| 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。 X >Xp&o
&Pg- |Ql
[attachment=99403] /\a]S:V -j
Xm=^\K3
第1章辐射理论概要与激光产生的条件 ml33qXW:
<_a70"i
1.1光的波粒二象性 Sa?5iFg
x1V2|~;p|
1.1.1光波 :{i$2\D H6
}#W`<,*rL.
1.1.2光子 'W?v.W &
VXc+Wm*W
1.2原子的能级和辐射跃迁 keQXJ0
"^
6lvZP(
1.2.1原子能级和简并度 H (NT|
9oz (=R
1.2.2原子状态的标记 m,gy9$
0fPHh>u
1.2.3玻尔兹曼分布 /#qs(!
d
bxh g*A
1.2.4辐射跃迁和非辐射跃迁 JXLWRe
`zzKD2y
1.3光的受激辐射 &J^4Y!gt
Q%n{*p y
1.3.1黑体热辐射 Y=:KM~2hv
-q& 7J'
N
1.3.2光和物质的作用 l4mUx`!
q1TW?\pjb:
1.3.3自发辐射、受激辐射和受激吸收之间的关系 :e&n.i^
lsB9;I^+x
1.3.4自发辐射光功率与受激辐射光功率 O\4+_y
(,J a
1.4光谱线增宽 Cl t5
Jny)u o8
1.4.1光谱线、线型和光谱线宽度 rW FcIh 5
=CKuiO.j
1.4.2自然增宽 iF [?uF
LmXF`Y$
1.4.3碰撞增宽 s^g.42?u
&}nBenYp
1.4.4多普勒增宽 xBL$]>
#
cN_ y
1.4.5均匀增宽和非均匀增宽线型 5 PGlR!^
a/QtJwIV
1.4.6综合增宽 SLdN.4idK
2& . n
1.5激光形成的条件 )+n,5W
zNV!@ Yr
1.5.1介质中光的受激辐射放大 $!|8 g`Tm
<?LfOSdMs^
1.5.2光学谐振腔和阈值条件 Z;GIlgK9
\LdmGv@ &
思考练习题1 &o* s !u
4{;8:ax&w
第2章激光器的工作原理 (odR'#
MX!u$ei
2.1光学谐振腔结构与稳定性 ;-K A UgL2
D!bKm[ T
2.1.1共轴球面谐振腔的稳定性条件 Uvjdx(fY[a
%RQ C9!
2.1.2共轴球面腔的稳定图及其分类 rU=b?D)n!w
9Fy\t{ks
2.1.3稳定图的应用 .D8~)ZWN
W.,% 0cZ
2.2速率方程组与粒子数反转 1B)Y;hg6&
eyeN rk*2o
2.2.1三能级系统和四能级系统 M.ZEqV+k
{ OB-J \7Y
2.2.2速率方程组 2;r]g T~
qwq/ Xcv
2.2.3稳态工作时的粒子数密度反转分布 lx \qp`w
FI]P<)*r
2.2.4小信号工作时的粒子数密度反转分布 b8J @K"
)uQ-YC('0
2.2.5均匀增宽型介质的粒子数密度反转分布 P? 9nTG
D
JLi ZS
2.2.6均匀增宽型介质粒子数密度反转分布的饱和效应 kOs(?=
T4 OguP =
2.3均匀增宽介质的增益系数和增益饱和 3iE-6udCS
j/)"QiS*?
