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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。 (|-/S0AV  
S@_GjCpn  
[attachment=99403] H>B:jJf  
bCsQWsj^NW  
第1章辐射理论概要与激光产生的条件 'D bHXS7N  
L2N/DB'{  
1.1光的波粒二象性 PHoW|K_e  
8LL);"$  
1.1.1光波 ~(c<ioIf  
0Z\fK>yw  
1.1.2光子 lUrchLoDt  
XjC+kH  
1.2原子的能级和辐射跃迁 )}R0'QGd  
0y(d|;':  
1.2.1原子能级和简并度 G100L}d"N  
,70|I{,Km  
1.2.2原子状态的标记 3,GSBiK3}  
6Z3v]X  
1.2.3玻尔兹曼分布 L6FUC6x"  
jooh`| `P  
1.2.4辐射跃迁和非辐射跃迁 Eb*DP_  
"_^FRz#h  
1.3光的受激辐射 #M:W?&.  
c;Li~FLR  
1.3.1黑体热辐射 vUW!  
? in&/ZrB  
1.3.2光和物质的作用 =I?p(MqW  
u3q!te  
1.3.3自发辐射、受激辐射和受激吸收之间的关系 k;%}%"EVZ  
.w0?  
1.3.4自发辐射光功率与受激辐射光功率 =U:iR  
\"5\hX~dS  
1.4光谱线增宽 C'{Z?M>  
HLS^Ga,(  
1.4.1光谱线、线型和光谱线宽度 8!1o,=I$  
7|2:;5:U  
1.4.2自然增宽 a+Q)~13  
_onHe"%{  
1.4.3碰撞增宽 ).-FuL4Y  
N @k:kI  
1.4.4多普勒增宽 S>6APQ-   
$jm'uDvm  
1.4.5均匀增宽和非均匀增宽线型 RE Hfk6YE  
<)M?qkjb  
1.4.6综合增宽 X[VQ 1  
"zr%Q'Ky  
1.5激光形成的条件 fd(>[RP?  
k(s3~S2h  
1.5.1介质中光的受激辐射放大 bO-8<IjC_3  
h.DQ6!?;s  
1.5.2光学谐振腔和阈值条件 1aSuRa  
&4 ]%&mX)-  
思考练习题1 B64%| S  
g|W~0A@D  
第2章激光器的工作原理 \"n&|_SZ\  
nHA2p`T  
2.1光学谐振腔结构与稳定性 0O[q6!&]  
 ;v.l<AOE  
2.1.1共轴球面谐振腔的稳定性条件 )]v vp{  
%!WQ;(  
2.1.2共轴球面腔的稳定图及其分类 %e3lb<sv6  
 Wkf)4!  
2.1.3稳定图的应用 y1P?A]v  
<n0-zCf  
2.2速率方程组与粒子数反转 ?vvjwys@  
<;= X7l+  
2.2.1三能级系统和四能级系统 .sCo,  
64[j:t=N  
2.2.2速率方程组 eE1w<] Eg  
eGZId v1  
2.2.3稳态工作时的粒子数密度反转分布 w)hJ0k  
lQoa[#q  
2.2.4小信号工作时的粒子数密度反转分布 N-lXC"{)  
N@*v'MEko%  
2.2.5均匀增宽型介质的粒子数密度反转分布 7qu hp\  
U%2pbGU  
2.2.6均匀增宽型介质粒子数密度反转分布的饱和效应 ='>k|s:  
Pf]L`haGN  
2.3均匀增宽介质的增益系数和增益饱和 KWM.b"WnXr  
@aI`ru+a  
2.3.1均匀增宽介质的增益系数 C}wmoYikV  
1Hzj-u&N/  
2.3.2均匀增宽介质的增益饱和 7 pp[kv;!G  
TqCzpf&&h/  
2.4非均匀增宽介质的增益饱和  :;rd!)5  
_^Rf*G!  
