| 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。 )o\U4t
,2 *x4Gycb
[attachment=99403] g71|t7Q
|on$ )vm
第1章辐射理论概要与激光产生的条件 7 8n`VmH~L
2nsW )bd
1.1光的波粒二象性 )Co&(;zf
vf-cx\y7
1.1.1光波 ;G\RGU~
KvtX>3#qM
1.1.2光子 # qP W J
O\=c&n~`
1.2原子的能级和辐射跃迁 PEIf)**0N
s^6"qhTa
1.2.1原子能级和简并度 oe,37xa4
v[t *CpGd
1.2.2原子状态的标记 W{js9$oJ
f; Uf=.#F
1.2.3玻尔兹曼分布 E6njm du
XI8rU) q
1.2.4辐射跃迁和非辐射跃迁 \
W.u V[\
|o0?u:
1.3光的受激辐射 W^sH|2g
p^/6Rb"e
1.3.1黑体热辐射 ;VlA~tv
\&Bvh4Q
1.3.2光和物质的作用 ~SD8#; v2
Vub ($
1.3.3自发辐射、受激辐射和受激吸收之间的关系 = Ti[Q5SZ
VzZ'W[/7)B
1.3.4自发辐射光功率与受激辐射光功率 U) B ^R
,- FC
1.4光谱线增宽 k ntM
<-avC/M$d
1.4.1光谱线、线型和光谱线宽度 ^9wQl!e
ob
z:a%kZQ!0
1.4.2自然增宽 ;E0aTV)Zp
[fl x/E
1.4.3碰撞增宽 C_q@ixF{
<~ 9a3c?
1.4.4多普勒增宽 8e{S(FZ7Ed
WY3D.z-</
1.4.5均匀增宽和非均匀增宽线型 B^yA+&3HI
I%qZMoS1h
1.4.6综合增宽 OqNt Tk+
xfsf
1.5激光形成的条件 z3+7gp+I;
m.0: R
1.5.1介质中光的受激辐射放大 p.5 0BcDg
#eKg!]4-R
1.5.2光学谐振腔和阈值条件 .
v
L4@_
!`$ xN~_
思考练习题1 C!%\cy%Xj
x.ZW%P1
第2章激光器的工作原理 QW[
gDc
\n}@}E L
2.1光学谐振腔结构与稳定性 /6@iRswa
;5TQH_g
2.1.1共轴球面谐振腔的稳定性条件 I C?b qC+
h:qt?$]J
2.1.2共轴球面腔的稳定图及其分类 {@tqeu%IM
b rXLx +H8
2.1.3稳定图的应用 F\lnG
/%4wm?(eA
2.2速率方程组与粒子数反转 L 2GUrf
$MPh\T
2.2.1三能级系统和四能级系统 vC1D}=Fp
"jFRGgd79
2.2.2速率方程组 y53f73Cg
X4z6#S 58
2.2.3稳态工作时的粒子数密度反转分布 BZr$x8%ki
40ZHDtIu<
2.2.4小信号工作时的粒子数密度反转分布 g.9:R=JPT
N u ]& ?
2.2.5均匀增宽型介质的粒子数密度反转分布 oI2YJ2?Je8
VP\'p1a
2.2.6均匀增宽型介质粒子数密度反转分布的饱和效应 S>y(3E]I
A XmW7/Sj"
2.3均匀增宽介质的增益系数和增益饱和 9f/RD?(1O
L
UitY
2.3.1均匀增宽介质的增益系数 fP :26pK^
Za4X
;
2.3.2均匀增宽介质的增益饱和 dYP-QUM$7
qC;1ND
2.4非均匀增宽介质的增益饱和 JxlU=7cF
93+p~ ?
