| 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。 w ~v6=^
5]I)qij
q
[attachment=99403] %pq.fZ I
C5 I LVQ
第1章辐射理论概要与激光产生的条件 k"cMAu.
BkB _?^Nv8
1.1光的波粒二象性 2fr%_GNu
{rMf/ RAE
1.1.1光波 zGU MH7 M
id9QfJ9t
1.1.2光子 z9IW&f~~P
2o<*rH
1.2原子的能级和辐射跃迁 w>f.@luO4
; &J>a8B$
1.2.1原子能级和简并度 I1>f2/$z*
8[J%TWq%9
1.2.2原子状态的标记 VC/n}7p
G YQ:G=
1.2.3玻尔兹曼分布 of*T,MUI
? aTH<
1.2.4辐射跃迁和非辐射跃迁 3E d
z8a{M$-Q
1.3光的受激辐射 3_
J'+
_@>*]g
1.3.1黑体热辐射 D+uo gRS61
@uyQH c,V
1.3.2光和物质的作用 `uPO+2
xSN;vrLHR
1.3.3自发辐射、受激辐射和受激吸收之间的关系 E8kD#tL
"vybVWEE
1.3.4自发辐射光功率与受激辐射光功率 |GQq:MB;z
k0j4P^d
1.4光谱线增宽 ]*a(^*}A%
#0r^<Yn
1.4.1光谱线、线型和光谱线宽度 gnN>Rl
5_
X HJdynt/
1.4.2自然增宽 4 `l$0m@>
b~fl,(sZp
1.4.3碰撞增宽 ^n~ Kr1}nj
BKTTta1mY
1.4.4多普勒增宽 GtmoFSZ
_) vX_gCi
1.4.5均匀增宽和非均匀增宽线型 aO1.9! <v
RvA "ug.*
1.4.6综合增宽 1 M!4hM
Q
hO> q|+mC
1.5激光形成的条件 (BH<\&yHE
JQ}4{k
1.5.1介质中光的受激辐射放大 k2->Z);X
1^NC=IS9z
1.5.2光学谐振腔和阈值条件 bh8GP]*E|
vRaxB
思考练习题1 4Kj 8 i
Rh~j -;
第2章激光器的工作原理 ;LC|1_ '
ysp,:)-%G@
2.1光学谐振腔结构与稳定性 s +S6'g--
-+q g
2.1.1共轴球面谐振腔的稳定性条件 ByoI+n* U
s0_HMP x
2.1.2共轴球面腔的稳定图及其分类 ,%/F,O+#
=?Co< 972Z
2.1.3稳定图的应用 e"EGq n&!
(F;*@Z*R
2.2速率方程组与粒子数反转 qe1>UfY
[xfg6
2.2.1三能级系统和四能级系统 :O,,fJ<x.O
o|84yT!~
2.2.2速率方程组 KIuj;|!q
t,w/L*r+w
2.2.3稳态工作时的粒子数密度反转分布 &2y9J2aA
jfvlkE-uK
2.2.4小信号工作时的粒子数密度反转分布
iH>JR[A
=RWY0| f
2.2.5均匀增宽型介质的粒子数密度反转分布 3M^`6W[;
&QH mo*
2.2.6均匀增宽型介质粒子数密度反转分布的饱和效应 uRuu!{$
GXv2B%i8
2.3均匀增宽介质的增益系数和增益饱和 - 3<&sTR
h_Er$ZT64
2.3.1均匀增宽介质的增益系数 6QPbmO]z
YSZ[~?+
2.3.2均匀增宽介质的增益饱和 M-!#-l
03
v\v9<T
2.4非均匀增宽介质的增益饱和 > qI:
OWN|W,
2.4.1介质在小信号时的粒子数密度反转分布值 lvk*Db$
cwUor}<|
2.4.2非均匀增宽型介质在小信号时的增益系数 eLyIQo W
3fop.%(
2.4.3非均匀增宽型介质稳态粒子数密度反转分布 gr>F Lf
giN(wPgYP
2.4.4非均匀增宽型介质稳态情况下的增益饱和 q 7+ |U%!9
>R/^[([;]
2.5激光器的损耗与阈值条件 / #xYy^`
6& 9q6IIy
2.5.1激光器的损耗 8H SGOs =8
t6+>Zr
2.5.2激光谐振腔内形成稳定光强的过程
Z\$!:
\ItAc2,Fl
2.5.3阈值条件 {
lZ<'p
h/l?,7KHI
2.5.4对介质能级选取的讨论 Y7yzM1?t
m )<N:|
思考练习题2 C2%Yr y
A<g5:\3
第3章激光器的输出特性 JnH5v(/
'ka"0~:NS{
3.1光学谐振腔的衍射理论 Au?(_*/0
D
<Fl7QAb
3.1.1数学预备知识 ZOzyf/? .
