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。
k` (jkbEZ ?cEskafb> 
6 q 6FB 3 Lsj}p 第1章辐射理论概要与激光产生的条件
.pvV1JA' c9nH}/I_ 1.1光的波粒二象性
~|AwN [ |s)?cpb 1.1.1光波
a9?y`{% L hw~a:kD 1.1.2光子
lM[XS4/TRa HH >:g(bu 1.2原子的能级和辐射跃迁
S"hTE7` GzTq5uU& 1.2.1原子能级和简并度
}O4se" xK 08m;{+|vY 1.2.2原子状态的标记
K!mOr nPgeLG"00 1.2.3玻尔兹曼分布
:g\rQazxO oq _6L\
~ 1.2.4辐射跃迁和非辐射跃迁
35x 0T/8 lei W4Fj 1.3光的受激辐射
%&\ jOq~ @MK"X}3 1.3.1黑体热辐射
= _8Tp~j GBC*>Y 1.3.2光和物质的作用
}Y17*zp% TV}}dw 1.3.3自发辐射、受激辐射和受激吸收之间的关系
35*\_9/# 90Hjx>[ 1.3.4自发辐射光功率与受激辐射光功率
$ 8BE[u|H2 2 qO3XI 1.4光谱线增宽
6R29$D|HFO **[Z^$)u(
1.4.1光谱线、线型和光谱线宽度
(:+>#V )pZ kV Rn`n0 1.4.2自然增宽
^-M^gYBR :b,^J&~/)1 1.4.3碰撞增宽
Zzl,gy70 +/+P\O 1.4.4多普勒增宽
4E:bp b( ^^m:(w 1.4.5均匀增宽和非均匀增宽线型
jA sO8 r
CRgzC 1.4.6综合增宽
B )JM%r mty1p'^KQ 1.5激光形成的条件
2~;&g?T6 \BI/G 1.5.1介质中光的受激辐射放大
=BZ?- mIU mEuHl> 1.5.2光学谐振腔和阈值条件
yO>V/5` dy>|c j 思考练习题1
C+MSVc )DUL)S 第2章激光器的工作原理
fH8!YQG8$ Gr(|R a . 2.1光学谐振腔结构与稳定性
uC]Z8&+obb g9my=gY 2.1.1共轴球面谐振腔的稳定性条件
ELh3 ^ 4o9$bv 2.1.2共轴球面腔的稳定图及其分类
&4$oud n W%!@QY;E( 2.1.3稳定图的应用
}o9 Aa0$*$ ZZ)G5ji 2.2速率方程组与粒子数反转
8Vt4HD 08 RwTzz]
M 2.2.1三能级系统和四能级系统
} IlP: Z# Lx_*p]Q 2.2.2速率方程组
hGP1(pH. S9Yt 1qb 2.2.3稳态工作时的粒子数密度反转分布
px9>:t[P j:1uP^. 2.2.4小信号工作时的粒子数密度反转分布
| D.C!/69 n!N\zx8 2.2.5均匀增宽型介质的粒子数密度反转分布
;~s r$6 wh~s Z 2.2.6均匀增宽型介质粒子数密度反转分布的饱和效应
N)43};e wy4q[$.4v 2.3均匀增宽介质的增益系数和增益饱和
5su.+4z\ ibF#$&! 2.3.1均匀增宽介质的增益系数
?( im+2 +CTmcbyOi 2.3.2均匀增宽介质的增益饱和
<uF [, :J(sXKr[C 2.4非均匀增宽介质的增益饱和
GH3#E*t+[ B[xR-6phW 2.4.1介质在小信号时的粒子数密度反转分布值
3DoRE2} )45_]tk > 2.4.2非均匀增宽型介质在小信号时的增益系数
Qm);6X
IM-`<~(I# 2.4.3非均匀增宽型介质稳态粒子数密度反转分布
vg 5NY =O mpe f]9 2.4.4非均匀增宽型介质稳态情况下的增益饱和
}#aKFcvg }#b
%"I0 2.5激光器的损耗与阈值条件
%N~;{!![p +(ny|r[# 2.5.1激光器的损耗
U4wpjHg |@`"F5@, 2.5.2激光谐振腔内形成稳定光强的过程
!O\X +#j lvufk VG| 2.5.3阈值条件
3%M.U)|+ sA_X<>vAKJ 2.5.4对介质能级选取的讨论
< 7g Ml i f@W
]% 思考练习题2
zeTsz T) r69WD