2.3.1均匀增宽介质的增益系数 Lw*;tL <,
WnD^F>
2.3.2均匀增宽介质的增益饱和 ecr88 6
XB0 a dp
2.4非均匀增宽介质的增益饱和 C=fsJ=a 5;
9 YP*f
2.4.1介质在小信号时的粒子数密度反转分布值 `J72+ RA
iM:yX=>a
2.4.2非均匀增宽型介质在小信号时的增益系数 CzYGq
P DRnW
2.4.3非均匀增宽型介质稳态粒子数密度反转分布 s K+
(v
pv$mZi4i
2.4.4非均匀增宽型介质稳态情况下的增益饱和 `AWy!}8
}10\K
2.5激光器的损耗与阈值条件 )|v^9
kmryu=
2.5.1激光器的损耗 #EJhAJ
Ls&+XlrX8
2.5.2激光谐振腔内形成稳定光强的过程 G+0><,S
UQ/qBbn
2.5.3阈值条件 R)ERx z#
$ tI]rU
2.5.4对介质能级选取的讨论 Rv=DI&K%n
g %f*ofb
思考练习题2 h @=7R
))!Bg?t-
第3章激光器的输出特性 g%ubvu2t]
KkEv#2n
3.1光学谐振腔的衍射理论 :z]}ZZ
M : V2a<!c
3.1.1数学预备知识 *n8% F9F
:M06 ;:e
3.1.2菲涅耳-基尔霍夫衍射公式 %m9CdWb=w
OA[&Za#w
3.1.3光学谐振腔的自再现模积分方程 Z1 M>-[j)
$f#agq_
3.1.4激光谐振腔的谐振频率和激光纵模 L'l F/qe^
cB#nsu>
3.2对称共焦腔内外的光场分布 qz 9tr
?>af'o:
3.2.1共焦腔镜面上的场分布 x[QZ@rGIW
!YiuwFt
3.2.2共焦腔中的行波场与腔内外的光场分布 f;gZ|a
6xoq;=o
3.3高斯光束的传播特性 %JtbRs(~q
P"1 S$oc
3.3.1高斯光束的振幅和强度分布 2jl)mL
9IA$z\<<w
3.3.2高斯光束的相位分布 ZPHXzi3j
P-CB ;\
3.3.3高斯光束的远场发散角 I^D0<lHl~
\ p4*$
3.3.4高斯光束的高亮度 Po(]rQbE
LvJGvj
3.4稳定球面腔的光束传播特性 K^zDNIQU
- hzj V|
3.4.1稳定球面腔的等价对称共焦腔 T$KF<
=
Q/ZkW
3.4.2稳定球面腔的光束传播特性 =oX>Ph+ P
GMW,*if8p
3.5其他几种常用的激光光束 S_ v(S^x6
B6] <G-
3.5.1厄米-高斯光束 /4$4h;_8
fj>C@p
3.5.2拉盖尔-高斯光束 I;7nb4]AmF
^N{ltgQY
3.5.3贝塞尔光束 N8v'70
/qU>5;
3.6激光器的输出功率 |Ps% M|8~
$Z?\>K0i
3.6.1均匀增宽型介质激光器的输出功率 Z{ R[Wx
6_gnEve
h
3.6.2非均匀增宽型介质激光器的输出功率 Vw# {C>
@ {#mpDX
3.7激光器的线宽极限 4 o(bxs"
YE}s
3.8激光光束质量的品质因子M2 FJNF%a)x2I
~] 'pY
3.9模式激光的某些一阶统计性质 F7MzCZvu
la
<npX
3.9.1单模激光的一阶统计性质 -x`G2i
'9?;"=6(
3.9.2多模激光的一阶统计性质 O7t(,uox3y
BVw Wj-,
思考练习题3 bU54-3Ox*
wGsRS[
第4章激光的基本技术 DJ@|QQ
'b/ < x|
4.1激光器输出的选模 pS[KBQ"F
sC"}8+[)S3
4.1.1激光单纵模的选取 }_
mT
l@*
ILwn&[A0
4.1.2激光单横模的选取 kJQ#Wz|z]
AVw%w&|%
4.2激光器的稳频 =gh`J N6
&o3K%M;C?
4.2.1影响频率稳定的因素 !? 5U|
,`A ? !.K$
4.2.2稳频方法概述 _7T@5\b :;
xI*#(!x"G
4.2.3兰姆凹陷法稳频 wJ<Oo@snm
m~ho E8C$
4.2.4饱和吸收法稳频 nqVZqX@oE
c`*TPqw(B[
4.3激光束的变换 AJ^#eY5
MZJ]Dwt]
4.3.1高斯光束通过薄透镜时的变换 \C^;k%{LV
7OCwG~_^
4.3.2高斯光束的聚焦 Xjio Z
Gfp1mev
4.3.3高斯光束的准直 SLfFqc+n0
>wHxmq8F5<
4.3.4激光的扩束 WY:&ugGx
6$fYt&1
4.4激光调制技术 6x)$Dl
VdSv
4.4.1激光调制的基本概念 jjM\. KL]
z+ a%5J
4.4.2电光强度调制 E m
6Qe
9[c%J*r
4.4.3电光相位调制 P + " Y
{gNV[45
4.5激光偏转技术 *+ '2?*
K$K^=> I"o
4.5.1机械偏转 4MuO1W-
Cv
ejb+
4.5.2电光偏转 %1 vsN-O}8
A\_ |un%
4.5.3声光偏转 'J&f%kx"
!o=U19)
4.6激光调Q技术 r0d35
RB* J=
4.6.1激光谐振腔的品质因数Q `@[c 8j7
h_1 T,f (
4.6.2调Q原理 gBh;=vOD
:c9U>1`g&
4.6.3电光调Q .h &k jD
pD]0`L-HJU
4.6.4声光调Q I):!`R.,
;,i]w"*
4.6.5染料调Q U j+ j}C
ay "'#[
4.7激光锁模技术 ZCKka0*
wn_b[tdxq
4.7.1锁模原理 jdE 5~a+
Hqnx q
4.7.2主动锁模 ?Kvl!F!`
YEkh3FrbwH
4.7.3被动锁模 7\*FEjRM]
%AOja+
思考练习题4 E0%~! b
/ XnhmqWm%
第5章典型激光器介绍 ? (*t@
{k
>5s6u`\
5.1固体激光器 `wF 8k{Pb
fwK}/0%
5.1.1固体激光器的基本结构与工作物质 s Y?,0T_m
'47P|t
5.1.2固体激光器的泵浦系统 Ig3;E+*>
|FD }e)
5.1.3固体激光器的输出特性 8-y{a.,u.
