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。
s9 )U", ^.HvuG},O 
S 4hv7.A
h/*q +H 第1章辐射理论概要与激光产生的条件
ls* bCe L
HW\A8 1.1光的波粒二象性
b?kY`L C ,ut-Di=6 1.1.1光波
NtfzAz/ (& UQ^ 1.1.2光子
^P}jn`4 V*< `!w 1.2原子的能级和辐射跃迁
/L yoTBG r V_i| 1.2.1原子能级和简并度
!ay:h
Iv h%%ryQQ&< 1.2.2原子状态的标记
s W^e D; m 0 Geq. 1.2.3玻尔兹曼分布
je`Ysbe n YstR
T1 1.2.4辐射跃迁和非辐射跃迁
yCvP-? 2 }B e;YIhG 1.3光的受激辐射
! *eDT4a yt@7l]I 1.3.1黑体热辐射
8 v }B-cS -Lhq.Q*a 1.3.2光和物质的作用
m fqnRPZ T@%\?=P 1.3.3自发辐射、受激辐射和受激吸收之间的关系
o"!C8s_6 .sCj3 sX* 1.3.4自发辐射光功率与受激辐射光功率
9] Fi2M ?:$\
t? e^ 1.4光谱线增宽
q
S qS@+p (hJ& `Tt 1.4.1光谱线、线型和光谱线宽度
cE;n>ta"F PS}'LhZ 1.4.2自然增宽
>I@VHl O `+m:@0&L 1.4.3碰撞增宽
vR3\E"Zi "qrde4 O 1.4.4多普勒增宽
ve]hE} o/} Uc;~ q-??# 1.4.5均匀增宽和非均匀增宽线型
= ;cTm5d;T z ub"Ap3 1.4.6综合增宽
hp1+9vEN >t_h /:JZ) 1.5激光形成的条件
SF= TG84< RY
.@_{ 1.5.1介质中光的受激辐射放大
k-Yli21-/| bFIM 07 1.5.2光学谐振腔和阈值条件
O
joa3 Qhq' %LR 思考练习题1
IIG9&F$G F[v:&fle 第2章激光器的工作原理
d9& u4 h0s1iI 2.1光学谐振腔结构与稳定性
#CV]S4/^ Vw|P;LLl` 2.1.1共轴球面谐振腔的稳定性条件
RH.qbPjx h UC157 2.1.2共轴球面腔的稳定图及其分类
/%mT2 - VeC X] 2.1.3稳定图的应用
.VCF[AleS
B[k=6EU8k 2.2速率方程组与粒子数反转
Vu,e ]@ %tMx48'N 2.2.1三能级系统和四能级系统
4[(NxXH8M _U_O0@xi 2.2.2速率方程组
kuI~lBWI ^Z-oO#)h# 2.2.3稳态工作时的粒子数密度反转分布
9Pb6Z} p$t|e u
2.2.4小信号工作时的粒子数密度反转分布
%.m+6
zaF gBky ZK 2.2.5均匀增宽型介质的粒子数密度反转分布
$g^D1zkuDT %vv`Vx2 2.2.6均匀增宽型介质粒子数密度反转分布的饱和效应
}v's>Ae~p &+n9T?+b 2.3均匀增宽介质的增益系数和增益饱和
t/}NX[q dU#-;/}o 2.3.1均匀增宽介质的增益系数
u0GHcpOm O%3Hp.|! 2.3.2均匀增宽介质的增益饱和
|r*)U( c` "M, 1ElQ 2.4非均匀增宽介质的增益饱和
D#AqZS> B S=0DQ19 2.4.1介质在小信号时的粒子数密度反转分布值
N+ak{3 W#%s0EN<_ 2.4.2非均匀增宽型介质在小信号时的增益系数
}jUsv8`}8R 9b&|'BBW 2.4.3非均匀增宽型介质稳态粒子数密度反转分布
XC5/$3'M&
[}YUi>NGA 2.4.4非均匀增宽型介质稳态情况下的增益饱和
5f{P% x( qi B~ 2.5激光器的损耗与阈值条件
(Vr%4Z8 2j: 0!% 2.5.1激光器的损耗