2.4.1介质在小信号时的粒子数密度反转分布值 jwGd*8 /  
~u7a50  
2.4.2非均匀增宽型介质在小信号时的增益系数 g5_]^[up w  
V&[|%jm&   
2.4.3非均匀增宽型介质稳态粒子数密度反转分布 ^+!!:J|ra  
jg' 'T1)  
2.4.4非均匀增宽型介质稳态情况下的增益饱和 L7C!rS  
.z)&#2E  
2.5激光器的损耗与阈值条件 !y `wAm>n  
cl)%qIXj}H  
2.5.1激光器的损耗 s:,BcVLx^  
HSq&'V  
2.5.2激光谐振腔内形成稳定光强的过程 L~CwL  
D CFYpkR%  
2.5.3阈值条件 0vf2wBK'T  
e&#qj^  
2.5.4对介质能级选取的讨论 @/yef3  
Dtt[a  
思考练习题2 !/sXG\  
:p5V5iG  
第3章激光器的输出特性 ^0c:ro  
_L<IxOZh+  
3.1光学谐振腔的衍射理论 ut fD$8UI  
cea%M3  
3.1.1数学预备知识 ['e8Xz0  
_T)dmhG  
3.1.2菲涅耳-基尔霍夫衍射公式 QzCu$ [  
mO(m%3  
3.1.3光学谐振腔的自再现模积分方程 [r<lAS{ .  
BbnY9"  
3.1.4激光谐振腔的谐振频率和激光纵模 =T|Z[/fto  
WfL5. &  
3.2对称共焦腔内外的光场分布 grp1nWAs  
Xq` '^)  
3.2.1共焦腔镜面上的场分布 Vd1.g{yPV  
P0Z1cN}  
3.2.2共焦腔中的行波场与腔内外的光场分布 $ nx&(V  
3mIVNT@S9  
3.3高斯光束的传播特性 &>XIK8*  
~kj1L@gy   
3.3.1高斯光束的振幅和强度分布 Z4b<$t[u  
Dh*Uv,  
3.3.2高斯光束的相位分布 6p=AzojoB  
mhv{6v  
3.3.3高斯光束的远场发散角 4en[!*  
6av]L YK  
3.3.4高斯光束的高亮度 0sD"Hu  
0hp*(, L  
3.4稳定球面腔的光束传播特性 H<92tP4M  
{R5Q{]dK3  
3.4.1稳定球面腔的等价对称共焦腔 mQ*:?\@  
o4^rE<vJ  
3.4.2稳定球面腔的光束传播特性 FZ)_WaqGf  
2^'|[*$k1@  
3.5其他几种常用的激光光束 k z"F4?,  
p(g0+.?`~  
3.5.1厄米-高斯光束 0p YO-@E  
R2|v[nh  
3.5.2拉盖尔-高斯光束 (U#4j 6Q  
>AX&PMb`  
3.5.3贝塞尔光束 bKRz=$P?  
}d?"i@[  
3.6激光器的输出功率 X458%)G!(K  
T1sb6CT  
3.6.1均匀增宽型介质激光器的输出功率 ~<!b}Hv  
,1J+3ugp&  
3.6.2非均匀增宽型介质激光器的输出功率 KV v0bE  
*.nC'$-2r  
3.7激光器的线宽极限 )`<- c2  
{y-7xg~}  
3.8激光光束质量的品质因子M2 d}#G~O+y3v  
yU`"]6(@[  
3.9模式激光的某些一阶统计性质 x=7hOI5u  
-b'93_ZTu:  
3.9.1单模激光的一阶统计性质 |wW_Z!fL  
~Y]*TP  
3.9.2多模激光的一阶统计性质 sz4)xJgF (  
UlF=,0P  
思考练习题3 i]oSVXx4WC  
wju2xM  
第4章激光的基本技术 v,qK= ]ty  
vF,\{sgW  
4.1激光器输出的选模 =23JE'^=  
8JvF4'zx  
4.1.1激光单纵模的选取 "_dh6naZX  
QhV!%}7  
4.1.2激光单横模的选取  (o`"s~)  
k=L(C^VP  
4.2激光器的稳频 )Nv$ SH  
G4DuqN~2m  
4.2.1影响频率稳定的因素 "uK`!{  
z@5t7e)!R  
4.2.2稳频方法概述 iX ;E"ov]  
svki=GD_(.  
