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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 lUr chLoDt
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 *D P_
"_^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!t e
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'u Dvm
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[V Q 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 .s Co,
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
lQ oa[#q
2.2.4小信号工作时的粒子数密度反转分布 N-l XC" {)
N@*v'MEko%
2.2.5均匀增宽型介质的粒子数密度反转分布 7 qu hp\
U%2 pbGU
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
/
~u7a5 0
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!r S
.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^
H Sq&'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
D tt[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 &>XIK 8*
~kj1L@gy
3.3.1高斯光束的振幅和强度分布 Z4b<$t[u
Dh *Uv,
3.3.2高斯光束的相位分布 6p=AzojoB
mhv {6v
3.3.3高斯光束的远场发散角 4en[!*
6av]L Y K
3.3.4高斯光束的高亮度 0sD"Hu
0hp *(, L
3.4稳定球面腔的光束传播特性 H<92tP4M
{R5Q{]dK 3
3.4.1稳定球面腔的等价对称共焦腔 mQ*:?\@
o4^rE<vJ
3.4.2稳定球面腔的光束传播特性 FZ)_WaqG f
2^'|[*$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 =pH WqGOD
_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.euQ y
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$JX(aUe
jTjGbC]X
4.5.1机械偏转 b.Wf*I?
LeY! A#j
4.5.2电光偏转 N[G <&f9
xxnM vL;
4.5.3声光偏转 0:< dj:%M
k:D;C3vJd
4.6激光调Q技术 mRI W9V
y7 tK> aD}
4.6.1激光谐振腔的品质因数Q 3\Y}{(O |
!Pmv
4.6.2调Q原理 X2#;1 ku
'IrwlS
4.6.3电光调Q 23a&m04Rk
E&G_7->
4.6.4声光调Q z` b. ~ <P
cpV: y
4.6.5染料调Q HRF4
R o
%dXf C!
4.7激光锁模技术 ,nMc.
G3
,^JP0Vc*
4.7.1锁模原理 eZ~^Z8F[6
>j]*=&,7
4.7.2主动锁模 #v N \ ]e
h[c
HCVM:
4.7.3被动锁模 Q!D Q!;Br6
pf.T{/%
思考练习题4 F*WW v&\X
h 9V9.'
第5章典型激光器介绍 ^0 t81,`
54 8w
v
5.1固体激光器 C._I\:G^
K %h83tm+
5.1.1固体激光器的基本结构与工作物质 %v++AcE
7{oG4X!
5.1.2固体激光器的泵浦系统 hk"^3d !
B1@c`BJ;9T
5.1.3固体激光器的输出特性 D]+t r%
"HR
&Rf k
5.1.4新型固体激光器 S\<]|tM:x
8a{FxCBw
5.2气体激光器 Vxif0Bx&/d
8xUmg&
5.2.1氦氖(HeNe)激光器 * wN+Ak q
L QYT/
5.2.2二氧化碳激光器 d>F=|dakL
WU1 I>i
5.2.3Ar＋离子激光器 dL"$YU9 z
(E)/' sEb
5.3染料激光器 c4CBpi?}
ih1 s`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
(J Fa
5.4.3半导体激光器的工作原理和阈值条件 cd}TDd(H%
0 t 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
+XWXH t
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
&n Pv%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[q M2
[.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 OA w/
"_'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}D 4f
!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.!$uR
, is
.{ y
6.5.1运动微粒散射光的频率 =t)eT0
r="X\ [on
6.5.2差频法测速 :X`J1E]Rjd
62vz 'b
6.5.3激光多普勒测速技术的应用 l@#X]3h!
SKRD{MRsux
6.6环形激光测量角度和角加速度 @Gn9x(?J
}
A# C
6.6.1环形激光精密测角 {8I9 3]
G2L7_?/m
6.6.2光纤陀螺 /.WD '*H
kf5921(P
6.7激光环境计量 TS3 00 F
<j,7Z>Rk\x
6.8激光散射板干涉仪 %8{ ' XJ!
