计量 a%IJ8t+mn  
)J"*[[e  
6.8激光散射板干涉仪 3jJd)C R  
KkCA*GS  
思考练习题6 .*x |TPv{  
pSPVY2qKX  
第7章激光加工技术 ]9 ArT$  
m|c5X)}-  
7.1激光热加工原理 l_1y#B-k5  
KiaQ^[/q  
7.2激光表面改性技术 ,lUroO^^  
[%1 87dz:D  
7.2.1激光淬火技术的原理与应用 m,qMRcDF  
QrX 5Kwq  
7.2.2激光表面熔凝技术 3lw8%QD>  
s^QXCmb$8  
7.2.3激光熔覆技术 $lC*q  
Jq1^}1P  
7.3激光去除材料技术 x3QQ`w-  
|_H{ B+.  
7.3.1激光打孔  (H*EZ  
;r1.Uz(  
7.3.2激光切割 W,53|9b@  
kuZs30^  
7.4激光焊接 v< Ozr:lL  
c[6=&  
7.4.1激光热导焊 ^]_5oFRIj  
PIthv [F  
7.4.2激光深熔焊 XSv)=]{  
!ot$Q  
7.4.3激光复合焊 "(QI7:iM  
~t,-y*=  
7.5激光快速成型技术 >(9"D8  
KsG>,# Q  
7.5.1激光快速成型技术的原理及主要优点 E979qKl  
GQvJj4LJp  
7.5.2激光快速成型技术 p&O-]o8  
:8CYTEc  
7.5.3激光快速成型技术的重要应用 +'!4kwTR  
B'U;i5u4'  
7.6其他激光加工技术 hj*Fn  
.zMM!l3  
7.6.1激光清洗技术 b~L8m4L  
#R#o/@|  
7.6.2激光弯曲 .o"FT~}z  
1^HUu"Kt  
思考练习题7 ]ICBNJ  
re%MT@L#  
第8章激光在医学中的应用 .15^c+j  
uTq)Ets3  
8.1激光与生物体的相互作用 G#(+p|n  
(F.vVldBy  
8.1.1生物体的光学特性 B*,Qw_3dG  
#ozQF~  
8.1.2激光对生物体的作用 OpT0V]k^"9  
M%#H>X\/  
8.1.3激光对生物体应用的优点 ;i,:F`b~  
a#NP69  
8.2激光在临床治疗中的应用 LqOjVQxz  
+'{@Xe}  
8.2.1激光临床治疗的种类与现状 y~jYGN  
DP-euz  
8.2.2激光在皮肤科及整形外科领域中的应用 >8>}o4Q/X  
KDW=x4*p  
8.2.3激光在眼科中的应用 Ou'<9m!9  
HXg4 T  
8.2.4激光在泌尿外科中的应用 [ ]LiL;A&  
(!iGQj(m  
8.2.5激光在耳鼻喉科中的应用 Zt7Gf  
9tZ+ ?O5  
8.2.6最新的技术——间质激光光凝术 Z?o?"|o  
=nTNL.SX  
8.2.7光动力学治疗 H>/LC* 8-  
~H+W[r}  
8.3激光在生物体检测及诊断中的应用 A8by5qU  
g'Id3 1r'  
8.3.1利用激光的生物体光谱测量及诊断 Dqu][~oQ  
Db5y";T  
8.3.2激光断层摄影 ^HM9'*&KJ  
e52y}'L  
8.3.3激光显微镜 hV6=-QL*B  
TM1D|H  
8.4医用激光设备 Ksu_4dE  
J91O$szA  
8.4.1医用激光光源 3|FZ!8D  
k.d Q;v}  
8.4.2医用激光传播用光纤 *z{.9z`  
C*f3PB=H_  
8.5激光应用于医学的未来 ~=pAy>oV  
UVIR P#  
8.5.1医用激光新技术 G^ 2a<?Di  
WV8?zB1  
8.5.2光动力学治疗的前景 sJHN4  
6x _tX  
思考练习题8 \XUG-\$p  
:.k)!  