|VoYFoiQ
3.1.2菲涅耳-基尔霍夫衍射公式 ,!^ w
:Z5ki EwYM
3.1.3光学谐振腔的自再现模积分方程 ~U4;YlQP
R2[
}
3.1.4激光谐振腔的谐振频率和激光纵模 tbi(e49S
SYK? 5_804
3.2对称共焦腔内外的光场分布 RQ51xTOL4]
-IS ?8\ Q<
3.2.1共焦腔镜面上的场分布 S> ?B)
7m 9T'
3.2.2共焦腔中的行波场与腔内外的光场分布 .rbKvd?-}
Jc9^Hyqu&
3.3高斯光束的传播特性 >z8y L+
w sC T9&p
3.3.1高斯光束的振幅和强度分布 CQ%y ki
^TY8,qDA
3.3.2高斯光束的相位分布 QnDLSMx)
<Xj
,>2m;
3.3.3高斯光束的远场发散角 y/A<eHLy
O Bp/: ]
3.3.4高斯光束的高亮度 g.O? 1bebe
cE] #2 3
3.4稳定球面腔的光束传播特性 12%4>2}~>
p/uOCQ| 1l
3.4.1稳定球面腔的等价对称共焦腔 D D
Crvl
4?&CK
3.4.2稳定球面腔的光束传播特性 ,_t}\7
?GGh )";y
3.5其他几种常用的激光光束 zn{[]J
fYv{M;
3.5.1厄米-高斯光束 ! J@pox-t
mkmVDRK
3.5.2拉盖尔-高斯光束 uv
dx>5]
Th//u I+
3.5.3贝塞尔光束 ? &;d)TQ
0=J69Yd
3.6激光器的输出功率 /waZ9
ui6 B
3.6.1均匀增宽型介质激光器的输出功率 Ycx$CU C
IsCJdgG
3.6.2非均匀增宽型介质激光器的输出功率 ;4 2D+q =s
DV~1gr, \
3.7激光器的线宽极限 P%Ux-0&
Uyyw'Ni
3.8激光光束质量的品质因子M2 5Gsj;
Iq[,)$
3.9模式激光的某些一阶统计性质 )Z 3 fytY
;EfMTI}6K
3.9.1单模激光的一阶统计性质 KhV;
/>(
^5~[G%G4
3.9.2多模激光的一阶统计性质 VI`x
fmVOQ
\
o&i63u
思考练习题3 ]g; K_>@
Z b#
第4章激光的基本技术 uNY]%[AnJ
.tb~f@xL
4.1激光器输出的选模 br'/>Un"
w,.Hdd6
4.1.1激光单纵模的选取 " ,rA
2WOdTM{u
4.1.2激光单横模的选取 K` 2a{`
g%<7 Px[W
4.2激光器的稳频 _n{6/
JhDjY8?86
4.2.1影响频率稳定的因素 Z@8amT;Y
Ok O"t
4.2.2稳频方法概述
g `B?bBg
| T"{q
4.2.3兰姆凹陷法稳频 EH$wW l^
D-4 PEf
4.2.4饱和吸收法稳频 3r{'@Y
=)Y
(<.1o_Q-LU
4.3激光束的变换 J:mOg95<
MJ X m7<(
4.3.1高斯光束通过薄透镜时的变换 #PA"l` "
;o3
.<"
4.3.2高斯光束的聚焦 /HDX[R
Xfs Cu>
4.3.3高斯光束的准直 m x,X!}
9HEc=,D|
4.3.4激光的扩束 6<t\KMd
C>;yW7*g"
4.4激光调制技术 >)pwmIn<
W# y)ukRv
4.4.1激光调制的基本概念 oaBfq8,;
+uwjZN'9a
4.4.2电光强度调制 d*>M<6b-
($W9
?
4.4.3电光相位调制 ak;Z;
3nK'yC
4.5激光偏转技术 G%kXr$?W
sX_ ^H%fd
4.5.1机械偏转 `g :< $3}
@,aL'2G
4.5.2电光偏转 i Zyk2kc
BW\ R
4.5.3声光偏转 "msg./iC
) L{T n 8
4.6激光调Q技术 Q#g
s) 2
?I@3` ?'