4.2.3兰姆凹陷法稳频 pI*/ - !I  
QQ*yQ\  
4.2.4饱和吸收法稳频 0NKo)HT  
g_{hB5N](7  
4.3激光束的变换 DSiI%_[Ud  
cEzWIS?pp\  
4.3.1高斯光束通过薄透镜时的变换 =pHWqGOD  
_c| aRRW  
4.3.2高斯光束的聚焦 v}w=I}<x  
{p#[.E8  
4.3.3高斯光束的准直 } ti+tM*  
M`{x*qR  
4.3.4激光的扩束 ;533;(d* o  
ODE9@]a  
4.4激光调制技术 K5(:UIWx  
~xz3- a/  
4.4.1激光调制的基本概念 (W.euQy  
E*rnk4Y  
4.4.2电光强度调制 %*4Gx +b  
7|=*z  
4.4.3电光相位调制 L_$M9G|5n  
_ElA\L4g%  
4.5激光偏转技术 Ya$JX(aUe  
jTjGbC]X  
4.5.1机械偏转 b.Wf*I?  
LeY!A#j  
4.5.2电光偏转 N[G<&f9  
xxnMvL;  
4.5.3声光偏转 0:<dj:%M  
k:D;C3vJd  
4.6激光调Q技术 mRI W9V  
y7 tK>aD}  
4.6.1激光谐振腔的品质因数Q 3\Y}{(O |  
!Pmv  
4.6.2调Q原理 X2#;1 ku  
'IrwlS  
4.6.3电光调Q 23a&m04Rk  
E&G_7->  
4.6.4声光调Q z` b. ~<P  
cpV:y  
4.6.5染料调Q HRF4 Ro  
%dXfC!  
4.7激光锁模技术 ,nMc. G3  
,^JP0Vc*  
4.7.1锁模原理 eZ~^Z8F[6  
>j]*=&,7  
4.7.2主动锁模 #vN\]e  
h[c HCVM:  
4.7.3被动锁模 Q!DQ!;Br6  
pf.T{/%  
思考练习题4 F*WW v&\X  
h 9V9.'  
第5章典型激光器介绍 ^0t81,`  
54 8w v  
5.1固体激光器 C._I\:G^  
K%h83tm+  
5.1.1固体激光器的基本结构与工作物质 %v++AcE  
7{oG4X!  
5.1.2固体激光器的泵浦系统 hk"^3d!  
B1@c`BJ;9T  
5.1.3固体激光器的输出特性 D]+tr%  
"HR &Rf k  
5.1.4新型固体激光器 S\<]|tM:x  
8a{FxCBw  
5.2气体激光器 Vxif0Bx&/d  
8xUmg&  
5.2.1氦氖(HeNe)激光器 * wN+Ak q  
LQYT/  
5.2.2二氧化碳激光器 d>F=|dakL  
WU1 I>i  
5.2.3Ar+离子激光器 dL"$YU9 z  
(E)/' sEb  
5.3染料激光器 c4CBpi?}  
ih1s`CjG  
5.3.1染料激光器的激发机理 >*A\/Da]j  
r8C6bFYM  
5.3.2染料激光器的泵浦 DSix(bs9  
->vfQwBFd  
5.3.3染料激光器的调谐 #'z\[^vp  
/= P!9d {  
5.4半导体激光器 %@(6,^3%i  
;B`e;B?1Q  
5.4.1半导体的能带和产生受激辐射的条件 \@4QG.3&  
D00rO4~6D%  
5.4.2PN结和粒子数反转 o <LA2 q`T  
(JFa  
5.4.3半导体激光器的工作原理和阈值条件 cd}TDd(H%  
0t 7yK  
5.4.4同质结和异质结半导体激光器 K@*m6)  
xPqpNs-,  
5.5其他激光器 451C2 %y  
+XWXHt  
5.5.1准分子激光器 f7OfN#I  
7 pg8kq@  
5.5.2自由电子激光器 oq]KOj[  
7K9+7I&C  
5.5.3化学激光器 Mz]LFM  
&nPv%P,e  
思考练习题5 :KX/GN!n  
OR&+`P"-\  
第6章激光在精密测量中的应用 z[qM2  
 [.z1  
6.1激光干涉测长 LEVNywk[  
m{Q{ qJ5>  
6.1.1干涉测长的基本原理 @R}L 4  
z!Jce}mx  
6.1.2激光干涉测长系统的组成 OAw/  
"_'9KBd!  
