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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。 [w+yQ7P QfKR
pnj(o [attachment=99403] 00$ @0 >F_qa=t%[ 第1章辐射理论概要与激光产生的条件 5&GQ=m Vq? 8u/ 1.1光的波粒二象性 ,k`YDy|#e a
5~G 1.1.1光波 3Qm
t]q #3 }5cC8_ 1.1.2光子
<Hq6]\< mgJ]@s}9 1.2原子的能级和辐射跃迁 ui0J}DM dM>j<JC= 1.2.1原子能级和简并度 Dohl,d 1( QWt 1.2.2原子状态的标记 ,E
n(gm /*mFP.en 1.2.3玻尔兹曼分布 WOe{mwhhj >b/k|?xP 1.2.4辐射跃迁和非辐射跃迁 5yO#N2jY\ T<9dW?'| 1.3光的受激辐射 u(TgWp5WF T7WZ(y
3C 1.3.1黑体热辐射 k:(e79 8\W3FvQ 1.3.2光和物质的作用 OXa5Jg}= w|K(>5nz 1.3.3自发辐射、受激辐射和受激吸收之间的关系 0k .# 2\$WP-)% 1.3.4自发辐射光功率与受激辐射光功率 g z)wUQ|W h>mBkJ
{ 1.4光谱线增宽 a{%52B" d=.n|rS4
W 1.4.1光谱线、线型和光谱线宽度 =F!",a~ /S2p ``E+ 1.4.2自然增宽 _dJVnC1 ! inq4CGY 1.4.3碰撞增宽 nEZ-h7lzl( /o}0oo5B 1.4.4多普勒增宽 )0 42?emn fjz2m 1.4.5均匀增宽和非均匀增宽线型 X,C/x) qQ?,|4)y 1.4.6综合增宽 ]
_]6&PZXk >uqS 1.5激光形成的条件 k8t Na@H )ZuQ;p
1.5.1介质中光的受激辐射放大 cr=FMfhB nw]e_sm 1.5.2光学谐振腔和阈值条件 !m/Dd0 3gfV0C\ 思考练习题1 }GU6Q|s[u[ s].'@_~s 第2章激光器的工作原理 c+G :@% >R'VY "\ 2.1光学谐振腔结构与稳定性 \I o?ul}za Xj@
2.1.1共轴球面谐振腔的稳定性条件 [gg7Z|Hu vY+_tpuEH 2.1.2共轴球面腔的稳定图及其分类 "8j;k5< .AmM%I4K 2.1.3稳定图的应用 U}C#:Xi>$ `'WY'\|C 2.2速率方程组与粒子数反转 cO"Xg<#y g`f6gxc 2.2.1三能级系统和四能级系统 JNA}EY^2I. J1v0
\ 2.2.2速率方程组 +h\W~muR <=GzK:4L 2.2.3稳态工作时的粒子数密度反转分布 aR(Z~z;C V
n!az} 2.2.4小信号工作时的粒子数密度反转分布 jP7+s.j> Hh'14n&W 2.2.5均匀增宽型介质的粒子数密度反转分布 eMPQ|
W .WPR}v,.Z 2.2.6均匀增宽型介质粒子数密度反转分布的饱和效应 xYkgNXGs5 +/UXy2VRt$ 2.3均匀增宽介质的增益系数和增益饱和 >|o9ggL`J5 3M:B?2 2.3.1均匀增宽介质的增益系数 #+DmH JI#Enh!Lv 2.3.2均匀增宽介质的增益饱和 c%,6L <[ HZQ3Ht 3Vh 2.4非均匀增宽介质的增益饱和 zZjLt1 {p_vR/yN 2.4.1介质在小信号时的粒子数密度反转分布值 :\=
NH0M uP'w.nA&2 2.4.2非均匀增宽型介质在小信号时的增益系数 A ** M"T =K<I)2
2.4.3非均匀增宽型介质稳态粒子数密度反转分布 y2hFUq ^1&
LHrT 2.4.4非均匀增宽型介质稳态情况下的增益饱和 p(&o'{fb 1NHoIX 2.5激光器的损耗与阈值条件 u:u 7|\q ~ FrkLP 2.5.1激光器的损耗 qYiK bzy
*/dsMa 2.5.2激光谐振腔内形成稳定光强的过程 3ijI2Zy b)`#^uxxJ 2.5.3阈值条件 ALieUf "Ohpb!J9 2.5.4对介质能级选取的讨论 O0*L9C/Q +mW$D@Pf 思考练习题2 H5MAN,` 2bG4,M 第3章激光器的输出特性 oZcwbo8 <|.! Px86 3.1光学谐振腔的衍射理论 xgw)`>p,W 5z mHb 3.1.1数学预备知识 ='||BxB K1{nxw!` 3.1.2菲涅耳-基尔霍夫衍射公式 jO
N}&/ kvVz-PJy 3.1.3光学谐振腔的自再现模积分方程 ~I^[rP~ nKJ7K8) 3.1.4激光谐振腔的谐振频率和激光纵模 I=Dk'M W>s9Mp 3.2对称共焦腔内外的光场分布 4O"kOEkKT> E/-Kd!|" 3.2.1共焦腔镜面上的场分布 6uE1&-:L !*.