`sCn4-$8 FJDE48Vi 2.5.2激光谐振腔内形成稳定光强的过程
g@37t @I LQHL4jRXU 2.5.3阈值条件
+U1
Ir5Lx BY.k.]/ 2.5.4对介质能级选取的讨论
jM &d i l2LLM {B 思考练习题2
s/=% kCo 3*&
Y'/! 第3章激光器的输出特性
o//h|f U@ >v %js!`f 3.1光学谐振腔的衍射理论
*X ( :vET D3 yTN" 3.1.1数学预备知识
J Cq>; br. {G Jl<G1 3.1.2菲涅耳-基尔霍夫衍射公式
#n'.a1R ov,|`FdU^T 3.1.3光学谐振腔的自再现模积分方程
0 muC4 Bl*}*S PU 3.1.4激光谐振腔的谐振频率和激光纵模
$8)XN-%( X3\PVsH$K 3.2对称共焦腔内外的光场分布
"~5cz0
H3v F)(^c 3.2.1共焦腔镜面上的场分布
X>Vc4n<} X58U>4a 3.2.2共焦腔中的行波场与腔内外的光场分布
? Bpnnwx Vw1>d+<~-) 3.3高斯光束的传播特性
%( 1O jfZc 4 kjfYf@A 3.3.1高斯光束的振幅和强度分布
jZ |M$I3* R(d<PlZ 3.3.2高斯光束的相位分布
)A$"COM 4 PqV
F} 3.3.3高斯光束的远场发散角
=3 .dgtH G Ln=*Dh# 3.3.4高斯光束的高亮度
' @RF Y
{^*y 3.4稳定球面腔的光束传播特性
E ?Mgbd3 lN#j%0MaUo 3.4.1稳定球面腔的等价对称共焦腔
2ZY$/ '9zW#b 3.4.2稳定球面腔的光束传播特性
xgcxA: WM'!|lg 3.5其他几种常用的激光光束
:QGkYJ |Dn Zk3M, 3.5.1厄米-高斯光束
vN'+5*Cgy6 az F!V 3.5.2拉盖尔-高斯光束
=/Gd<qz3 L N|(Z* 3.5.3贝塞尔光束
s/tLY/U/ B/wD~xC?x 3.6激光器的输出功率
YGJ! !(~r Vr
EGR$ 3.6.1均匀增宽型介质激光器的输出功率
(oG YnN,2 0f6o0@ 3.6.2非均匀增宽型介质激光器的输出功率
&VGV0K3 Dp m$p}cok#+S 3.7激光器的线宽极限
J<0{3pZY L5bq\ 3.8激光光束质量的品质因子M2
,`}y J*7 J8 emz8J 3.9模式激光的某些一阶统计性质
8ttJ\ m M- nRhso 3.9.1单模激光的一阶统计性质
EB}B75)x l+9RPJD/: 3.9.2多模激光的一阶统计性质
ubM1Q r $ |=| "/ 思考练习题3
YB"gLv? 4Y8= 第4章激光的基本技术
^I! Z)/ pG#tMec 4.1激光器输出的选模
b* n3Fej SaXt"Ju,AH 4.1.1激光单纵模的选取
vwT1bw . 1kvX#h&V 4.1.2激光单横模的选取
l zFiZx [c3!xHt5O 4.2激光器的稳频
cy8>M))c uppa`addK 4.2.1影响频率稳定的因素
] `$6=) _X 9i\RdJv. 4.2.2稳频方法概述
$`|h F[tv 9WG=3!-@ 4.2.3兰姆凹陷法稳频
;\7`G!q |Hyc BTN#E 4.2.4饱和吸收法稳频
5 nx*D" a fa\6]m 4.3激光束的变换
nX (bVT4i )Z:-qH 4.3.1高斯光束通过薄
透镜时的变换
NPH(v` xw8k<` 4.3.2高斯光束的聚焦
h oFgs9 [)I^v3]U 4.3.3高斯光束的准直
}ppApJT o DZ Z 4.3.4激光的扩束
nGVr\u9z ~!({U nt+' 4.4激光调制技术
BbX$R`f uU)t_W&-J 4.4.1激光调制的基本概念
t\/H. Hb JP Dxzp 4.4.2电光强度调制