2.4.1介质在小信号时的粒子数密度反转分布值 14LOeo5O
6%nKrK
2.4.2非均匀增宽型介质在小信号时的增益系数 )08mG_&atL
h0v4!`PQ-
2.4.3非均匀增宽型介质稳态粒子数密度反转分布 a9<& |L <
E/[<} ./
2.4.4非均匀增宽型介质稳态情况下的增益饱和 IC[ iCrB
6.|Q yk*
2.5激光器的损耗与阈值条件 LEJ8 .z6$
V/; / &
2.5.1激光器的损耗 nm3 /-Q},
`EjPy>kM
2.5.2激光谐振腔内形成稳定光强的过程 [LcHO] _^M
'i5 V6yB
2.5.3阈值条件 c/ bI t
K@DK4{
2.5.4对介质能级选取的讨论 K;fRDE) {
V< ]l=JOd
思考练习题2 Vu
u 2SS
)X
dpzWod
第3章激光器的输出特性 ejID5NqG
@m bR I0
3.1光学谐振腔的衍射理论 5*h e
hrt ]Qn&
3.1.1数学预备知识 5qx,b&^w
FSp57W$
3.1.2菲涅耳-基尔霍夫衍射公式 fQtV-\Bc
r'C(+E (
3.1.3光学谐振腔的自再现模积分方程 *;]j#0
%%=PpKYtSD
3.1.4激光谐振腔的谐振频率和激光纵模 k;AV 'r
^/k`URQ
3.2对称共焦腔内外的光场分布 ==i:*
E }*
3.2.1共焦腔镜面上的场分布 `QIYnokL
G{8 >
3.2.2共焦腔中的行波场与腔内外的光场分布 P<1ZpL
:gvw5h%
3.3高斯光束的传播特性 y_mD9bgW
[`u3SN/P
3.3.1高斯光束的振幅和强度分布 8,(FJ7OCT,
>We:g Kxr
3.3.2高斯光束的相位分布 W%)uKQha
?uq7K"B
3.3.3高斯光束的远场发散角 kN99(
aeP
6JHj
3.3.4高斯光束的高亮度 j |N8"8"
0d%p<c
3.4稳定球面腔的光束传播特性 T==(Pw7R7
&$!'Cw`,
3.4.1稳定球面腔的等价对称共焦腔 -X)KY_Xn@/
?\eq!bu
3.4.2稳定球面腔的光束传播特性 w=r3QKm#K
D m|_;iO,
3.5其他几种常用的激光光束 7i,Z c]
DKc g
3.5.1厄米-高斯光束 iyRB} [y
8\85Wk{b
3.5.2拉盖尔-高斯光束 &?-LL{W{
7Z(F-B
+j
3.5.3贝塞尔光束 bg8<}~zg
n$ri:~s
3.6激光器的输出功率 L;n2, b
H| uvc vf
3.6.1均匀增宽型介质激光器的输出功率 T vEN0RV2
m
_0D^e7#
3.6.2非均匀增宽型介质激光器的输出功率
-\.'WZo`
XuQ7nlbnq
3.7激光器的线宽极限 E27N1J+1
I^5T9}>Q
3.8激光光束质量的品质因子M2 gD[Fkq$]
e@-"B9~
3.9模式激光的某些一阶统计性质 '}`|QJ
0NN{2"M$p
3.9.1单模激光的一阶统计性质 BZXP%{njS
1D,$Az~.
3.9.2多模激光的一阶统计性质 ?H c~ 3
>@2l/x8;
思考练习题3 rb/m;8v>
Qo4+=^(
第4章激光的基本技术 p8>.Q/4
5 W<\J
4.1激光器输出的选模 $uA?c&
e
q+MV@8w
4.1.1激光单纵模的选取 _d8k[HAJ|
\ LFRu
4.1.2激光单横模的选取 zS@"ITy
6z^Kg~a
4.2激光器的稳频 Yfk){1
c
!$
8>
4.2.1影响频率稳定的因素 O};U3=^0f
]7QRelMiz+
4.2.2稳频方法概述 )C
@W_cfMN
mulK(mp
4.2.3兰姆凹陷法稳频 kAbkhZ1^
T K )K q
4.2.4饱和吸收法稳频 \iQD\=o
OHqc,@a;+
4.3激光束的变换 ' L*nC
T;
nt ,tM/
4.3.1高斯光束通过薄透镜时的变换 Q0K4_iN)&
Lx-ofN\
4.3.2高斯光束的聚焦 \dyJ=t g
rz]0i@ehv'
4.3.3高斯光束的准直 f`5e0;zm
s!\u R.