kJW N.
5.1.4新型固体激光器 z1^gDjkZ
\J+ *
5.2气体激光器 "4vy lHIo
TuW %zF/
5.2.1氦氖(HeNe)激光器 `tjH<
/'31w9
5.2.2二氧化碳激光器 6c^e\0q
c@v {`d
5.2.3Ar＋离子激光器 Y&/ ]O$<
rQ7+q;[J
5.3染料激光器 <SI}lQ'i
v jjSKP6B
5.3.1染料激光器的激发机理 Q{B}ef
A^q [N
5.3.2染料激光器的泵浦 @+ a tBmt
A:7k+4
5.3.3染料激光器的调谐 }Tf9S<xpq3
BD`2l!d
5.4半导体激光器 l}$ U])an#
t3dlS`O
5.4.1半导体的能带和产生受激辐射的条件 `7/Y@}n
:n /@z4#
5.4.2PN结和粒子数反转 z{Mr$%'EY
UI>Y0O
5.4.3半导体激光器的工作原理和阈值条件 SM`w;?L:?
s}N#n(
5.4.4同质结和异质结半导体激光器 } :Z# }8
/z BxJT0
5.5其他激光器 l x,"EOP
Nbp!teH6
5.5.1准分子激光器 7O, U?p
4wrk2x[
5.5.2自由电子激光器 6;|n]m\Vd
MNSbtT*^
5.5.3化学激光器 irN6g #B?
v%fu
思考练习题5 It{ ;SKeo
d> {nQF;c
第6章激光在精密测量中的应用 4C FB"?n0
1UKg=A -q
6.1激光干涉测长 : ]J Ye*
}N*_KzPIa
6.1.1干涉测长的基本原理 H<^/Ati,|
@-+Q#
Zz`
6.1.2激光干涉测长系统的组成 ^a# X9
.nyfYa+
6.1.3激光外差干涉测长技术 e^O(e
)HX|S-qRU=
6.1.4激光干涉测长应用举例 TC<@e<-%Sq
#lkM =lY'
6.2激光衍射测量 o`Ta("9^
s+Q~~]HJM
6.2.1激光衍射测量原理 up'Tit
7U"[Gf
6.2.2激光衍射测量的方法 F{UP;"8'
s>^dxF!+
6.2.3激光衍射测量的应用
6H'HxB4
5|1 T}Z#;
6.3激光测距 .-<k>9S7_
Ntbg`LGf'!
6.3.1激光脉冲测距 p ZZc:\fJ
!H ~<
6.3.2激光相位测距 ]8T!qS(UJd
Q9Q|lO
6.4激光准直及多自由度测量 f4BnX(1u
l EV]4
t_H
6.4.1激光准直仪 AZmb!}m+d
@WI2hHD
6.4.2激光衍射准直仪 -N "&/)
2z|*xS'G
6.4.3激光多自由度测量 8HP6+c%
_%GGl$kH
6.5激光多普勒测速 n(el]_d
5sb\r,kW
6.5.1运动微粒散射光的频率 IV)<5' v
P><o,s "v
6.5.2差频法测速 e/^=U7:io
AhNq/?Q Q~
6.5.3激光多普勒测速技术的应用 L@gWzC~?Q
C?2' +K
6.6环形激光测量角度和角加速度 #b~JD O(
S*n@81Z
6.6.1环形激光精密测角 d20gf:@BM
gmm|A9+tv
6.6.2光纤陀螺 [3@):8
3}/&w\$
6.7激光环境计量 |M+< m">E
&cu lbcz
6.8激光散射板干涉仪 o";Z$tAJkC
{\(L%\sV@
思考练习题6 ;
k)@DX
Uy$)%dYfq5
第7章激光加工技术 }6@pJ G
kP?KXT3y
7.1激光热加工原理 O/<K!;(@?