nR(>d 3.2.2共焦腔中的行波场与腔内外的光场分布 qvT+d
l3#[ tZ24}~da 3.3高斯光束的传播特性 d3J_IW+8R$ )$N{(Cke2T 3.3.1高斯光束的振幅和强度分布 ~vZzKRVS W$&Ets8zo 3.3.2高斯光束的相位分布 jY6=+9Jz5 ?(UXK hs 3.3.3高斯光束的远场发散角 T eTOj|
_q}%!#4 3.3.4高斯光束的高亮度 $ttr_4= :=7;P) 3.4稳定球面腔的光束传播特性 A;HKR4p;8 $5(%M8qmQ 3.4.1稳定球面腔的等价对称共焦腔 4J|t} vX24W*7 3.4.2稳定球面腔的光束传播特性 #/=yz<B Z`KXXlJ^i 3.5其他几种常用的激光光束 PBnn,# 6U3@-+lF 3.5.1厄米-高斯光束 uy\+#:44d T0)y5 3.5.2拉盖尔-高斯光束 K1nwv" ~?+m=\ 3.5.3贝塞尔光束 +-137!x\q (pNng"/ 3.6激光器的输出功率 =qQQ^`^F'~ F=c_PQO 3.6.1均匀增宽型介质激光器的输出功率 3<E$m* p{PYUW"?^ 3.6.2非均匀增宽型介质激光器的输出功率 3!UP>,! -^"?a]B 3.7激光器的线宽极限 :m)?+ ]}c=U@D,9 3.8激光光束质量的品质因子M2 J0plQDe dAt[i\S 3.9模式激光的某些一阶统计性质 H<?yG-> 0~+:~$VrT 3.9.1单模激光的一阶统计性质 e-t`\5b; 9xp
;$14 3.9.2多模激光的一阶统计性质 F+r6/e6a d7gSkna`5c 思考练习题3 ^yZEpQN_ ] 6B!eB
! 第4章激光的基本技术 q0<`XDD` Tr!X2#)A! 4.1激光器输出的选模 !g:UM R -*r';Mz; 4.1.1激光单纵模的选取 s``L?9 IGQ8-#= 4.1.2激光单横模的选取 F9hWB17u w;_=$L'H&G 4.2激光器的稳频
H:Le^WS
o`0H(\en 4.2.1影响频率稳定的因素 +y(h/NcQ -6>rR{z 4.2.2稳频方法概述 -lEh}r k]sT'}[n 4.2.3兰姆凹陷法稳频 ~`.%n7 J n/=v\K@ 4.2.4饱和吸收法稳频 Xs_y!l ;& +75n 4.3激光束的变换 gQwmYe ocUu 4.3.1高斯光束通过薄透镜时的变换 n4,J#h/ ?sE21m?b- 4.3.2高斯光束的聚焦 H0 t1& : u>Hx#R<*% 4.3.3高斯光束的准直 @su,w,xLS TXv#/@ 4.3.4激光的扩束 Bw[V K7 +=4b5*+qG 4.4激光调制技术 2ra4t]f6 RPwSo.c4 4.4.1激光调制的基本概念 iL<O|' be zZ-*/THB@R 4.4.2电光强度调制 ^lj>v}4fkW cB^lSmu5 4.4.3电光相位调制 {wySH[V uyIA]OtyN 4.5激光偏转技术 *fZ'#C~x 2t<CAKBB
4.5.1机械偏转 K~R{q+ 6yqp<D0SP) 4.5.2电光偏转 <LY+"
Y ]vMft? 4.5.3声光偏转 ,H8Pmn? Dlp::U*N' 4.6激光调Q技术 pP&~S<[ uQCS%|8C 4.6.1激光谐振腔的品质因数Q /2 (F `'`XB0vb 4.6.2调Q原理 =UN:IzT '1<QK 4.6.3电光调Q /<~IKVz\& /DCUwg=0 4.6.4声光调Q }<p%PyM w'C(? ?mH 4.6.5染料调Q `KN{0<Ne q_bB/ 4.7激光锁模技术 fy5)Tih%.* nm..$QL 4.7.1锁模原理 Rd/!CJ@g S3w? X 4.7.2主动锁模 +}]xuYzo uP:'e8 4.7.3被动锁模 gueCP+a_ A]1](VQ)4 思考练习题4 Flsf5 Tr0 &LE/hA 第5章典型激光器介绍 ~9=g" v 0:nyOx(; 5.1固体激光器 NeH^g0Q2,g v2NzPzzyb 5.1.1固体激光器的基本结构与工作物质 NR" Xn7G SX#ATf6# 5.1.2固体激光器的泵浦系统 i{.!1i: j1)w1WY0@ 5.1.3固体激光器的输出特性 Ktoxl+I? y7JJ[:~~ 5.1.4新型固体激光器 }QK-@T@4< 6B=J*8