. 第3章激光器的输出特性
A ^B@VuK &`PbO 3.1光学谐振腔的衍射理论
gNa#| >RR<eYu7m 3.1.1数学预备知识
YZ[%uArm ?0npEz| 3.1.2菲涅耳-基尔霍夫衍射公式
,35Ag#va HIPL!ss] 3.1.3光学谐振腔的自再现模积分方程
$j
!8? 4!2S S 3.1.4激光谐振腔的谐振频率和激光纵模
KF$ %q(( ~_}4jnC 3.2对称共焦腔内外的光场分布
FT_k^CC ]hUKuef 3.2.1共焦腔镜面上的场分布
)[DpK=[N^p H^v{V o 3.2.2共焦腔中的行波场与腔内外的光场分布
/.-m}0h|W- ' PL_~ 3.3高斯光束的传播特性
/'+4vXc@ M +UMR+K 3.3.1高斯光束的振幅和强度分布
w)<4>(D 0|Q.U 3.3.2高斯光束的相位分布
L{K*~B -p Y\>\[*.v 3.3.3高斯光束的远场发散角
r!M#7FDs( !pS~'E&q 3.3.4高斯光束的高亮度
) ]]|d ^8\Y`Z0% 3.4稳定球面腔的光束传播特性
g _x\T+= eH
`t \n 3.4.1稳定球面腔的等价对称共焦腔
b.(XS?4o ;q&Z9 lm 3.4.2稳定球面腔的光束传播特性
|QqWVelc Wbs^(iUU} 3.5其他几种常用的激光光束
Hc
/w ta ! pV<n 3.5.1厄米-高斯光束
iDR6?f P _6J<YQK 3.5.2拉盖尔-高斯光束
N
I3( \y,; Cfl< 3.5.3贝塞尔光束
&X7ttB"#h S r[IoF) 3.6激光器的输出功率
o 5V`'[c ^s.oZj
q 3.6.1均匀增宽型介质激光器的输出功率
@6[x%j/!bt (mY(\mu} 3.6.2非均匀增宽型介质激光器的输出功率
eAU"fu6d u-1@ ~Z 3.7激光器的线宽极限
%y3:SUOdx hF9B?@n?B 3.8激光光束质量的品质因子M2
wz)m{:b< cnC _#kp 3.9模式激光的某些一阶统计性质
`lvh\[3^ \c FAxL( 3.9.1单模激光的一阶统计性质
&F86SrsI qY# m*R 3.9.2多模激光的一阶统计性质
j@_nI~7f} lW&[mnR 思考练习题3
7:ckq(89 #[C<
J#; 第4章激光的基本技术
e=-YP8l
t0+t9w/fTP 4.1激光器输出的选模
- =yTAx Bac?'yp m 4.1.1激光单纵模的选取
*(>Jd|C *j/ uihY 4.1.2激光单横模的选取
]C+eJ0"A nO-d" S* 4.2激光器的稳频
57'q;I dz pj9[ 4.2.1影响频率稳定的因素
?V.i g |c]> Q 4.2.2稳频方法概述
j}i ,G!-u %!>k#F^S 4.2.3兰姆凹陷法稳频
'o7R/`4KR X"laZd947> 4.2.4饱和吸收法稳频
jg7d 7{{SB g2!0 v B> 4.3激光束的变换
NEZH<# .Y+mwvLpRG 4.3.1高斯光束通过薄
透镜时的变换
_QD/!~O 7^`RP e^a+ 4.3.2高斯光束的聚焦
;CLR{t(N#V ks)fQF Sbu 4.3.3高斯光束的准直
oj iM2QT}m @+[Y0_ 4.3.4激光的扩束
e OO!jrT: ux)< &p. 4.4激光调制技术
oM/B.U2a Rv0-vH.n 4.4.1激光调制的基本概念
(D:KqGqoT &;'w8_K"^ 4.4.2电光强度调制
39'X$! f p`U?S6 4.4.3电光相位调制
Vj?*= UL X%RQB$ 4.5激光偏转技术
dO Y lI`4 bkJwP s 4.5.1机械偏转
O@G<B8U,K $Vd?K@W[h 4.5.2电光偏转
clij|?O wY."Lw> 6 4.5.3声光偏转
d#x8O4S%i2 (or =f` 4.6激光调Q技术
: 7zI3Ml@7 W66}\&5 4.6.1激光谐振腔的品质因数Q
n=lggBRx B3ohHxHu 4.6.2调Q原理
* fOS"-C L eh8<?(eK 4.6.3电光调Q
|DdW<IT`0 Lh8# I&x 4.6.4声光调Q