w:
BJ4bi= wo&IVy@s$ 4.4.3电光相位调制
z -? \ b^ l -XfUjJ 4.5激光偏转技术
&E]) sJ0 |B (,5 3 4.5.1机械偏转
NuO@N r 12
) 4.5.2电光偏转
=#2%[kG q tV=Qt[|@ 4.5.3声光偏转
>J9Qr#=H2 ,O:4[M !$w 4.6激光调Q技术
a0ms9%Y;Q[ ]4t1dVD 4.6.1激光谐振腔的品质因数Q
>7WT4l)7!b d[h=<?E5 4.6.2调Q原理
eYv^cbO@: bmHj)^v 5] 4.6.3电光调Q
j/Kul}Ml\* gkK(7=r% 4.6.4声光调Q
qg j;E=7 Oyb9
ql^ 4.6.5染料调Q
y0 vo-Q d*TH$-F!p 4.7激光锁模技术
):Fg {7b]n z/j*zU
` 4.7.1锁模原理
i{}m 8K) !v3d:n\W8 4.7.2主动锁模
7 :\J2$P t,Tq3zB 4.7.3被动锁模
/\ fR6|tJ M7qg\1L 思考练习题4
d1yLDj? ]#N8e?b, 第5章典型激光器介绍
=n.&N
}G(#j OYk 5.1固体激光器
k Jz^\Re vmxS^_I 5.1.1固体激光器的基本结构与工作物质
#pWy%U XFFm 'W6@ 5.1.2固体激光器的泵浦系统
+^J& x>5 h9d*N 9!;M 5.1.3固体激光器的输出特性
l/?bXNt |s#,^ SJ0 5.1.4新型固体激光器
M\ wCZG \`8$bpW[nS 5.2气体激光器
P=_W{6 UJS
vtD{g 5.2.1氦氖(HeNe)激光器
#x;d+Q@ mb'{@ 5.2.2二氧化碳激光器
-Nr*na^H9# 2n"-~'3\ 5.2.3Ar＋离子激光器
nF- l4 = de8 xl 5.3染料激光器
ZkibfVwe
ndyI sR 5.3.1染料激光器的激发机理
9QD+ #m{F*(% 5.3.2染料激光器的泵浦
{#=o4~u%;H fG?a"6~ 5.3.3染料激光器的调谐
KsTE)@ F: /`qQWB5b 5.4半导体激光器
IM,d6lN6s _+Z;pt$C 5.4.1半导体的能带和产生受激辐射的条件
%f\j)qw AO -~dV 5.4.2PN结和粒子数反转
-f '&JwE0= ,\ T `gh 5.4.3半导体激光器的工作原理和阈值条件
sC f)#6mI RP^L.X(7^ 5.4.4同质结和异质结
半导体激光器
tPk> hzW O*F= x G 5.5其他激光器
M )v='O<H8 5IgO4 <B 5.5.1准分子激光器
N5MWMN[6aP X~*/ ~f 5.5.2自由电子激光器
>kuu\ |]HA@7B 5.5.3化学激光器
?: 5/4YC WK#c* rsij 思考练习题5
.*?-j?U. V2yX; u 第6章激光在精密测量中的应用
&?j\=% &[ |Z2} 6.1激光干涉测长
uowdzJ7 F)aF.'$-/ 6.1.1干涉测长的基本原理
?wIw$p>wT aMK\&yZD 6.1.2激光干涉测长系统的组成
A0ZU #"'/ Yru,YA
6.1.3激光外差干涉测长技术
{H=<5 &`g^b^i 6.1.4激光干涉测长应用举例
^= kr`5 _GoFwVO 6.2激光衍射测量
j\@&poJ(, CQ {pv3) 6.2.1激光衍射测量原理
QqC-ztz !@h)3f]`1G 6.2.2激光衍射测量的方法
I
'ha=PeVn R x@0EPV 6.2.3激光衍射测量的应用
(V}?y:) (F#2z\$; 6.3激光测距
#8WHIDS> wF-H{C' 6.3.1激光脉冲测距
kb\\F:w(W tt&{f <* 6.3.2激光相位测距
