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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。 (Y  
r<DPh5ReY  
[attachment=99403] cvjZ$Fcc%(  
EfX,0NqT  
第1章辐射理论概要与激光产生的条件 9T<k|b[6  
FaKZ|~Y e  
1.1光的波粒二象性 +9.GNu  
*`t3z-L  
1.1.1光波 -gv[u,R  
.i1|U8"X  
1.1.2光子 5YXMnYt9  
+^[SXI^JaJ  
1.2原子的能级和辐射跃迁 & z5:v-G?  
yp< )v(8|'  
1.2.1原子能级和简并度 ob9=/ R?i  
>KJE *X@s  
1.2.2原子状态的标记 )IKqO:@  
UGP&&A#T-  
1.2.3玻尔兹曼分布 07>D G#  
"j=E8Dd}  
1.2.4辐射跃迁和非辐射跃迁 w=[ITQ|W%  
'K|F{K  
1.3光的受激辐射 5IbCE.>iU  
L8KaK  
1.3.1黑体热辐射 y/"CWD/i  
VgS2_TU  
1.3.2光和物质的作用 J4?SC+\  
,W>-MPJn[8  
1.3.3自发辐射、受激辐射和受激吸收之间的关系 SGpe\P]k  
}'h\;8y  
1.3.4自发辐射光功率与受激辐射光功率 Q>TNzh  
d26#0Gt-4i  
1.4光谱线增宽 Gg%pU+'T  
J!yK/*sO,  
1.4.1光谱线、线型和光谱线宽度 2nSK}q  
g>{t>B%v^K  
1.4.2自然增宽 z\Z+>A  
jgBJs^JgYG  
1.4.3碰撞增宽 qKs"L^b  
(i-L:  
1.4.4多普勒增宽 bUc ++M  
o)H| #9h5  
1.4.5均匀增宽和非均匀增宽线型 NFI~vkk'G  
ucUu hS5  
1.4.6综合增宽  ;ih;8  
!ozHS_  
1.5激光形成的条件 E>F6!qYm  
R[H#a v  
1.5.1介质中光的受激辐射放大 ?]>;Wr  
)a$sx}  
1.5.2光学谐振腔和阈值条件 m [BV{25  
ngzQVaB9  
思考练习题1 `-5gsJ  
~jJe|zg>  
第2章激光器的工作原理 KD'}9{F,  
3H%bbFy  
2.1光学谐振腔结构与稳定性 TtgsM}Fm  
;s5JYR  
2.1.1共轴球面谐振腔的稳定性条件 ZsGJ[  
\$,8aRT>#U  
2.1.2共轴球面腔的稳定图及其分类 ;B;wU.Y"  
Z;6?,5OSc  
2.1.3稳定图的应用 #YSFiy:+r_  
r`PD}6\  
2.2速率方程组与粒子数反转 T|uG1  
#W/ATsDt  
2.2.1三能级系统和四能级系统 "}:SXAZ5`  
>eX9dA3X  
2.2.2速率方程组 AdRK)L  
B8zc#0!1  
2.2.3稳态工作时的粒子数密度反转分布 }q:4Zh'l!  
c`7dNx  
2.2.4小信号工作时的粒子数密度反转分布 {ApjOIxk  
_]us1  
2.2.5均匀增宽型介质的粒子数密度反转分布 l)Mi?B~N  
O66b^*=N}x  
2.2.6均匀增宽型介质粒子数密度反转分布的饱和效应 ,6x>gcR  
;;Jx1Q  
2.3均匀增宽介质的增益系数和增益饱和 z!)@`?  
5PE}3he:  
2.3.1均匀增宽介质的增益系数 aX.//T:':?  