^XjvJa C?_t8G./_ 4.6.5染料调Q
V>~*]N^f G <} 7vF 4.7激光锁模技术
Udb0&Y1^ d
%F/, c-= 4.7.1锁模原理
EBN]>zz o(S^1j5 4.7.2主动锁模
6%Cna0x:& SLbavP#G 4.7.3被动锁模
_rWTw+
L *J*zml3 思考练习题4
>d 1aE)? 8trm`?> 第5章典型激光器介绍
NK*:w *SOI gwkZk-f\p 5.1固体激光器
z{<q0.^EFh U O{xpY 5.1.1固体激光器的基本结构与工作物质
see'!CjVo2 2=/-d$ 5.1.2固体激光器的泵浦系统
{Hrr :h C E!O(:/* 5.1.3固体激光器的输出特性
ul]m>W r;5 AY 5.1.4新型固体激光器
Mz % d _ g/J^K*3] 5.2气体激光器
-v/?> -h .3M0 5.2.1氦氖(HeNe)激光器
/eI ,]CB'z ~h~r]tV*+ 5.2.2二氧化碳激光器
Tk2&{S " E(L^hZMc 5.2.3Ar＋离子激光器
123-i,epg >ZOZv 5.3染料激光器
Y
}g6IK} E!oJ0* @ 5.3.1染料激光器的激发机理
}T^v7 LY j+ T\c2d 5.3.2染料激光器的泵浦
UVvt&=+ 4 +q >C}9s3 5.3.3染料激光器的调谐
0[3tW[j <jg
wdbT"6 5.4半导体激光器
//@sktHsw( :5qqu{GL 5.4.1半导体的能带和产生受激辐射的条件
0v,`P4_k )l/C_WEK 5.4.2PN结和粒子数反转
[s&
y_[S U7Sl@-#| 5.4.3半导体激光器的工作原理和阈值条件
.(.G`aKnF zv3<i ( 5.4.4同质结和异质结
半导体激光器
".7 KEnx e^ K=8IW 5.5其他激光器
P St|!GST +HVG5 l 5.5.1准分子激光器
RdpQJ)3F /E1c#@ 5.5.2自由电子激光器
ok W)s*7 .bl/At3A 5.5.3化学激光器
c~u
F 7dL=E"WL 思考练习题5
5la]l ^SelqX 第6章激光在精密测量中的应用
.<|4PG -2m Ogv 6.1激光干涉测长
P+ h<{%: * -V)5Tr= 6.1.1干涉测长的基本原理
%nK 15( E*#60z7 F 6.1.2激光干涉测长系统的组成
_J$p < 8`R}L 6.1.3激光外差干涉测长技术
^a0 -5 r E *u 6.1.4激光干涉测长应用举例
]k%KTvX*G /$N#_Xblr 6.2激光衍射测量
KARQKFp!C> 3t}o0Ai9 6.2.1激光衍射测量原理
`oI/;& Ik2szXh[J 6.2.2激光衍射测量的方法
rzY@H }u )^a#Xn3z 6.2.3激光衍射测量的应用
x#xO { 6P[O8 6.3激光测距
%QcG^R Yka yT 0! 6.3.1激光脉冲测距
_ O71r}4 Q,+*u%/u 6.3.2激光相位测距
k*+ZLrT o+WrIAR 6.4激光准直及多自由度测量
KPvYq?F>4 i / U{dzZ 6.4.1激光准直仪
BN> $LL C=f(NpyD6 6.4.2激光衍射准直仪
MnsWB[
61;5Yo 6.4.3激光多自由度测量
`e69kBAm ;eSf4_~ 6.5激光多普勒测速
D&lXi~Z%. 544I#! 6.5.1运动微粒散射光的频率
CX2q7azG PL2Q!i`[o 6.5.2差频法测速
D,R2wNF ])";Z 6.5.3激光多普勒测速技术的应用
RJm8K,3# A>,fG9pR 6.6环形激光测量角度和角加速度
N= q29JU o sH,(\4_ 6.6.1环形激光精密测角
Ljs(<Gm )- OehB"[;+ 6.6.2光纤陀螺
@g5]w&o_ WmBnc#>gK 6.7激光环境计量
M L_J<|,J 8o!^ZOmU< 6.8激光散射板干涉仪
w3hL.Z,kV -5B([jHgR 思考练习题6
I z@x^s \)
O Ny9 第7章激光加工技术