6.1.3激光外差干涉测长技术 xKsn);].`  
\ox:/-[c\<  
6.1.4激光干涉测长应用举例 ]2zx}D4f  
!9iVe7V  
6.2激光衍射测量 40%p lNPj  
XA9$n_| bw  
6.2.1激光衍射测量原理 D (qT$#  
>tP/"4c  
6.2.2激光衍射测量的方法 [W{`L_"  
=]W{u`   
6.2.3激光衍射测量的应用 >&?wo{b  
:Np&G4IM>  
6.3激光测距 ~n"V0!:'4  
?WUE+(oH>  
6.3.1激光脉冲测距 ['-ln)96.  
HdWghxz?)  
6.3.2激光相位测距 " I`YJEv  
z=)5M*h  
6.4激光准直及多自由度测量  ^r ;}6  
!c1 E  
6.4.1激光准直仪 >wcsJ {I  
uX}M0W  
6.4.2激光衍射准直仪 C UBcU  
<;9 vwSH>  
6.4.3激光多自由度测量 _rjCwo\  
wK#UFOp  
6.5激光多普勒测速 Mm.!$uR  
, is .{ y  
6.5.1运动微粒散射光的频率 =t)eT0  
r="X\ [on  
6.5.2差频法测速 :X`J1E]Rjd  
62vz 'b  
6.5.3激光多普勒测速技术的应用 l@#X]3h!  
SKRD{MRsux  
6.6环形激光测量角度和角加速度 @Gn9x(?J  
} A# C  
6.6.1环形激光精密测角 {8I93]  
G2L7_?/m  
6.6.2光纤陀螺 /.WD '*H  
kf5921(P  
6.7激光环境计量 TS3 00F  
<j,7Z>Rk\x  
6.8激光散射板干涉仪 %8{' XJ!  
\D}/tz5~B  
思考练习题6 lBh {8a|2W  
cVulJ6  
第7章激光加工技术 V<nzThM\  
7%w4?Nv3I  
7.1激光热加工原理 Hh!x&;x}  
GB[W'QGiq  
7.2激光表面改性技术 c yN_Sg  
o~GhV4vq  
7.2.1激光淬火技术的原理与应用 5gJQr%pS  
PVtQ&m$y  
7.2.2激光表面熔凝技术 .-Ao%A W  
= )(;  
7.2.3激光熔覆技术 >Xb]n_`  
_bMs~%?~/  
7.3激光去除材料技术 q(uu;l[  
4L5Wa~5\  
7.3.1激光打孔 t5e(9Yhj  
$V\xN(Ed  
7.3.2激光切割 +;>>c`{  
[;.zl1S<  
7.4激光焊接 ruE.0VI@  
DDkO g]  
7.4.1激光热导焊 : wn![<`3q  
g" M1HxlV  
7.4.2激光深熔焊 a<\m` Es=  
Z)?"pBv'  
7.4.3激光复合焊 3d,|26I7f  
Pel3e ~?t  
7.5激光快速成型技术 j f^fj-  
oEi +S)_  
7.5.1激光快速成型技术的原理及主要优点 ]q?<fEG2<  
+F0M?,  
7.5.2激光快速成型技术 wL%>  
m*I5 \  
7.5.3激光快速成型技术的重要应用 ^AEg?[q  
E26ZVFg  
7.6其他激光加工技术 =n#xnZ3  
="I]D I  
7.6.1激光清洗技术 f 8uVk|a  
;#j/F]xG  
7.6.2激光弯曲 ("9)=x*5  
S:R%%cy  
思考练习题7 +$<m;@mZ  
6w@l#p  
第8章激光在医学中的应用 E&"bgwav{(  
12rr:(#%s  
8.1激光与生物体的相互作用 Kk/qd)nk  
I=lA7}  
8.1.1生物体的光学特性 ;>Kxl}+R  
f:BW{Cij;y  
8.1.2激光对生物体的作用 5B@&]-'~  
\GPWC}V\s  
8.1.3激光对生物体应用的优点 ;>YJ}:r"\  