`Cz_^>]|=  
2.3.2均匀增宽介质的增益饱和 ,m5tO  
R HmT$^=  
2.4非均匀增宽介质的增益饱和 n"nfEA3{`  
HaQox.v%  
2.4.1介质在小信号时的粒子数密度反转分布值 P3TM5  
6Z{(.'Be  
2.4.2非均匀增宽型介质在小信号时的增益系数 RT[ E$H  
ZN!<!"~  
2.4.3非均匀增宽型介质稳态粒子数密度反转分布 'v5q/l  
yER  
2.4.4非均匀增宽型介质稳态情况下的增益饱和 0Q[;{}W}  
]qiX"<s>~C  
2.5激光器的损耗与阈值条件 i~rb-~o  
p+${_w>pl{  
2.5.1激光器的损耗 FPu$Nd&\  
X5=I{eY}  
2.5.2激光谐振腔内形成稳定光强的过程 p,7?rI\N  
}w{E<C(M  
2.5.3阈值条件 .L.9e#?3  
lF\2a&YRbn  
2.5.4对介质能级选取的讨论 G}@a]EGm  
TpxAp',#7  
思考练习题2 Ij:yTu   
6u{%jSA>D\  
第3章激光器的输出特性 Ka$lNL3<j  
NdC5w-WY  
3.1光学谐振腔的衍射理论 &5hs W1`  
)QI#szv6  
3.1.1数学预备知识 mBQpf/PG  
]^<\a=U  
3.1.2菲涅耳-基尔霍夫衍射公式 c~!ETwpHQ  
L),bP fz  
3.1.3光学谐振腔的自再现模积分方程 M0%nGpVj>  
& 5QvUn  
3.1.4激光谐振腔的谐振频率和激光纵模 wqgKs=y  
Q|G|5X  
3.2对称共焦腔内外的光场分布 /`j2%8^N  
_.SpU`>/f  
3.2.1共焦腔镜面上的场分布 JI /iq  
:)%cL8Nz]$  
3.2.2共焦腔中的行波场与腔内外的光场分布 W?n/>DML  
kA9k^uR/  
3.3高斯光束的传播特性 zO0K*s.yK  
#p-\Y7f  
3.3.1高斯光束的振幅和强度分布  gOy{ RE  
+R"n_6N  
3.3.2高斯光束的相位分布 BJ{?S{"6%G  
l)V646-O,~  
3.3.3高斯光束的远场发散角 *E-MJCv  
u/FC\xJc  
3.3.4高斯光束的高亮度 w{GEWD{&  
V OT9cP^6  
3.4稳定球面腔的光束传播特性 co' qVsOiH  
olK*uD'`  
3.4.1稳定球面腔的等价对称共焦腔 !(y(6u#  
ovaX_d)cU  
3.4.2稳定球面腔的光束传播特性 ,Bj]j -\Y  
=nlj|S ~3  
3.5其他几种常用的激光光束 /'^ BH A|h  
/f hS#+V*  
3.5.1厄米-高斯光束 W >|'4y)  
7**zO3 H  
3.5.2拉盖尔-高斯光束 n;y[%H!g  
S KGnx  
3.5.3贝塞尔光束 kH=qJ3Z  
](`:<>c  
3.6激光器的输出功率 ;HiaX<O!  
r>G||/Z  
3.6.1均匀增宽型介质激光器的输出功率 BL%3[JQ  
zR?1iV.]  