K%@SS8!oy 8+b3u05 7.1激光热加工原理
+*~3"ww< >R0j<:p : 7.2激光表面改性技术
WY UU- K\r=MkA.> 7.2.1激光淬火技术的原理与应用
enepAu-="p l3$?eGGM 7.2.2激光表面熔凝技术
VrP%4 P+ =!Cvu.~}, 7.2.3激光熔覆技术
FA GVpO[ <GR: 5pJ% 7.3激光去除材料技术
pAL-P l9z tH!z7VZ 7.3.1激光打孔
4r!40^:2 |"*:ZSj 7.3.2激光切割
Ct3 3S+y =l_"M 7.4激光焊接
M:M<bz V u ~hX'FV 7.4.1激光热导焊
9 e6{( X28WQdP,7 7.4.2激光深熔焊
sZ$ ~ abX c9k,D c 7.4.3激光复合焊
+t6m>IBu 7dW&|U 7.5激光快速成型技术
Y5 pN KL t)+dW~g 7.5.1激光快速成型技术的原理及主要优点
a}{! %5 'D{ab m0 7.5.2激光快速成型技术
!(o2K!v0 $SgD|
9 7.5.3激光快速成型技术的重要应用
);LwWKa v#G ^W 7.6其他激光加工技术
Hn.UJ4 V 34+}u, = 7.6.1激光清洗技术
ak&v/%N l"#,O$x"#@ 7.6.2激光弯曲
;I' ["k% l vffQ _t 思考练习题7
mK4 A/bsE wxrT(x| 第8章激光在医学中的应用
jz0 \F,s 3~'F^=T.Y 8.1激光与生物体的相互作用
?a(3~dh| mer{Jy s 8.1.1生物体的
光学特性
p^!p7B`qe. : r=_\? 8.1.2激光对生物体的作用
0:p#%Nvg nrS_t
y 8.1.3激光对生物体应用的优点
a#=-Aj- 6R j
X 8.2激光在临床治疗中的应用
#U6qM(J 3dLz =.=)' 8.2.1激光临床治疗的种类与现状
}% *g\%L <NO~TBH F 8.2.2激光在皮肤科及整形外科领域中的应用
03T.Owd p,/^x ~m3a 8.2.3激光在眼科中的应用
*q BZi;1 /zK uVaC 8.2.4激光在泌尿外科中的应用
f
;JSP ]Re<7_xt 8.2.5激光在耳鼻喉科中的应用
D Eh A8 .v |Rc#Q<Vh| 8.2.6最新的技术——间质激光光凝术
&9> d V"XN(Fd^ 8.2.7光动力学治疗
YoA$Gw2 u a-p^X`w 8.3激光在生物体检测及诊断中的应用
mLO6`]p{H I(SE)%!%S 8.3.1利用激光的生物体光谱测量及诊断
oxZ(qfjS WP9=@X Z 8.3.2激光断层摄影
l(W3|W#P Yaqim< j 8.3.3激光显微镜
Z)~ 2{) &[uGfm+@ 8.4医用激光设备
so*7LM?ib> Yc}b& 8.4.1医用激光
光源 .67W\p {H74`-C)W 8.4.2医用激光传播用
光纤 Fg xQ}VvlH : %gBcL9T 8.5激光应用于医学的未来
-|5&3HVz x,+zw9 8.5.1医用激光新技术
"rtmDNpL ~JJv 2 8.5.2光动力学治疗的前景
:Pv { E cl:YN]BK 思考练习题8
l; 4F,iI fi1UUJ0
U; 第9章激光在信息技术中的应用
Y]PZ| G) }PVB+i M 9.1光纤通信系统中的激光器和光放大器
6*E 7} (DU{o\= 9.1.1半导体激光器
o fJ@\x S ,aeFEsi 9.1.2光纤激光器
y<
84Gw_ E+gUzz5 9.1.3光放大器
_z;N|Xe c72/e7gV 9.2激光全息三维显示
SFHa(JOS Xs`/q}R 9.2.1全息术的历史回顾
oKUJB.PF GZ"O%: d 9.2.2激光全息术的基本原理和分类
t0Uax-E( ty ~U~ 9.2.3白光再现的全息三维显示
< M=K!k 8m i IlB 9.2.4计算全息图
_<8n]0lX3 PQ
j_j#0 9.2.5数字全息术
E?V:dr rfk';ph 9.2.6全息三维显示的优点
W;1H yk Z1&8 U=pax 9.2.7全息三维显示的应用