4.6.1激光谐振腔的品质因数Q *j*jA/
Y]g t86
4.6.2调Q原理 &&<^wtznO
^3yjE/Wi"
4.6.3电光调Q .D>lv_kp
_RmE+ Xg2
4.6.4声光调Q r P\ 7C+
=0]Mc$Ih
4.6.5染料调Q YHRI U Y d
eO9nn9lql
4.7激光锁模技术 [a
|fm*B!
ckP3[@Su {
4.7.1锁模原理 +`4}bc ,G
B 6pz1P?e}
4.7.2主动锁模 bA^a@ lv a
m5x>._7le
4.7.3被动锁模 YI|G pq
(7wR*vO^
思考练习题4 =}"hC`3e
q,(&2./
第5章典型激光器介绍 0,A?*CO
bn(Scl#@K
5.1固体激光器 nRE}F5k
` k\1vum
5.1.1固体激光器的基本结构与工作物质 C1do]1VH
jh?7+(Cw
5.1.2固体激光器的泵浦系统 Y}#^ n7*w~
P3
Evv]sB@
5.1.3固体激光器的输出特性 s+w<!`-
&Egn` QU
5.1.4新型固体激光器 J-ZM1HoB
=dw1Q
5.2气体激光器 dB,#`tc=,
eJ A{]^Zf
5.2.1氦氖(HeNe)激光器 Uy1xNb/d
%i
"
5.2.2二氧化碳激光器 C}kJGi
,q HG1#^
5.2.3Ar＋离子激光器 ,TtDCcjd%f
F @lpjW
5.3染料激光器 ]VH@\
f
m pivg
5.3.1染料激光器的激发机理 6K y;1$
yy74>K
5.3.2染料激光器的泵浦 -U $pW( ~
B<&_lG0s S
5.3.3染料激光器的调谐 '9dtIW6E
E! <$J^
5.4半导体激光器 j)DZmGg&t
UmE{>5Pt
5.4.1半导体的能带和产生受激辐射的条件 JT9<kB/07
i+Dg w
5.4.2PN结和粒子数反转 n6Zx0ad?
4~Pto
f@
5.4.3半导体激光器的工作原理和阈值条件 A(p
1c"m$)a4
5.4.4同质结和异质结半导体激光器 h3IkOh4|h
~
7Nyi dV;
5.5其他激光器 R "o,m
@]tGfr;le&
5.5.1准分子激光器 uPXqTkod
j1C.# -P[
5.5.2自由电子激光器 49$4
\KXEw2S
5.5.3化学激光器 I yN9
+
\>`$x:
思考练习题5 g0OS<,:
;T+U&U0d|
第6章激光在精密测量中的应用 -b}S3<15@
-\$cGIL
6.1激光干涉测长 D*gV S
pe%)G6@G
6.1.1干涉测长的基本原理 :t
S"sM
z]|[VM?4L
6.1.2激光干涉测长系统的组成 @qy*R'+
Jwt I(>cI
6.1.3激光外差干涉测长技术 _ 5w?v~6 5
`>EvT7u
6.1.4激光干涉测长应用举例 *9ub.:EUwV
|I5?5 J\
6.2激光衍射测量 D>e\OfTR:
p-r%MnT
6.2.1激光衍射测量原理 PB67 ?d~
g
Pj0H&,.
6.2.2激光衍射测量的方法 o>-v?Ug
ASa!yV=g
6.2.3激光衍射测量的应用 [(F<|f:n
e @-Mlq)
6.3激光测距 ?67I|@^
O)JUY *&I5
6.3.1激光脉冲测距 %N>NOk)
PZ(<eJ>
6.3.2激光相位测距 XJ~l5} y ]
#*$@_
6.4激光准直及多自由度测量 M .`
sVdK^| j
6.4.1激光准直仪 Cj 2 Xl
U.7y8#qf3R
6.4.2激光衍射准直仪 tq:tY}:4
i!$^NIcJ
6.4.3激光多自由度测量 9Y%?)t.2
:+Q"MIU
6.5激光多普勒测速 b\;u9C2y'
:t{vgi D9
6.5.1运动微粒散射光的频率 mhLRi\[c )
d74g|`/
6.5.2差频法测速 #"8[8jyV
UnWGMo?JEi
6.5.3激光多普勒测速技术的应用 s
P4 ,S(+e
6 _ 5d
6.6环形激光测量角度和角加速度 H'G YJ ?U"
}j(2Dl
6.6.1环形激光精密测角 :sVHY2x
`$sY^EX
6.6.2光纤陀螺 nlebFDb 7
L0mnU)Q}C
6.7激光环境计量 Fv);5 LD