3.6.2非均匀增宽型介质激光器的输出功率 qJw\<7m  
%cASk>^i  
3.7激光器的线宽极限 tZ:fOM  
s:I 8~Cc  
3.8激光光束质量的品质因子M2 GE\({V.W  
]NKz5[9D  
3.9模式激光的某些一阶统计性质  1 K]  
;|f]e/El  
3.9.1单模激光的一阶统计性质 \!k\%j 9  
#q8/=,3EG  
3.9.2多模激光的一阶统计性质 J~ wu*x  
4}] In/yA  
思考练习题3 !ED,'d%J  
Ld=6'C8ud  
第4章激光的基本技术 (V"7H  
1"T&B0G3l  
4.1激光器输出的选模 ?XVox*6K&  
UN:cRH{?*  
4.1.1激光单纵模的选取 ~xc0Ky?8  
S(:|S(  
4.1.2激光单横模的选取 b)T6%2  
Gz7,g Y  
4.2激光器的稳频 fLV@~T|  
iu{QHjZK(  
4.2.1影响频率稳定的因素 RI BB*  
d!"gb,ec  
4.2.2稳频方法概述 lT'V=,Y t  
u3HaWf3  
4.2.3兰姆凹陷法稳频 $[b1_Db  
OGW0lnQ/  
4.2.4饱和吸收法稳频 !@> :k3DC&  
X$ A ]7t  
4.3激光束的变换 #vTF:r  
g5 y*-t  
4.3.1高斯光束通过薄透镜时的变换 'f6!a5qC  
Ex{;&UWm  
4.3.2高斯光束的聚焦 e{.P2rnh  
SnoEi~Da  
4.3.3高斯光束的准直 8,:lw3x1  
VC^QCuSq  
4.3.4激光的扩束 IOl0=+p  
A$TF a:O|  
4.4激光调制技术 <p[RhP  
@! jpJ}  
4.4.1激光调制的基本概念 "p&4Sn3T2?  
+lJD7=%K]Z  
4.4.2电光强度调制 UQjZhH  
z{qn|#}  
4.4.3电光相位调制 %i&\ X[  
MA v-#  
4.5激光偏转技术 ,k m`-6.2?  
3.%jet1  
4.5.1机械偏转 ~P9^4  
bbWW|PtWwP  
4.5.2电光偏转 l+?sR<e?!  
7[8d-Sf24{  
4.5.3声光偏转 >P2QL>P  
dVBr-+  
4.6激光调Q技术 r4 ;nkx  
#}8gHI-9%  
4.6.1激光谐振腔的品质因数Q Tg v]30F)  
S?Uvt?  
4.6.2调Q原理 j7C&&G q  
QB7^8O!<  
4.6.3电光调Q a<Ps6'  
-J++b2R\%  
4.6.4声光调Q 9bD ER  
kk aS&r>  
4.6.5染料调Q ))uki*UNK  
%UCuI9  
4.7激光锁模技术 Mey=%Fv  
<:~'s]`zf  
4.7.1锁模原理 E D_J8 +  
Xyw;Nh!!d  
4.7.2主动锁模 E\~!E20^  
=z2g}X  
4.7.3被动锁模 }vQ Y+O  
3 yM!BTlX  
思考练习题4  !:|D[1m  
:UDe\zcd "  
第5章典型激光器介绍 y?V#LW[^E  
m# I  
5.1固体激光器 QBTjiaYGa'  
X6o iOs  
5.1.1固体激光器的基本结构与工作物质 [1.>9ngj  
4+a u6ABy  
5.1.2固体激光器的泵浦系统 {I QCA-AI  
2@pEuB3$?!  
5.1.3固体激光器的输出特性  Tv~Ys#  
3HB(rTw  
5.1.4新型固体激光器 uJ%XF*>_D  
qF4pTQf  
5.2气体激光器 6s&%~6J,  
p}k\l dmh{  
5.2.1氦氖(HeNe)激光器 (\$=+' hy  
l1}HJmom  
5.2.2二氧化碳激光器 4CioVQdj  
/PtmJ2 [  
5.2.3Ar+离子激光器 YN5p@b=FX  
Kv6#WN~  
5.3染料激光器 Z~ {[YsG  
Xq.G vZS`  
5.3.1染料激光器的激发机理 c"CF&vTp  
7a'@NgiGg  
5.3.2染料激光器的泵浦 RyN?Sn5)  
0D_{LBO6LU  
5.3.3染料激光器的调谐 y ;T=u(}  
k[;(@e@c  