nI*v820,
7.2激光表面改性技术 'CN|'W)g7
WAS U0
7.2.1激光淬火技术的原理与应用 Oj^,m .R
r3\cp0P;s
7.2.2激光表面熔凝技术 X0n~-m"m
AqV7 \gdOC
7.2.3激光熔覆技术 di>cMS 4 c
uNHF'?X
7.3激光去除材料技术 8A+SjJ4$
m`F N IY
7.3.1激光打孔
0gfA#|'
x(eb5YS
7.3.2激光切割 B}&x aY
4A2?Uhp y
7.4激光焊接 -
h9?1vc7
afb+GA!
7.4.1激光热导焊 /\W Qx e
Y2?.}Z O
7.4.2激光深熔焊 Gqy,u3lE
f?'JAC*
7.4.3激光复合焊 1Q. \s_2
E,f>1meN=
7.5激光快速成型技术 iX4I u3
/)>s##p*
7.5.1激光快速成型技术的原理及主要优点 =%> oR
:P(K 2q3
7.5.2激光快速成型技术 :"!9_p(,,
[ U w i
7.5.3激光快速成型技术的重要应用 6A=8+R'`F
4M^G`WA}t9
7.6其他激光加工技术 *Otg* , \
{Pc<u
gfl
7.6.1激光清洗技术 j7)Ao*WN
?:L:EW8
7.6.2激光弯曲 qvv2O1c"A
W[^qa5W<FB
思考练习题7 }ga@ />Sl&
QQV~?iW{~
第8章激光在医学中的应用 J:kmqk!
P:N1 #| g
8.1激光与生物体的相互作用 HuV J\%.
{pHM}, WJ
8.1.1生物体的光学特性 -^ C=]Medl
Cj?L@%"
8.1.2激光对生物体的作用 P8?Fm`
56Vb+0J'
8.1.3激光对生物体应用的优点 u SR~@Lj ~
(S
v~2
8.2激光在临床治疗中的应用 A+UU~?3y
jr`Es s
8.2.1激光临床治疗的种类与现状 P(K>=O
D11F.McM
8.2.2激光在皮肤科及整形外科领域中的应用 5Fz.Y}
O1`9Y}G(r
8.2.3激光在眼科中的应用 is@b&V]
tu5*Qp\
8.2.4激光在泌尿外科中的应用 d%0~c'D8a
nQ/E5y
8.2.5激光在耳鼻喉科中的应用 =k oSUVO0
v$ub~ Q6W
8.2.6最新的技术——间质激光光凝术 Uk,g JR
]7rj/l$ u
8.2.7光动力学治疗 Q8_ d)t|
ScSZGs 5&
8.3激光在生物体检测及诊断中的应用 QzAK##9bfa
]]"jw{W}A
8.3.1利用激光的生物体光谱测量及诊断 %.z,+Zz?
f u9Cx
8.3.2激光断层摄影 MW+b;0U`#
OGY"<YH6
8.3.3激光显微镜 #-GJ&m8
}`NU@O#
8.4医用激光设备 /P
2[:[w
o'$jNciOW
8.4.1医用激光光源 +nT 'I!//
A'%1ZQ33O
8.4.2医用激光传播用光纤 Tc+ gdo>G
.%8 2P(
8.5激光应用于医学的未来 X~xd/M=9^
]K*8O <
8.5.1医用激光新技术 W'on$mB5<
,p9i% i
8.5.2光动力学治疗的前景 ZKdeB3D
& V)6!,rb
思考练习题8 0 n/gd"M
5 H9r=a
第9章激光在信息技术中的应用 Ve/xnn]'
kZ=s'QRgL
9.1光纤通信系统中的激光器和光放大器 d
O~O
|Xsb
c1xrn4f@a
9.1.1半导体激光器 +L=*:e\j
U-^[lWn[@4
9.1.2光纤激光器 2+Wzf)tB
,Hgc-7g@Y
9.1.3光放大器 v-! u\
Zx$ol;Yd
9.2激光全息三维显示 ( S ^8UV
@K:N,@yq
9.2.1全息术的历史回顾 nL?oTze*p
&,.Y9;
b
9.2.2激光全息术的基本原理和分类 S{K0.<,E
v{ <[)cr
9.2.3白光再现的全息三维显示
$@i"un;
@WKzX 41'
9.2.4计算全息图 d`
Sr4c
WX4;l(P L=
9.2.5数字全息术 9*:gr#(5
S:61 vD