^U52
*6 &wJ"9pQ~6E 9.2.8全息三维显示技术的展望
<B)lV'!Bd F~m tE8 B: 9.3激光存储技术
MxY CMe4S[ Ut<_D8Tzx 9.3.1激光存储的基本原理、分类及特点
j%lW+ [% yuND0,e 9.3.2激光光盘存储
9T\:ID= h ']V 2V)t 9.3.3激光体全息光存储
!cfn%+0 `O[M#y%*E 9.3.4激光存储技术的新进展
7w9) ^ ^'} Td~( 9.4激光扫描和激光打印机
~
60J {w2<;YXj! 9.4.1激光扫描
bz@4obRqf :Z<-J` 9.4.2激光打印机
6 d_l[N `=oN &! 9.5量子光通信中的激光源
r8m E $
_ gMJ\{ 9.5.1量子光通信
ruoiG?:T UXd\Q'' 9.5.2量子态发生器及应用
aFLm, 419t"1b 思考练习题9
djk _c[t.\-`] 第10章激光在科学技术前沿问题中的应用
`A #r6+ ztf (.~ 10.1激光核聚变
) +{'p 0 /0 zk &g 10.1.1受控核聚变
u+hzCCwtR zD?<m
J` 10.1.2磁力约束和惯性约束控制方法
K2&pTA~OR }lhJt|q c 10.1.3激光压缩点燃核聚变的原理
yH CBf)N7\ t&n gOF 10.2激光冷却
$L?stgU &0M^UvO 10.3激光操纵微粒
@L`t/OD m~# O
~) 10.3.1光捕获
= \tg$ QQqWJ q~ 10.3.2微粒操纵
"}EydG"= c" yf>0 10.4超越经典衍射极限的分辨率
&}rh+z ^ G15]Pyw 10.4.1解析延拓
P\SE_ *& `6UW?1_Z5 10.4.2综合孔径傅里叶全息术
/+%1Kq.hP fY \QI
= 10.4.3傅里叶叠层算法
R7+k=DI --y .q~d 10.4.4相干谱复用
o <sX6a9e UA}k "uM 10.4.5非相干结构光
照明成像
>pr{)b p G W*gu*H^s~ 10.4.6超分辨荧光显微镜
|Z z3X QO0T<V 10.5激光光谱学
}56"4/ Z H =EvT'g 10.5.1拉曼光谱
j&ddpS(s haS`V 10.5.2空间高分辨的激光显微光谱
/8lGP! z \ # 10.5.3频率高分辨的双光子光谱
r'-)@| t[%9z6t 10.5.4时间高分辨的激光闪光光谱
^BW V6 ]e 81O#t3 10.5.5各种特殊效能的激光光谱技术
Wk`G+VR+ .BuY[,I+ 10.6激光用于反常多普勒效应的基础物理研究
C^]bXIb ,0;E_i7 10.6.1电磁波的正常多普勒效应
)N<>L/R {V,rWg 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
F(:+[$) oljl&tuQy 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
(:-=XR9A`
n ~k;9 ` 10.6.4反常多普勒效应的测量光路设计及理论分析
-&y{8<bu4H t: r 10.6.5反常多普勒效应的测量实验结果
~%m-}Sxc RR*<txdN 思考练习题10
*[k7KG2_U J8~3LE
)G 附录A随机变量
YB.r-c"Y %# Fd0L A.1概率的定义和随机变量
:^%My]>T Xb5n;=) A.2分布函数和密度函数
>?'cZTNk] UeX3cD A.3推广到两个或多个联合随机变量
^3 F[^#"
&CG3_s<2 A.4统计平均
esWgYAc3 { FX4](oM 附录B随机过程
l0 r Zril M n3cIGL B.1随机过程的定义和描述
[-=PK\ B lmgMR|v B.2平稳性和遍历性
_\1 wLcFj dq[j.Nmq 参考文献
z{7&= $ ;a*i*{\Rm 
&S]\)&Yt A !x" * （实体书推荐，有需求者，可以购买！）
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