5.4半导体激光器 ~b SjZ1`  
)\0LxsZ  
5.4.1半导体的能带和产生受激辐射的条件 ewzZb*\  
Z<6Fq*I  
5.4.2PN结和粒子数反转 #kL4Rm;  
t[?O*>  
5.4.3半导体激光器的工作原理和阈值条件 <LOas$  
`1)n2<B  
5.4.4同质结和异质结半导体激光器 )l*6zn`z  
zrCQEQq  
5.5其他激光器 +#0,2 wR#  
wMru9zyI  
5.5.1准分子激光器 WG.J-2#3  
\j3XT}  
5.5.2自由电子激光器 :ODG]-QF  
'Gds?o8  
5.5.3化学激光器 L# NW<T  
Dh{sVRA  
思考练习题5 p}R3A J  
]{'lV~fc  
第6章激光在精密测量中的应用 !)TO2?,^  
a76`"(W  
6.1激光干涉测长 :6X?EbXhK  
7Yd]#K{$  
6.1.1干涉测长的基本原理 f8?c[%br  
\%011I4  
6.1.2激光干涉测长系统的组成 # ~T K C|G  
%O_Ed {G4t  
6.1.3激光外差干涉测长技术 A/{0J\pA  
)rFcfS+/  
6.1.4激光干涉测长应用举例  [EU \-  
mBZg(TY  
6.2激光衍射测量 Ik74%x7G`  
YXWlg%s  
6.2.1激光衍射测量原理 -?&s6XA%#  
X:Z*7P/  
6.2.2激光衍射测量的方法 m^Xq<`e"<  
O*zF` 9  
6.2.3激光衍射测量的应用 4P\?vz"  
-THU5AB  
6.3激光测距 1P+Te,I  
Swg%[r=p=  
6.3.1激光脉冲测距 "G3zl{?GP  
lwuslt*E/  
6.3.2激光相位测距 ^`XTs!.  
O'} %Bjl  
6.4激光准直及多自由度测量 H%AC *,  
 zL,B?  
6.4.1激光准直仪 17{$D ,P  
($ l t@j  
6.4.2激光衍射准直仪 )0W-S9e<  
,>Lj>g{~  
6.4.3激光多自由度测量 4BgrG[l)  
ZhpbbS  
6.5激光多普勒测速 nY[]k p@  
8bIwRVA2\  
6.5.1运动微粒散射光的频率 M;Dk$B{;R  
iCrLZ" $M  
6.5.2差频法测速 %+,7=Wt-  
BCtm05  
6.5.3激光多普勒测速技术的应用 \P` mV9P  
+`)4jx)r/  
6.6环形激光测量角度和角加速度 AT%@T|  
 H*]B7?S  
6.6.1环形激光精密测角 NlnmeTLO5  
56 raZC  
6.6.2光纤陀螺 )D1=jD(  
vtS [Tkk|A  
6.7激光环境计量 sjISVJ?  
?Q XS?  
6.8激光散射板干涉仪 T@ecWRro  
X^;LiwQv  
思考练习题6 WKB8k-.]ww  
xJ(4RaP  
第7章激光加工技术 09psqXU@I  
sC=fXCGW\p  
7.1激光热加工原理 Y79{v nlGk  
v3vQfcxR  
7.2激光表面改性技术 tb@&!a$`?  
$stBB  
7.2.1激光淬火技术的原理与应用 iEJY[P1  
JNYFu0  
7.2.2激光表面熔凝技术 aF~ 0\XC  
},G>+ s8h  
7.2.3激光熔覆技术 C=z7Gk=  
j\Z/R1RcW  
7.3激光去除材料技术 9<ev]XaSl  
uS%Y$v  
7.3.1激光打孔 !}gC0dJ  
-%*w&',G  
7.3.2激光切割 w9J^s<e  
-8]M ,,?  
7.4激光焊接 `f9I#B  
@+3@Z?!SZ  
7.4.1激光热导焊 LS=HX~5C  
)Bq~1M 2  
7.4.2激光深熔焊 '<35XjW  
UaQR0,#0y  
7.4.3激光复合焊 f.4m6"1  
Gg3cY{7  
7.5激光快速成型技术 #$GDKK  
FYe(S V(9  
7.5.1激光快速成型技术的原理及主要优点 Ris5) *7  
nM)q;9-ni  
7.5.2激光快速成型技术 _p~lL<q-K[  
%S<0l@=5`l  
7.5.3激光快速成型技术的重要应用 x-:a5Kz!  