4.3.4激光的扩束 /t-m/&>
M Dn T
4.4激光调制技术 YfC 1.8
uiO7sf6
4.4.1激光调制的基本概念 pV#~$e
+Y!9)~f}7X
4.4.2电光强度调制 \*}JdEHB
h[D"O6 y
4.4.3电光相位调制 r5b5 `f4
& qki
NS
4.5激光偏转技术 &zsaV m8
D?w?0b Eu
4.5.1机械偏转 `}1IQ.3
XqVh C):
4.5.2电光偏转 ^|@t 2Rp@
=J0X{Ovn4z
4.5.3声光偏转 ^$):Xz
iH& I zv
4.6激光调Q技术 ^l#Z*0@><~
QN_Zd@ K*A
4.6.1激光谐振腔的品质因数Q @O}%sjC1
od{b]HvgS
4.6.2调Q原理 xrX^";}j
X>w( ^L*>
4.6.3电光调Q ^Bw2y&nN
<4z |"(
4.6.4声光调Q OWs K>egD
}EmNSs`$r
4.6.5染料调Q Vx@JP93|
^)&d7cSc
4.7激光锁模技术 i]8HzKuiW
'rJkxU{
4.7.1锁模原理 "nX L7N0
@Otom'O
4.7.2主动锁模 T:aYv;#0
<6`_Xr7)
4.7.3被动锁模 ^PI U A'
K
&m`1f
思考练习题4 !es?GJq`
oLEqy
第5章典型激光器介绍 w,dDA2,
!|{T>yy
5.1固体激光器 K1 M s
Al="s s&2
5.1.1固体激光器的基本结构与工作物质 ^>02,X
mk
J[rpMQ
5.1.2固体激光器的泵浦系统 (]0JI1
d
'#REbY5ev
5.1.3固体激光器的输出特性 ~=~|@K
|Id0+-V
?
5.1.4新型固体激光器 5LU8QHj3
F@Qz h
5.2气体激光器 FU9q|!2Y
F$P8"q+
5.2.1氦氖(HeNe)激光器 Md_S};!QN6
4(>|f_$
5.2.2二氧化碳激光器 6m_
fEkS[
UU')V
5.2.3Ar＋离子激光器 '+LbFGrO3
\<WRk4D
5.3染料激光器 LIYj__4=|
25%[nk O4
5.3.1染料激光器的激发机理 .6Tan2[%
$8gj}0}eH
5.3.2染料激光器的泵浦 Coz\fL
:/
,h)h)|
5.3.3染料激光器的调谐 `,|"rn#S
"w. gP8`
5.4半导体激光器 R{"Kh2q_
c3,YA,skb!
5.4.1半导体的能带和产生受激辐射的条件 @&(0]kZ6
7}>7@ W8
5.4.2PN结和粒子数反转 -0rc4<};h
OKs1irt5
5.4.3半导体激光器的工作原理和阈值条件 r EEoR'c6
NuZi LtC
5.4.4同质结和异质结半导体激光器 o
NX-vN-
aMdW T4
5.5其他激光器 53efF bo
o ?z A'5q
5.5.1准分子激光器 J { fTx@?(
BEWDTOY[
5.5.2自由电子激光器 *Ii_d pJ
!Au'WJfE
5.5.3化学激光器 7]se!k,
*9J >3
思考练习题5 F
uYjrzmx
_p0@1 s(U
第6章激光在精密测量中的应用 5=Cea
}ZaZPB/_}P
6.1激光干涉测长 9yla &XTD
i+r h&,
6.1.1干涉测长的基本原理
XdS&s}J[I
>@?!-Fy5
6.1.2激光干涉测长系统的组成 Fo\* Cr9D
VZhtx)
6.1.3激光外差干涉测长技术 H,8HGL[l
(lPiv+'n
6.1.4激光干涉测长应用举例 _Sa7+d(
+d/V^ <#
6.2激光衍射测量 {v CB$@/o
:(7icHa
6.2.1激光衍射测量原理 <5).(MTa
tZ|0wPp
6.2.2激光衍射测量的方法 t5t!-w\M$+
u*n%cXY;J/
6.2.3激光衍射测量的应用 n h"8on]M~
8NP|>uaj
6.3激光测距 hbfN 1 "z
pE&'Xr#P>
6.3.1激光脉冲测距 :c03"jvYE
/:S&1 ' =
6.3.2激光相位测距 :{7gZ+*
jimWLF5Q5"
6.4激光准直及多自由度测量 _m0 B6?KJ
dV/ ^@[
6.4.1激光准直仪 faTp|T`nY
`IC2}IiF
6.4.2激光衍射准直仪 Go;fQ yG
c+a" sx\
6.4.3激光多自由度测量 <D}yqq@|
Uw!N;QsC
6.5激光多普勒测速 qnO>F^itF
T~D2rt\
6.5.1运动微粒散射光的频率 v?6g.
[;?
r f\/Y "D
6.5.2差频法测速 n,Gvgf
|[+/ ]Y
6.5.3激光多普勒测速技术的应用 X}f u $2
g PJZpaS
6.6环形激光测量角度和角加速度 d
U}kimz
1\u{1
V
6.6.1环形激光精密测角 NQ3EjARZt
Gf<f#.5y
,
6.6.2光纤陀螺 =PM6:3aKh
Crg@05Z
6.7激光环境计量 wk9qyv<
&=>|? m8
6.8激光散射板干涉仪 aGz$A15#
*!5X!\e_
思考练习题6 F-TDS<[S?