Hs 5.2气体激光器 eG.?s;J0 W>.qGK|l 5.2.1氦氖(HeNe)激光器 ^VD14V3 ;TYkJH" 5.2.2二氧化碳激光器 `J;_!~: 92EvCtf 5.2.3Ar+离子激光器 PM{kiz^ ]'{<O3:7 5.3染料激光器 Lq:Z='Kc tlE+G@|^ 5.3.1染料激光器的激发机理 Xh5
z8 }0:=)e 5.3.2染料激光器的泵浦 *&7Av7S r>Vgo):s 5.3.3染料激光器的调谐 uTQ/_$
2!A/]:[F 5.4半导体激光器 E8/P D {B34^H: 5.4.1半导体的能带和产生受激辐射的条件 1r$q $\ E$gcd#rT 5.4.2PN结和粒子数反转 3vx?x39*Y _ 95V"h 5.4.3半导体激光器的工作原理和阈值条件 JVRK\A|R UPH:$Fk& 5.4.4同质结和异质结半导体激光器 <S<(wFE@4 ."dmL= 5.5其他激光器 CQS34&G$a Pt E>08 5.5.1准分子激光器 VgOj#Z?K 2|+**BxHD 5.5.2自由电子激光器 (V*ggii@ .- {B 5.5.3化学激光器 o@}Jd0D4 :*1bhk8~ 思考练习题5 1N2s[ \q$ 0e&Vvl4DK 第6章激光在精密测量中的应用 S~hNSw(- Y<l{DmrsA 6.1激光干涉测长 b2hB'!m uk16 6.1.1干涉测长的基本原理 0GEK xV\F /_v@YB!0 6.1.2激光干涉测长系统的组成
@wb V@ u9 J;OsnHK 6.1.3激光外差干涉测长技术 +c?1\{M smJ%^'x 6.1.4激光干涉测长应用举例 L9(fa+$+# ?Yxk1Y4ig) 6.2激光衍射测量 -W2 !_ r\Zz=~![< 6.2.1激光衍射测量原理 >J+hu;I5 IZ"d s=w 6.2.2激光衍射测量的方法 3DbS\jja iXeywO2nP 6.2.3激光衍射测量的应用 4 QD.'+L YvR MUT
6.3激光测距 *s}dtJ pPUKx=d 6.3.1激光脉冲测距 /2 ')u| |}t[-a 6.3.2激光相位测距 q<dZy? f X0O@, 6.4激光准直及多自由度测量 8V?O=3<a 3+rud9T 6.4.1激光准直仪 pbt/i+! va[@XGaC3 6.4.2激光衍射准直仪 1*, f :A.dlesv6 6.4.3激光多自由度测量 u?r=;:N|y |p}qK
Fdi 6.5激光多普勒测速 0x*L"HD D<78Tm
x 6.5.1运动微粒散射光的频率 l.Iov?e1S e4ym6q<6! 6.5.2差频法测速 %#7Yr(& XDRw![H,~ 6.5.3激光多普勒测速技术的应用 v!JQ;OX hi^@969 6.6环形激光测量角度和角加速度 d ]R&mp|' p'tB4V qT 6.6.1环形激光精密测角 O0[.*xG hE@s~~JYd 6.6.2光纤陀螺 +zn&DG0\X 9)}Nx>K 6.7激光环境计量 KF(N=?KO w,f1F;!q1 6.8激光散射板干涉仪 XR3=Y0YDf lky{<jZ% 思考练习题6 KsZd.Rf=@ U 51C /A 第7章激光加工技术 .s Ci9d