PV*U4aP  
7.6其他激光加工技术 )9L:^i6  
)K4A-9pC  
7.6.1激光清洗技术 -}B&>w,5  
*[(}rpp M  
7.6.2激光弯曲 i5>]$j1/  
L %[om c?  
思考练习题7 @@,l0/  
]0VjVU-  
第8章激光在医学中的应用 _dT,%q  
>^8=_i !  
8.1激光与生物体的相互作用 ctv=8SFv(  
b|cUKsL5  
8.1.1生物体的光学特性 f\ wP}c'  
p#~Dq(Q  
8.1.2激光对生物体的作用 nQ0g,'o  
_oB!-#  
8.1.3激光对生物体应用的优点 ccUq!1  
uIG,2u,  
8.2激光在临床治疗中的应用 Wgt[ACioN  
pV>M, f  
8.2.1激光临床治疗的种类与现状 h|_E>6d)  
/mb?C/CI  
8.2.2激光在皮肤科及整形外科领域中的应用 <Ct b^4$  
GgoPwl#{  
8.2.3激光在眼科中的应用 0i[,`>-Av  
=kp-[7  
8.2.4激光在泌尿外科中的应用 R89 ;<,Ie  
*Txt`z[|  
8.2.5激光在耳鼻喉科中的应用 !+;'kI2  
~ >af"<  
8.2.6最新的技术——间质激光光凝术 bp06xHMu  
q1Ja*=r  
8.2.7光动力学治疗 : GZx-  
$nB4Ie!WcR  
8.3激光在生物体检测及诊断中的应用 H1]An'qz,  
< p<J;@  
8.3.1利用激光的生物体光谱测量及诊断  Pa .D+  
vjy59m  
8.3.2激光断层摄影 hJavi>374  
##gq{hgjb$  
8.3.3激光显微镜 3|=9aM^x^  
vI<n~FHt  
8.4医用激光设备 V^a] @GK:  
}n+#o!uEf  
8.4.1医用激光光源 vZHm'  
`u%`N j  
8.4.2医用激光传播用光纤 S H"e x,=  
STDT]3.  
8.5激光应用于医学的未来 B 4pJg  
wHSas[4k  
8.5.1医用激光新技术 v !~lVv&  
1 m)WM,L  
8.5.2光动力学治疗的前景 pDGX$1O"  
G@Z,Hbgm  
思考练习题8 jG"n);WF  
rkF]Q_'`t;  
第9章激光在信息技术中的应用 Cv@ZzILyoK  
K,7IBv,B[  
9.1光纤通信系统中的激光器和光放大器 $ e<&7  
A4lh`n5%  
9.1.1半导体激光器 O1+2Z\F  
q[l!kC+Eh  
9.1.2光纤激光器 sb"etc`w%-  
K5O8G  
9.1.3光放大器 $"z|^ze  
8+ P)V4}  
9.2激光全息三维显示 }<y-`WB  
teO%w9ByY  
9.2.1全息术的历史回顾 (^fiw%#  
czMThm  
9.2.2激光全息术的基本原理和分类 3g!tk9InG  
_~?N3G  
9.2.3白光再现的全息三维显示 FL}k0  
Rf)lFi  
9.2.4计算全息图 0Q^a*7w`8a  
otQulL)T/  
9.2.5数字全息术 j]uL 9\>  
C?v_ig  
9.2.6全息三维显示的优点 7B@[`>5?%L  
&F4khga`^:  
9.2.7全息三维显示的应用 Pqe{C?7B  
ZJCD)?]=3  
9.2.8全息三维显示技术的展望 pIKQx5;  
gxry?':  
9.3激光存储技术 HmWU;9Vn+  
S2/6VoGE  
9.3.1激光存储的基本原理、分类及特点 0/7y&-/(  
Algk4zfK2,  
9.3.2激光光盘存储 =+K2`=y;WF  
ykY#Y}?^  
9.3.3激光体全息光存储 dd+[FU  
1&S34wJF  
9.3.4激光存储技术的新进展  >'>onAIL  
7X \azL  
9.4激光扫描和激光打印机 qJY'"_Q{  
Lq#>N_72W0  
9.4.1激光扫描 E'|@hL-jn  
|P{K\;-  
9.4.2激光打印机 ~&>|u5C*@  
f9A^0A?c  
9.5量子光通信中的激光源 9,h'cf`F  
FyZp,uD  
9.5.1量子光通信 bVE t?E*+  
o)_;cCr)q  
9.5.2量子态发生器及应用 9|Z25_sS  
Ep/kb-~-  
思考练习题9 9$-V/7@)  
8*sZ/N.  