Bx" eX>A8
第7章激光加工技术 l $:?8 2{
T8t_+| (
G
7.1激光热加工原理 1`q>*S](
/: GeXDJw
7.2激光表面改性技术 !5^&?plC@
`z1E]{A
7.2.1激光淬火技术的原理与应用 O'.sK pXe
nBg
tK
7.2.2激光表面熔凝技术 ) <K3Fz
Bs
&P:2`\'
7.2.3激光熔覆技术 ^| r6>b
:k/Z|
7.3激光去除材料技术 a<C J#B2K
Fi8#r)G.
7.3.1激光打孔 1e)5D& njS
crlC N
7.3.2激光切割 /D~MHO{
GOU>j "5}2
7.4激光焊接 Lk`,mjhk
@Wl2E.)K;
7.4.1激光热导焊 N@x5h8
w Qw&.)T
7.4.2激光深熔焊 [AN= G!r
WB|N)3-1
7.4.3激光复合焊 =IEei{
Dd' 4W
7.5激光快速成型技术 _xu_W;nh
60XTdJkDkA
7.5.1激光快速成型技术的原理及主要优点 Q&`if
O
aS/ MlMf
7.5.2激光快速成型技术 Y+Cqc.JBQ
/VHQ!Wi
7.5.3激光快速成型技术的重要应用 s $ZKd
2 q}lSa7r
7.6其他激光加工技术 S]g`Ds<
c.{t +OR
7.6.1激光清洗技术 YgR}y+q^6
HLb`'TC3r+
7.6.2激光弯曲 W8N__
E HH+)mlo
思考练习题7 z ;lWr(-x
*}RV)0mif
第8章激光在医学中的应用 9?I?;l{
Xmv^O
8.1激光与生物体的相互作用 EY}*}- 3
f5P@PG]{
8.1.1生物体的光学特性 U}c05GiQw
`7
3I}%?
8.1.2激光对生物体的作用 P*g:rg
"VgPaz#
8.1.3激光对生物体应用的优点 J|@kF !6
[W Ud9fUL
8.2激光在临床治疗中的应用 Q60 '5Wt
XGSg x
8.2.1激光临床治疗的种类与现状 m~R Me9Qi
K-Fro~U
8.2.2激光在皮肤科及整形外科领域中的应用 )~C+nb '6/
#<8 1`%
8.2.3激光在眼科中的应用 fK10{>E1
0I7 r{T
8.2.4激光在泌尿外科中的应用 8 fC 5O
i'MpS
8.2.5激光在耳鼻喉科中的应用 e eCrHt4;
:8 9AYqT"
8.2.6最新的技术——间质激光光凝术 u iR[V~
gT#hF]c:
8.2.7光动力学治疗 @2/ xu
y1t,i.
[
8.3激光在生物体检测及诊断中的应用 x.ucs b
DpvMY94Qh
8.3.1利用激光的生物体光谱测量及诊断 *DuP ~8
~!#2s'
8.3.2激光断层摄影 aB 2t /ua
D lxL:
8.3.3激光显微镜 , A;wLI
"#=WD
8.4医用激光设备 ;3
/*Z5p
A ^X 1
8.4.1医用激光光源 JB9s# `
x]pZcx 9
8.4.2医用激光传播用光纤 JqP~2,T
A9kn\U92
8.5激光应用于医学的未来 gi
JjE
18AlQ+')?w
8.5.1医用激光新技术 U@"f( YL+"
*4O9W8Qz
8.5.2光动力学治疗的前景 8=WX`*-uH
_&K>fy3t&
思考练习题8 m?`?T
hZ UnNQ
第9章激光在信息技术中的应用 f_;6uCCO
*9|*21
9.1光纤通信系统中的激光器和光放大器 Kpf Q=~'
sO 0j!;N
9.1.1半导体激光器 df7 xpV
NzG] nsw
9.1.2光纤激光器 u$nYddak
o>@9[F ,h+
9.1.3光放大器 #KwK``XC 4
D UW SY?^c
9.2激光全息三维显示 A ?ij
y /OPN<=*
9.2.1全息术的历史回顾 c-=z<:Kf
' qN"!\
9.2.2激光全息术的基本原理和分类 ]Aa .=
QRlrcauM
9.2.3白光再现的全息三维显示 ]C5/-J,F
{]3Rk
9.2.4计算全息图 : i/uRR
vl:V?-sY
9.2.5数字全息术 lvk
r2Meu<
qTrb)95
9.2.6全息三维显示的优点 -"/l)1ox,