WR 8&+m5xS 7.1激光热加工原理 x=s=~cu4, OFH!z{* 7.2激光表面改性技术 pu3ly&T#a_ tn>z%6;&Z 7.2.1激光淬火技术的原理与应用 f}qR'ognUu {kVhht]X 7.2.2激光表面熔凝技术 XqX6UEVR4 tj<a , l 7.2.3激光熔覆技术 m$6u K0 T-S6`^_L 7.3激光去除材料技术 Y_S>S(0 fR]%:'2k 7.3.1激光打孔 8Evon&G59 x"7`,W 7.3.2激光切割 BUhLAO
St 4YNS.| 7.4激光焊接 nZ7FG NWx.l8G 7.4.1激光热导焊 Ut|G.%1Vd% $=) i{kGS@ 7.4.2激光深熔焊 o$disJ "eRf3Q7w: 7.4.3激光复合焊 1T96W :
p{c+ +P5 7.5激光快速成型技术 /8](M5X]f wX7|a/|@ 7.5.1激光快速成型技术的原理及主要优点 {[Sd[P x.J%
c[Q8 7.5.2激光快速成型技术 N i\*<:_ DSb/+8KT 7.5.3激光快速成型技术的重要应用 |^ K"#K $;@LPE 7.6其他激光加工技术 b3$aPwv '(N -jk 7.6.1激光清洗技术 H#zsk*=QD I" AgRa 7.6.2激光弯曲 ^dc~hD KNH.4A , 思考练习题7 D`|.% SY: gr 第8章激光在医学中的应用 [ vWcQ6m UM?{ba9 8.1激光与生物体的相互作用 0H<&*U_V \*24NB 8.1.1生物体的光学特性 UBN^dbP* 7-*QF>w<a 8.1.2激光对生物体的作用 8`edskWrU n4* hQi+d 8.1.3激光对生物体应用的优点 P8Nzz(JF 8V]oR3' 8.2激光在临床治疗中的应用 w"p,6Ew <X5'uve 8.2.1激光临床治疗的种类与现状 x^s2bb 67916 8.2.2激光在皮肤科及整形外科领域中的应用 _!m_s5{ >=<qAkk 8.2.3激光在眼科中的应用 N|G=n9p IO, kGUS 8.2.4激光在泌尿外科中的应用 <M//zXa ;a]Lxx;- 8.2.5激光在耳鼻喉科中的应用 lz=DP:/& }PdHR00^ 8.2.6最新的技术——间质激光光凝术 BPFd'-O) ve#*qz Y 8.2.7光动力学治疗 iGCA>5UE Ib$*w)4: 8.3激光在生物体检测及诊断中的应用 |(mr&7O >O7ITy 8.3.1利用激光的生物体光谱测量及诊断 S}0W<H P *)PCPYB^ 8.3.2激光断层摄影 C&d%S|:IR pH#*:v!) 8.3.3激光显微镜 +@:$7m(V 7.-g=Rcz 8.4医用激光设备 %D::$,;<< Sk*-B@!S 8.4.1医用激光光源 @O~ IV"OzQONx 8.4.2医用激光传播用光纤 pv:7kgod
8(.DI/ 8.5激光应用于医学的未来 urJ>dw?FI dr25;L? B 8.5.1医用激光新技术 @@!Mt~\ 95`Q=I|i 8.5.2光动力学治疗的前景 a!`b`r-4 .Pp;% 思考练习题8 |7ga9 ,&wTUS\ 第9章激光在信息技术中的应用 ?A!Lh, ."N`X\ 9.1光纤通信系统中的激光器和光放大器 ^qs{Cf$ M"q]jeaM 9.1.1半导体激光器 -uho; R"j6 w[tn 9.1.2光纤激光器 mp^;8??; F4!,8)} 9.1.3光放大器 /(`B;? 6$]p;}# 9.2激光全息三维显示 8 *Fr=+KN 5<%]6c x} 9.2.1全息术的历史回顾 i Sm5k:7 XIv{jzgF 9.2.2激光全息术的基本原理和分类 IW48Sg Je|D]w 9.2.3白光再现的全息三维显示 f