\D}/tz5~B
思考练习题6 lBh {8a|2W
cV ulJ6
第7章激光加工技术 V<nzThM\
7%w4?Nv3I
7.1激光热加工原理 Hh!x&;x}
GB[W'QGiq
7.2激光表面改性技术 c yN_Sg
o~GhV4vq
7.2.1激光淬火技术的原理与应用 5g JQr%pS
PVtQ&m$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[
4L5 Wa~5\
7.3.1激光打孔 t5e(9Yhj
$V\xN(Ed
7.3.2激光切割 +;>>c`{
[;.zl1S <
7.4激光焊接 ruE.0V I@
DDkO g]
7.4.1激光热导焊 : wn![<`3q
g" M1HxlV
7.4.2激光深熔焊 a<\m`
Es=
Z)?"pBv'
7.4.3激光复合焊 3d,|26I 7f
Pel3e ~?t
7.5激光快速成型技术 j
f^fj-
oEi +S)_
7.5.1激光快速成型技术的原理及主要优点 ]q?<fEG2<
+F0M?,
7.5.2激光快速成型技术 wL%>
m*I5 \
7.5.3激光快速成型技术的重要应用 ^ AEg?[q
E26ZVFg
7.6其他激光加工技术 =n#xnZ3
="I]D
I
7.6.1激光清洗技术 f 8uVk|a
;#j/F]xG
7.6.2激光弯曲 ("9)=x *5
S:R%%cy
思考练习题7 +$<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@&]-'~
\GPW C}V\s
8.1.3激光对生物体应用的优点 ;>YJ}:r"\
61wG IN2,
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
wt RAq/
8.2.5激光在耳鼻喉科中的应用 3:7 6x
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$`8y,TMSt
8.5.1医用激光新技术 hoPCbjkov
@0 +@.&Z
8.5.2光动力学治疗的前景 fF<~2MiKw
\v pUl
思考练习题8 ofRe4
*\j
|"\A5v|1
第9章激光在信息技术中的应用 "y#$| TMB
0 2?y%
9.1光纤通信系统中的激光器和光放大器 I+ydVj(Op
$Z$B F
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
GO2 mccIB
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 E2 K{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*Z k^h=
9.5.2量子态发生器及应用 Pm&h v*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
cX 7 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$DZUs
V' hb 4}@
10.2激光冷却 A]Bf&+V
C R Bj>
10.3激光操纵微粒 \?Sv O
<qg4Rz\c]
10.3.1光捕获 m8@&-,T
G/*;h,NbNr
10.3.2微粒操纵 |Dt_lQp#
sSd/\Ap
10.4超越经典衍射极限的分辨率 Z1#u&oX
CYRZ2Yrk?"
10.4.1解析延拓 _j +!Fd
! O,Sq/ =.
10.4.2综合孔径傅里叶全息术 K!]a +M]>
_ f'v>"K
10.4.3傅里叶叠层算法 q`,%L1c4
7:,f|>
10.4.4相干谱复用 x -"8V(
%x N${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 H s*["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
$c 9-Q+pZ
10.5.5各种特殊效能的激光光谱技术 "|h%Uy?XY
!bP%\ )5
10.6激光用于反常多普勒效应的基础物理研究 5?lc%,-&
PVsKI<
10.6.1电磁波的正常多普勒效应 Cm ZayV
1h&`mqY)L.
10.6.2在负折射率材料中传播的电磁波的反常多普勒效应 7 ~ PL8
d =/0A\O
10.6.3折射光子晶体棱镜的设计以及负折射性质的实验验证 <.Ws; HN}
xSm;~')g
10.6.4反常多普勒效应的测量光路设计及理论分析 maXg(Lu
{%f{U"m
10.6.5反常多普勒效应的测量实验结果 64<; 6*
T IWR[r1!
思考练习题10 EU$.{C_O(
s_'&_>D
附录A随机变量 gcU*rm l
;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 9 8>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@Uk P+{f=
Yc:%2KZ"
 n0xGIq
;mkkaW,D*
（实体书推荐，有需求者，可以购买！）
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