G\/7V L
9.2.7全息三维显示的应用 '-vzQ d@y
epQdj =h
9.2.8全息三维显示技术的展望 eWU@ @$9
zi= gOm
9.3激光存储技术 ["SD'
W'f)W4D$6
9.3.1激光存储的基本原理、分类及特点 X$9
"dL
&*;E wfgZ
9.3.2激光光盘存储 xOBzT&
">!< OB
9.3.3激光体全息光存储 O%p+P<J
? ?h4qJ
9.3.4激光存储技术的新进展 )=6o ,
qN(,8P\90
9.4激光扫描和激光打印机 uYAMW{AT
%tT=q ^%5
9.4.1激光扫描 JQk][3Rv
3B3l)eX
9.4.2激光打印机 l@<yC-Xd
Y^9b >H\2
9.5量子光通信中的激光源 ]2 @g 5H}M
J6J|&Z~UT,
9.5.1量子光通信 Q4 QF_um
]97`=,OUg
9.5.2量子态发生器及应用 hWfC"0
wH0Ks5
思考练习题9 MfK}DEJK,
, B||8W 9
第10章激光在科学技术前沿问题中的应用 MH h;>tw
CT#u+]T
10.1激光核聚变 $}z%} v
khS >
10.1.1受控核聚变 8|H^u6+yz
KdU&q+C^
10.1.2磁力约束和惯性约束控制方法 ,'^^OLez
$C`YVv%?0
10.1.3激光压缩点燃核聚变的原理 ~2 M+Me
x'hUw*
10.2激光冷却 ;vLg4k
O&ZVu>`g
10.3激光操纵微粒 3 {R7y
j
hr pS
10.3.1光捕获 L6IF0`M<,I
Mi2l BEu,
10.3.2微粒操纵 C .{`-RO
I%gDqfdL
10.4超越经典衍射极限的分辨率 )]P%=
4 Up \_
10.4.1解析延拓 XR.Sm<A[
z2DjYTm[~
10.4.2综合孔径傅里叶全息术 +?R !
fd /?x^Z
10.4.3傅里叶叠层算法 ?^3Q5ye
z57| 9$h}w
10.4.4相干谱复用 3_cZaru
f<}>*xH/k
10.4.5非相干结构光照明成像 +u ]L# ].;
~N=$%C
10.4.6超分辨荧光显微镜 MaQ`7U5 |e
jI~GRk
10.5激光光谱学 ("5Eed
siK:?A@4D
10.5.1拉曼光谱 ac< hz0
mjXO}q7
10.5.2空间高分辨的激光显微光谱 qGH\3g-
c</u]TD
10.5.3频率高分辨的双光子光谱 ``9`Xq
b0abl Vk
10.5.4时间高分辨的激光闪光光谱 M@?,nzs
K
`zB Q:_3J_
10.5.5各种特殊效能的激光光谱技术 jo ^ +
Md(h-wYr
10.6激光用于反常多普勒效应的基础物理研究 @A;Ouu(
G$_=rHt_%
10.6.1电磁波的正常多普勒效应 PS3%V_2
|JRaskd
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 . _5"FUg
B jsF5~+\
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 Z9vJF.clO
t9(sSl
10.6.4反常多普勒效应的测量光路设计及理论分析 9m:G 8j'
6i.!C5YX]
10.6.5反常多普勒效应的测量实验结果 UYW{A G2C
n\G88)Dv`V
思考练习题10 ]<B@g($
,[t>N>10TH
附录A随机变量 | ZBH Xv
iZbY@- 3fc
A.1概率的定义和随机变量 cc_v 4d{x
BiI}JEp4o
A.2分布函数和密度函数 ^ua 8Ya
r"aJ&~8::W
A.3推广到两个或多个联合随机变量 Zwxu3R_
l
S m7i
A.4统计平均 |E =8
#HF;yAc
附录B随机过程 u#s b r8Y
SB}0u=5
B.1随机过程的定义和描述 X!/o7<
g (:%E
B.2平稳性和遍历性 }:f
\!b
A(dWA e,
参考文献 k),!%6\(
LtIw{* 3
 Mu?hB{o1
'"Q N{ja
（实体书推荐，有需求者，可以购买！）
|
|