第10章激光在科学技术前沿问题中的应用 y'ZRoakz)  
h^{D "  
10.1激光核聚变 {fi:]|<1h  
$tGk,.#j  
10.1.1受控核聚变 Tv d=EO  
bERYC|  
10.1.2磁力约束和惯性约束控制方法 ^j"*-)R  
Q fI =  
10.1.3激光压缩点燃核聚变的原理 |Qq_;x]  
pNY+E5  
10.2激光冷却 lM1Y }  
}R.<\  
10.3激光操纵微粒 -"u9s[L{  
giU6f!%  
10.3.1光捕获 "xS?#^a  
Jf<+VJ>t  
10.3.2微粒操纵 ~~h@(2/Q>x  
B>dXyo  
10.4超越经典衍射极限的分辨率 O2[uN@nY  
Rk#@{_  
10.4.1解析延拓 (+' *_   
[[{y?-U  
10.4.2综合孔径傅里叶全息术 XWQp-H.  
uj@rv&  
10.4.3傅里叶叠层算法 ^rd]qii"  
1:I47/  
10.4.4相干谱复用 ]AlRu(  
i#$N,kt  
10.4.5非相干结构光照明成像 n !ty\E  
a~b^`ykcWP  
10.4.6超分辨荧光显微镜 6 /T_+K.k  
-\mbrbG9H  
10.5激光光谱学 V\nQHzjF<6  
XP Nk#"  
10.5.1拉曼光谱 S<Zb>9pl  
jPG&Ypm1   
10.5.2空间高分辨的激光显微光谱 `@MY}/ o.  
vas   
10.5.3频率高分辨的双光子光谱 ZU%7m_zO  
^+CTv  
10.5.4时间高分辨的激光闪光光谱 4zyy   
H]a;<V9[  
10.5.5各种特殊效能的激光光谱技术 <&3qFK*9r  
wy3{>A Z(  
10.6激光用于反常多普勒效应的基础物理研究 )M5:aSRz  
Gq4~9Tm)*  
10.6.1电磁波的正常多普勒效应 ~2Jvb[IM  
> <WR]`G  
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 a%2r]:?^?  
/p| ]*={  
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 +'qzk>B  
m09 Bds  
10.6.4反常多普勒效应的测量光路设计及理论分析 .@{W6 /I  
yw'b^D/  
10.6.5反常多普勒效应的测量实验结果 v%t "N  
!@E=\Sm8EV  
思考练习题10 mgeNH~%m@*  
~Ein)5  
附录A随机变量 Bor_Kib  
A!}Wpw%(/  
A.1概率的定义和随机变量 #7OUqp  
o ~"?K2@T  
A.2分布函数和密度函数 6yZfV7I  
xmz83Ll9  
A.3推广到两个或多个联合随机变量 Q5'DV!0aSv  
NNC@?A7  
A.4统计平均 >U@7xeK  
^` N+mlh  
附录B随机过程 N_TWT&o4  
/YYI 4  
B.1随机过程的定义和描述 (hTe53d<S?  
Y2i:ZP  
B.2平稳性和遍历性 aML?$_6  
Y>z~0$  
参考文献 F)4Y;;#  
r=[T5,L(s  
:AYp{"{  
9j458Yd4*  
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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
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