61wGIN2,  
8.2激光在临床治疗中的应用 A).wjd(_,  
8cW]jm  
8.2.1激光临床治疗的种类与现状 w1iQ#.4K_  
`@Qq<T}V  
8.2.2激光在皮肤科及整形外科领域中的应用 >B3_P4pW9  
sM-k,0z  
8.2.3激光在眼科中的应用 wRWN]Vo  
E7 7Au;TL  
8.2.4激光在泌尿外科中的应用 *d)B4qG  
wtRAq/  
8.2.5激光在耳鼻喉科中的应用 3:76x  
DuCq16'0T  
8.2.6最新的技术——间质激光光凝术 ==Y^~ab;K  
rVZk G,Q  
8.2.7光动力学治疗 &}*[-z  
[Si`pPvl  
8.3激光在生物体检测及诊断中的应用 )C <sj   
0] 5QX/I  
8.3.1利用激光的生物体光谱测量及诊断  H'2pmwk  
* 78TT \q<  
8.3.2激光断层摄影 V}Oxz04  
sdrE4-zd  
8.3.3激光显微镜 MF>?! !  
;[%AeN5W  
8.4医用激光设备 cp]\<p('A  
V<(cW'zA/  
8.4.1医用激光光源 rw58bkh6  
:5p`H  
8.4.2医用激光传播用光纤 bY]aADv\  
{:!*1L  
8.5激光应用于医学的未来 _W&.{ 7  
6$`8y,TMSt  
8.5.1医用激光新技术 hoPCbjkov  
@0+@.&Z  
8.5.2光动力学治疗的前景 fF<~2MiKw  
\vpUl  
思考练习题8 ofRe4 *\j  
|"\A5v|1  
第9章激光在信息技术中的应用 "y#$| TMB  
02?y%  
9.1光纤通信系统中的激光器和光放大器 I+ydVj(Op  
$Z$BF  
9.1.1半导体激光器 *<]ulR2  
PC=b.H8P+W  
9.1.2光纤激光器 KN_3]-+B  
)g+~"&Gcx  
9.1.3光放大器 Pv/$ ;R%  
Pe~[qETv  
9.2激光全息三维显示 T[q2quXgk  
#sN]6  
9.2.1全息术的历史回顾 }-!0d*I  
f D2. Zh  
9.2.2激光全息术的基本原理和分类 tVFl`Xr   
RQ!kVM@  
9.2.3白光再现的全息三维显示 3Vs8"BFjz  
1Sx2c  
9.2.4计算全息图 9x23## s  
|+f@w/+  
9.2.5数字全息术 h b_"E, `F  
iTwb#Q=  
9.2.6全息三维显示的优点 6 -N 442  
&M&*3  
9.2.7全息三维显示的应用 cY0NQKUk~  
3c}@_Yn  
9.2.8全息三维显示技术的展望 }&F|u0@b  
GO2mccIB  
9.3激光存储技术 xG/B$DLn  
4hz T4!15  
9.3.1激光存储的基本原理、分类及特点 "A6m-xE~  
=+DfIO  
9.3.2激光光盘存储 g1Ed:V]_  
kNR -eG  
9.3.3激光体全息光存储 j 4!$[h  
UQ c!"D  
9.3.4激光存储技术的新进展 Py y!B  
I() =Ufs5z  
9.4激光扫描和激光打印机 C3)*Mn3%P  
.o8Sy2PaV  
9.4.1激光扫描 E2K{9@i  
;-#2p^  
9.4.2激光打印机 >J*x` a3Q  
d<K2 \:P{}  
9.5量子光通信中的激光源 \2)D  
y)vK=,"  
9.5.1量子光通信 0$ JH5RC  
2*Zk^h=  
9.5.2量子态发生器及应用 Pm&hv*D  
E@,m +  
思考练习题9 K*I!:1;3N  
e`n+U-)z  
第10章激光在科学技术前沿问题中的应用 Znr@-=xZO*  
+`,;tz=?  