qm}>J^hnB#
6.8激光散射板干涉仪 ~d%;~_n
i`KZ,
思考练习题6 uo4$rf7
# >:(#^Uu
第7章激光加工技术 yD"0=\
7IT l3>
7.1激光热加工原理 '#N5i
p=~h| (M|
7.2激光表面改性技术 O GF E*
Rz zFhU#r
7.2.1激光淬火技术的原理与应用 r[v-?W'
1n`1o-&l-
7.2.2激光表面熔凝技术 Ybt_?Q9#]
II-$ WJy
7.2.3激光熔覆技术 WR
a+zii,
`B'4"=(
7.3激光去除材料技术 i2:+h}o$e
Sc/`=h]T
7.3.1激光打孔 v<%k d[ N
{b,2;w}95
7.3.2激光切割 #$t}T@t>
N2tkCkl^x9
7.4激光焊接 [X }@Ct6
f#v#)Gp+
7.4.1激光热导焊 {M@@)27gW
_;e !ZZLG
7.4.2激光深熔焊 ^S#\O>GHP
p/hvQy E
7.4.3激光复合焊 *^D@l%av;
b4v(k(<
7.5激光快速成型技术 x[v BK8
7!r#(>I6?1
7.5.1激光快速成型技术的原理及主要优点 {xv?wenE
sOl>5:D6
7.5.2激光快速成型技术 _hy{F%}
^`rpf\GX(
7.5.3激光快速成型技术的重要应用 M ?Nd y*]
7$ =Y\ P
7.6其他激光加工技术 V#NG+U.B
zj > aaY
7.6.1激光清洗技术 ;}/U+ `=D?
VT %
KN`l
7.6.2激光弯曲 _%'L@[ H
sTtX$&Qu
思考练习题7 pcy<2UV
tlV &eN
第8章激光在医学中的应用 Qz@IK:B}
2mqK3-c
8.1激光与生物体的相互作用 /2;dH]o0
WR/o
@$/
8.1.1生物体的光学特性 46bl>yk9<
5LX8:~y
8.1.2激光对生物体的作用 ~)q g
|5xYT 'V
8.1.3激光对生物体应用的优点 V @D]bV@4
5@`F.F>"
8.2激光在临床治疗中的应用 N] 1 4
IKi{Xh]\
8.2.1激光临床治疗的种类与现状 M{? .hq
~x|aoozL
8.2.2激光在皮肤科及整形外科领域中的应用 u 8YB)kG
/ !3ZW XY\
8.2.3激光在眼科中的应用 keLR1qf
{O^TurbTFA
8.2.4激光在泌尿外科中的应用 .u1X+P7
nbI= r+
8.2.5激光在耳鼻喉科中的应用 ,~4H{{<j
:qKF58W
8.2.6最新的技术——间质激光光凝术 Hm %g_Mt
XTJvV
8.2.7光动力学治疗 6M ^IwE
,;_rIO "
8.3激光在生物体检测及诊断中的应用 vUNisVA
pDu{e>S|:
8.3.1利用激光的生物体光谱测量及诊断 L#D9@V 'z
s%~L4Wmcq
8.3.2激光断层摄影 ''IoC j
}N3V5cab
8.3.3激光显微镜 v: KX9 A.
|6E
.M1
8.4医用激光设备 D+ Cm<ZT~
v "Me {+
8.4.1医用激光光源 'b^l'KN:S
5 7~Uqt
8.4.2医用激光传播用光纤 9tn ;L"#&N
W9Nmx3ve
8.5激光应用于医学的未来 z3a-+NjD m
!z"Nv1!~|
8.5.1医用激光新技术 G.g|jP'n
[C1 LT2a
8.5.2光动力学治疗的前景 Ekv89swl`i
$X*mdji
思考练习题8 %Rp8{.t7
wW:7y>z)
第9章激光在信息技术中的应用 '0|o`qoLzA
Cq>6rn
9.1光纤通信系统中的激光器和光放大器 *8 bK')W
z 8HsYf(!
9.1.1半导体激光器 X7a Ypt;
Vtb1[cnna
9.1.2光纤激光器 y4@gGC=
{.st `n|xz
9.1.3光放大器 Z!6UW:&~7
I"@p aLZ
9.2激光全息三维显示 MRfb[p3Cx
B8T\s)fxnX
9.2.1全息术的历史回顾 XphE loL
/.R<, /gj
9.2.2激光全息术的基本原理和分类 !K cWH9
)%mg(O8uL
9.2.3白光再现的全息三维显示 PWH^=K
_;hf<|c
9.2.4计算全息图 3e% nA8?