第9章激光在信息技术中的应用 n~wNee  
fjh0Z i45  
9.1光纤通信系统中的激光器和光放大器 4X prVB  
vMQvq9T}  
9.1.1半导体激光器 ny,a5zEnF  
f/VrenZ_  
9.1.2光纤激光器 PilV5Gg  
D#~S< >u@  
9.1.3光放大器 KC`~\sYRN]  
<f'2dT@6  
9.2激光全息三维显示 Y8fahQ#  
L< gp "e  
9.2.1全息术的历史回顾 NSPa3NE  
I9 R\)3"  
9.2.2激光全息术的基本原理和分类 ~D9VjXfL)  
*Y@)t* -a  
9.2.3白光再现的全息三维显示 Dn#GoDMJ[  
V(Dn!Nz  
9.2.4计算全息图 N]k(8K  
SuHv{u45  
9.2.5数字全息术 JmR) g  
P9RIX;A=  
9.2.6全息三维显示的优点 (M5{y` Kk  
N` DLIv8i;  
9.2.7全息三维显示的应用 A/xWe  
_v+mjDdQ  
9.2.8全息三维显示技术的展望 ly{Q>MBM  
V`n;W6Q17  
9.3激光存储技术 rX*ATN  
\ :*<En0  
9.3.1激光存储的基本原理、分类及特点 wM^_pah#Y5  
{c3u!} mW  
9.3.2激光光盘存储 QqC4g]  
~[mAv #d&i  
9.3.3激光体全息光存储 u I \zDR  
Tu'/XUs;k  
9.3.4激光存储技术的新进展 5nGDt~a  
=.]>,N`C  
9.4激光扫描和激光打印机 ?`nF"u>  
H8ws6}C  
9.4.1激光扫描 ;gh#8JkI  
yvgn}F{}  
9.4.2激光打印机 $hkMJ),T~  
CTbz?Kn  
9.5量子光通信中的激光源 bHr2LhQCN  
T/_JXK>W  
9.5.1量子光通信 #>|l"1   
_Gf.1Bsf@S  
9.5.2量子态发生器及应用 EzDj,!!<w  
Qe!Q $  
思考练习题9 5K;vdwSB  
7H-,:8  
第10章激光在科学技术前沿问题中的应用 Uf`lGGM  
? 9.V@+i  
10.1激光核聚变 R?Dbv'lp>  
j;tT SNF  
10.1.1受控核聚变 +P7A`{Ae  
cm8-L[>E  
10.1.2磁力约束和惯性约束控制方法 &AMW?vO  
]y'/7U+  
10.1.3激光压缩点燃核聚变的原理 brkR,(#L3  
ICD(#m  
10.2激光冷却 gzK"'4`  
U8Pnt|0M  
10.3激光操纵微粒 !OJ@ =y`i  
 '8NKrI  
10.3.1光捕获 |kwkikGQS  
_jw A_  
10.3.2微粒操纵 9E (VU.  
^N!l$&=  
10.4超越经典衍射极限的分辨率 1Ftl1uf  
OXC7 m  
10.4.1解析延拓 <By R!Y  
e!wS"[,  
10.4.2综合孔径傅里叶全息术 d9XX^nY.  
OQ$77]XtvL  
10.4.3傅里叶叠层算法 rSIb1zJ  
e&C(IEZ/N;  
10.4.4相干谱复用 -R,[/7zj  
O[3AI^2  
10.4.5非相干结构光照明成像 AW8"@  
fCSM#3|,]  
10.4.6超分辨荧光显微镜 Jy'ge4]3  
 0gBD  
10.5激光光谱学 TxhTK5#f  
'|0Dt|$  
10.5.1拉曼光谱 vgzNT4o  
=nEl m*E  
10.5.2空间高分辨的激光显微光谱 WV5gH*uUa  
"HW~|M7>(  
10.5.3频率高分辨的双光子光谱 .`!|^h%0  
k--.g(T  
10.5.4时间高分辨的激光闪光光谱 q P@4KH} e  
W:uIG-y~  
10.5.5各种特殊效能的激光光谱技术 ?op6_a-wm  
. `lcxC  
10.6激光用于反常多普勒效应的基础物理研究 (=${@=!z  
OHzI!,2]  
10.6.1电磁波的正常多普勒效应 --0z"`@{  
D"F5-s7  
10.6.2在负折射率材料中传播的电磁波的反常多普勒效应 f/ 9]o  
 Hw34wQX  
10.6.3折射光子晶体棱镜的设计以及负折射性质的实验验证 NYD#I{h  
w \pD'1e  
10.6.4反常多普勒效应的测量光路设计及理论分析 >9D=PnHnD  
o}p6qB=;1  
10.6.5反常多普勒效应的测量实验结果 \%9,< -~[  
7-+X -Y?  
思考练习题10 ^;B vd!  
}io9Hk>|  
附录A随机变量 w .l2  
]*pALT6  
A.1概率的定义和随机变量  PA"xb3@I  
GLA,,i'i9  
A.2分布函数和密度函数 Tn[DF9;?  
"])X0z yM  
A.3推广到两个或多个联合随机变量 Z>Nr"7k  
7t\W{y  
A.4统计平均 pYJv|`+  
;$(a+?  
附录B随机过程 3|RfX  
6q?C"\_  
B.1随机过程的定义和描述 1i9}mzy%  
&|xN=U/  
B.2平稳性和遍历性 /ocdAW`0  
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参考文献 #KZ- "$  
Zb`}/%\7  
pL>Q'{7s3  
y}ez js  
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qqqoooppp 2021-01-08 09:32
感谢介绍
小康的天空 2021-04-11 19:57
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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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