10.1激光核聚变 ~-R%m  
cX7 O*5C  
10.1.1受控核聚变 /| q .q  
7-:R{&3Lm:  
10.1.2磁力约束和惯性约束控制方法 h4Wt oE>i  
o1`\*]A7J  
10.1.3激光压缩点燃核聚变的原理 v{d$DZUs  
V'hb 4}@  
10.2激光冷却 A]Bf&+V  
C RBj>  
10.3激光操纵微粒 \?SvO  
<qg4Rz\c]  
10.3.1光捕获 m8@&-,T   
G/*;h,NbNr  
10.3.2微粒操纵 |Dt_lQp#  
sSd/\Ap  
10.4超越经典衍射极限的分辨率 Z1#u&oX  
CYRZ2Yrk?"  
10.4.1解析延拓 _j+!Fd  
!O,Sq/=.  
10.4.2综合孔径傅里叶全息术 K!]a+M]>  
_ f'v>"K  
10.4.3傅里叶叠层算法 q`,%L1c4  
7:,f|>  
10.4.4相干谱复用 x-"8V(  
%x N${4)6  
10.4.5非相干结构光照明成像 1W\E`)Z}]  
Y=p!xr>  
10.4.6超分辨荧光显微镜 >))CXGE  
3/>7b (  
10.5激光光谱学 y~fKLIoz"  
4;fuS_(X  
10.5.1拉曼光谱 2 /FQ;<L  
jMgXIK\  
10.5.2空间高分辨的激光显微光谱 Hs*["zFc  
3V<@ Vkf5  
10.5.3频率高分辨的双光子光谱 Keozn*fzI  
;h\T7pwwb  
10.5.4时间高分辨的激光闪光光谱 =hkYQq`Q  
$c9-Q+pZ  
10.5.5各种特殊效能的激光光谱技术 "|h%Uy?XY  
!bP%\)5  
10.6激光用于反常多普勒效应的基础物理研究 5?lc%,-&  
PVsKI<  
10.6.1电磁波的正常多普勒效应 CmZayV  
1h&`mqY)L.  
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 7~ PL8  
d=/0A\O  
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 <.Ws; HN}  
xSm;~')g  
10.6.4反常多普勒效应的测量光路设计及理论分析 maXg(Lu  
{%f{U"m  
10.6.5反常多普勒效应的测量实验结果 64<;6*  
TIWR[r1!  
思考练习题10 EU$.{C_O(  
s_'&_>D  
附录A随机变量 gcU*rml  
;f[lq^eV  
A.1概率的定义和随机变量 Fl-\{vOn  
@1MnJP  
A.2分布函数和密度函数 +!/ATR%Uci  
uh )S;3|  
A.3推广到两个或多个联合随机变量 98>GHl'lM  
8R,<S-+v  
A.4统计平均 BmG(+;;&  
T3X'73M  
附录B随机过程 X2z<cJG|d@  
=l/6-j^  
B.1随机过程的定义和描述 p;O%W@n"  
|A%9c.DG.  
B.2平稳性和遍历性 9;E=w+  
*\sPHz.  
参考文献 Y@UkP+{f=  
Yc:%2KZ"  
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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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