9.2.6全息三维显示的优点 Oi} T2I
<A.W 8b7D
9.2.7全息三维显示的应用 ++Ww888 20
.6~`Ubr}E
9.2.8全息三维显示技术的展望 b5:op @V
a1j.fA
9.3激光存储技术 ! <WBCclX
dC1V-x10ju
9.3.1激光存储的基本原理、分类及特点 vJ`.iRU |
Xe+,wW3YF
9.3.2激光光盘存储 4m-I5!=O
.4l/_4,s_
9.3.3激光体全息光存储 -xD*tf*
*XWq?hi
9.3.4激光存储技术的新进展 =?X$Yaw*
A%\tiZe
9.4激光扫描和激光打印机 Ay{t254 /
]h9!ei
[
9.4.1激光扫描 nm jm<Bu
voe7l+Xk
9.4.2激光打印机 nNmsr=y5
A-ZmG7xk
9.5量子光通信中的激光源 q/1Or;iK
0q FH
s
9.5.1量子光通信 H@uE>
rx :z#"?I
9.5.2量子态发生器及应用 @ uH#qg7
iK_ c.b
思考练习题9 Ei({`^
V84*0&q OW
第10章激光在科学技术前沿问题中的应用 K^t? gt@k}
Cz^Q5F `
10.1激光核聚变 !8tS|C#2
R \s!*)
10.1.1受控核聚变 o0z67(N&g
efz&@|KR
10.1.2磁力约束和惯性约束控制方法 ) $x_!=@1
r(2 R <A
10.1.3激光压缩点燃核聚变的原理 G"y.Z2 $
vs&8wb S)
10.2激光冷却 &GWkq>
uM(UO, X
10.3激光操纵微粒 !Ngw\@f
>P. 'CU
10.3.1光捕获 Rn+4Dc R
l)+:4N?iVv
10.3.2微粒操纵 1q.(69M
g2p"LWex-
10.4超越经典衍射极限的分辨率 gd6Dm4q(
gd^Js 1Z
10.4.1解析延拓 X21d X`eMN
gmSQcN)
10.4.2综合孔径傅里叶全息术 'i>xf
^
u2sR.%2U<
10.4.3傅里叶叠层算法 J7i+c];!<
5@u~3jPd
10.4.4相干谱复用 KhM.Tc
VS/;aG$&y
10.4.5非相干结构光照明成像 ?$%%Mp(
2RppP?M!
10.4.6超分辨荧光显微镜 M2T| "Q"=
6/mF2&&g
10.5激光光谱学 eXy"^x p^
s\0K o1
10.5.1拉曼光谱 fUcLfnr
);}t &}
10.5.2空间高分辨的激光显微光谱 4Nmea- !*
xX @FWAj
10.5.3频率高分辨的双光子光谱 /r.6XZs6
>xd< YwXZ
10.5.4时间高分辨的激光闪光光谱 t%+$" nP
U w Eiz
10.5.5各种特殊效能的激光光谱技术 g*-2*
\
E`@43Nz
10.6激光用于反常多普勒效应的基础物理研究 m4/}Jx [
Q~
0Dfo w?
10.6.1电磁波的正常多普勒效应 %<}=xJf>1
fA8ozL T
10.6.2在负折射率材料中传播的电磁波的反常多普勒效应 ^,7= X8Su
yr4ou
10.6.3折射光子晶体棱镜的设计以及负折射性质的实验验证 W^xZ+ ]
9 qH[o?]
10.6.4反常多普勒效应的测量光路设计及理论分析 C+l?k2
vg^Myn
10.6.5反常多普勒效应的测量实验结果 ')nnWlK
ndOfbu;mf
思考练习题10 S;}qLjT
fS./y=j(X
附录A随机变量 F 1}
`$-lL"
A.1概率的定义和随机变量 :dDxxrs"
)vHi|~(
A.2分布函数和密度函数 (2%>jg0M
2z-$zB<vyw
A.3推广到两个或多个联合随机变量 .Z5[_'T
UB&2f>
A.4统计平均 C
ktX0
p\+6"28{_~
附录B随机过程 $- w5o`e
'rx?hL3VW
B.1随机过程的定义和描述 ]<X2AO1
46dc.Y i
B.2平稳性和遍历性 I*c;hfu
g8Aj `O
参考文献 @ta?&Qf)
l"L+e! B~
 c
* 1S}us
qC.i6IL
（实体书推荐，有需求者，可以购买！）
|
|