ACg;CTB b
9.2.5数字全息术 ;o0#(xVz
i?>tgmu.
9.2.6全息三维显示的优点 A`[@ 8
3`*Kav>"
9.2.7全息三维显示的应用 ;HNq>/{
~ `qEWvPn
9.2.8全息三维显示技术的展望 1l5J P|x
,:)`+v<
9.3激光存储技术 C&+6>L@
rh!;|xB |+
9.3.1激光存储的基本原理、分类及特点 $A2n{
Z^yNLF *&V
9.3.2激光光盘存储 {u"8[@@./
A#rh@8h+
9.3.3激光体全息光存储 c6&Q^p|CF
[Wi 1|]X"G
9.3.4激光存储技术的新进展 _{4^|{>Pv
NBYH;h P
9.4激光扫描和激光打印机 WBr59@V
I|9
SiZ0
9.4.1激光扫描 -TO\'^][X
E5</h"1
9.4.2激光打印机 t$J.+} }I
T 2F6)e
9.5量子光通信中的激光源 Cr C =A=e
H1/?+ N}(
9.5.1量子光通信 QA3/
E{E0Z9t7&
9.5.2量子态发生器及应用 j8Cho5C
W$0 ^(FH[
思考练习题9 'n;OB4
:| +Qe e
第10章激光在科学技术前沿问题中的应用 S >yLqPp
=Lk R!R=
10.1激光核聚变 aNxAZMg
0[Ht_qxb
10.1.1受控核聚变 ^uBxgWIC
n]}W``=7
10.1.2磁力约束和惯性约束控制方法 H/+B%2Zj
-
e"jw#B
10.1.3激光压缩点燃核聚变的原理 /w (e
+Q$h ]^>~
10.2激光冷却 #bX9Tu0
8C bX MT
10.3激光操纵微粒 nUS| sh
zK|i='XSf
10.3.1光捕获 _8 ,()t'"
?W>qUrZ
10.3.2微粒操纵 w[tmCn+
F + m }#p
10.4超越经典衍射极限的分辨率 s EM Q
+{<#(}
10.4.1解析延拓 `d7n?|p D
9KWuN:Sg
10.4.2综合孔径傅里叶全息术 km~Ll
rf~Y6U?7
10.4.3傅里叶叠层算法 u .f= te
kQ1w5mCh
10.4.4相干谱复用 \K`L3*cBKK
js i Sg/
10.4.5非相干结构光照明成像 ApBWuXp|u
^=>Tk$ _2
10.4.6超分辨荧光显微镜 ljTBvU
# Cpd9|
10.5激光光谱学 G uz"wY
ktIi$v
10.5.1拉曼光谱 *( C(tPhC
}>)[<;M>%
10.5.2空间高分辨的激光显微光谱 8>hwK )av
)nL`H^
10.5.3频率高分辨的双光子光谱 ^8.]d~j
.7K7h^*F
10.5.4时间高分辨的激光闪光光谱 >
pI;%'
vz.>~HB P
10.5.5各种特殊效能的激光光谱技术 RuII!}*
!*R qCS,
10.6激光用于反常多普勒效应的基础物理研究 &f-Uyr7?
DC{>TC[p1k
10.6.1电磁波的正常多普勒效应 _S>JKz
AGLscf.
10.6.2在负折射率材料中传播的电磁波的反常多普勒效应 I f\f LhM
]]zPq<b2
10.6.3折射光子晶体棱镜的设计以及负折射性质的实验验证 4$ P0 :
M5 <@~V/[
10.6.4反常多普勒效应的测量光路设计及理论分析 EK4d_L]I
yu ;P +G
10.6.5反常多普勒效应的测量实验结果 Hy^N!rBxfO
17`1SGZ
思考练习题10 euC &0Ee2
y&V@^ "`
附录A随机变量 ZMel{w`n
Z<vKQ4 G
A.1概率的定义和随机变量 )ubiB^g'm
HSc~* Q
A.2分布函数和密度函数 9jw\s P@
ZzSz%z_sE
A.3推广到两个或多个联合随机变量 e
J6$-r
3.*8)NW
A.4统计平均 0N $v"uX@
dw*_(ys
附录B随机过程 Y\No4w ^|d
b45-:mi!&#
B.1随机过程的定义和描述 NxsBX :XDn
>U[j]V ]
B.2平稳性和遍历性 NfjE`
!6*" (
参考文献 YB2VcF.LU
n CdR EXw
 Z'.AA OG
tP$ <UKtU
（实体书推荐，有需求者，可以购买！）
|
|