zu#! IaxzkX_48 9.2.4计算全息图 ?DAW~+,!7o ~:65e 8K 9.2.5数字全息术 Ch`nDIne b!>w4MPe 9.2.6全息三维显示的优点 LU#DkuIG gk%8iT 9.2.7全息三维显示的应用 Bld%d:i ;$ot,mH?T 9.2.8全息三维显示技术的展望 $V X<UK$|s }]-SAM 9.3激光存储技术 "IOu$? \u|8MEB 9.3.1激光存储的基本原理、分类及特点 FZ!KZ!p V;b^b5yZ> 9.3.2激光光盘存储 6Y#-5oEu/ RETq S 9.3.3激光体全息光存储 S-FoyID\H W#pA W 9.3.4激光存储技术的新进展 G4!$48 J6*Zy[)%&S 9.4激光扫描和激光打印机 <lk_]+ XJ3 .x$!Rc} 9.4.1激光扫描 |+?ABPk" s+"[S% 9.4.2激光打印机 3@k;"pFa< @!92Ok 9.5量子光通信中的激光源 Y(>]7 Vt_NvPB` 9.5.1量子光通信 6B4s6 X@,xwsM%tb 9.5.2量子态发生器及应用 _IAvFJI yFt'<{z[nL 思考练习题9 jni }o m Z%*_kk 第10章激光在科学技术前沿问题中的应用 b"Hg4i) H}}]Gh.T 10.1激光核聚变 AJRfl% 3 J~Gq#C^e 10.1.1受控核聚变 {u BpM9KT oa:GGW4Q 10.1.2磁力约束和惯性约束控制方法 tS2 P|fl =2VM(GtK> 10.1.3激光压缩点燃核聚变的原理 s'LY)_n U!@3[' 10.2激光冷却 }r&^*"
2= PI7M3\z 10.3激光操纵微粒 8aw'Q? P |c6V 10.3.1光捕获 axOdGv5 (rcH\ 10.3.2微粒操纵 S3-3pJ]~Zk a;p3Me7 10.4超越经典衍射极限的分辨率 )j6VROt w'q}aQS 10.4.1解析延拓 ]Mv.Rul?~ 4|f I9. 10.4.2综合孔径傅里叶全息术 '?+q3lps =K#D^c~ 10.4.3傅里叶叠层算法 CT6Ca, EEQW$W1@ 10.4.4相干谱复用 9N>Dp N o.5w>l!9K 10.4.5非相干结构光照明成像 [wAI;=. 62&E]>A(i 10.4.6超分辨荧光显微镜 oDp!^G2A"
=@b/Gl 10.5激光光谱学 DSyfF&uC Xj.Tg1^K" 10.5.1拉曼光谱 #RoGyrLo #RK?3?wcr 10.5.2空间高分辨的激光显微光谱 ![os5H.b#q :)+|q 10.5.3频率高分辨的双光子光谱 e:IUO1# vMJv.O>HW 10.5.4时间高分辨的激光闪光光谱 1btQ[a6j '+BcPB?E 10.5.5各种特殊效能的激光光谱技术 50Z$3T Ip]-OVg 10.6激光用于反常多普勒效应的基础物理研究 qp>O#tj[ AW@I, 10.6.1电磁波的正常多普勒效应 j+Nun RE`XyS0Q 10.6.2在负折射率材料中传播的电磁波的反常多普勒效应 mM"!=' z hVRpk0IJDK 10.6.3折射光子晶体棱镜的设计以及负折射性质的实验验证 MWGW[V; ppIMaP 10.6.4反常多普勒效应的测量光路设计及理论分析 9J_lxy} {20^abUAS 10.6.5反常多普勒效应的测量实验结果 @giipF2$ o
Y_(UIa 思考练习题10 XoM+"R" uArs[e|f 附录A随机变量 y4s]*?Wz 7Zp'}Om<I A.1概率的定义和随机变量 yhQv $D,^f 3dNOXk,# A.2分布函数和密度函数 )BudV zg $O,$KAC A.3推广到两个或多个联合随机变量 #/t^?$8\\ uiDK&@RS A.4统计平均 zghUwW |K j}Lt"r2F 附录B随机过程 p= jD "lq &;5QB B.1随机过程的定义和描述 ~p<o":k+Lv }X94M7+-> B.2平稳性和遍历性 :
'M$:ZJ D1t@Y.vl 参考文献 E[HXbj" 0XFJ/
W}V L 3s J3cbDE%^m (实体书推荐,有需求者,可以购买!)
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