nwi8>MG 0 \1g-kc!v 6.4激光准直及多自由度测量
/W{^hVkvC 9
H>J S 6.4.1激光准直仪
0Y!~xyg/ i66/2BUh. 6.4.2激光衍射准直仪
Pp;OkI``[ Q+IB&LdE 6.4.3激光多自由度测量
,H/BW`rL]# ,y)V5
c1 6.5激光多普勒测速
_!yUr5&,Br =s:Z-*vy! 6.5.1运动微粒散射光的频率
*b`1+~p_2 wk2Ff*& 6.5.2差频法测速
4=njM`8Y' 8wCB}q C 6.5.3激光多普勒测速技术的应用
ddlF4L_ "i%=QON` 6.6环形激光测量角度和角加速度
e=ry_@7 k7nke^,| 6.6.1环形激光精密测角
g
T0@pxl ^HWa o wy= 6.6.2光纤陀螺
LP> GM=S#" ?0d#O_la3 6.7激光环境计量
;( Z9. : TP\pH 7E 6.8激光散射板干涉仪
QOv@rP/
*n 9=Q9 思考练习题6
6^ ,;^ Nfd'|# 第7章激光加工技术
=]L AL w xE6hE'rh.O 7.1激光热加工原理
_"#n%@ u"U7aYGkY 7.2激光表面改性技术
<SSkCw .6pVt_f0/ 7.2.1激光淬火技术的原理与应用
U ?6.UtNf / !pJ" @ 7.2.2激光表面熔凝技术
!)EYM&:Y b%xG^jUXsX 7.2.3激光熔覆技术
n x 5I 5>fAO =u!Q 7.3激光去除材料技术
)D7/[zb^ B# o6UO\ 7.3.1激光打孔
Lr*\LP6jx3 ugs9>`fF& 7.3.2激光切割
4mm>6w8NT
tPFj[Y~Iy 7.4激光焊接
$nN CBC= ,H K-mAH 7.4.1激光热导焊
&[5p R60 rb]?" lizi 7.4.2激光深熔焊
^(Wu$\S A YLb$/6gj6 7.4.3激光复合焊
8-x)8B 9[:TWvd 7.5激光快速成型技术
3qy 4 nPg 2k^'}7G% 7.5.1激光快速成型技术的原理及主要优点
se29IhS!e 2~%^ y6lR 7.5.2激光快速成型技术
kTm}VTr
1 z 2 mjm 7.5.3激光快速成型技术的重要应用
g gy9euWV h*\u0yD) 7.6其他激光加工技术
[$ z- ~P'i
/*: 7.6.1激光清洗技术
eaDG7+iS ^`bMFsP 7.6.2激光弯曲
4-oaq'//BT 8;x0U`}Ez( 思考练习题7
wQ81wfr1: \%&eDE 0 第8章激光在医学中的应用
N{uVh ; _ !1/F71l DX 8.1激光与生物体的相互作用
'i 4L.& wJh/t b=$o 8.1.1生物体的
光学特性
k +Cwnp upGLZ# 8.1.2激光对生物体的作用
TrBW0Bn>p sGc.;": 8.1.3激光对生物体应用的优点
;?%_jB$P P+DIo7VTX 8.2激光在临床治疗中的应用
gmZ] E45 KC nm _4 8.2.1激光临床治疗的种类与现状
\sus L D Y}
6 @ w 8.2.2激光在皮肤科及整形外科领域中的应用
uc/W/c u, "egpc*|] 8.2.3激光在眼科中的应用
PJ ^qE| X %Rk DR 8.2.4激光在泌尿外科中的应用
Nt/hF>"7 ; RYIc0% 8.2.5激光在耳鼻喉科中的应用
B lqISyrY gj
I>tz} 8.2.6最新的技术——间质激光光凝术
;*0?C'h= R[@}Lg7+v 8.2.7光动力学治疗
m~uT8R#$ K|I<kA~!H 8.3激光在生物体检测及诊断中的应用
*D.Ajd.G a4pe wg' 8.3.1利用激光的生物体光谱测量及诊断
M~~)tJYsu (p<pF]. 8.3.2激光断层摄影
U>DCra; L @Q+HN 8.3.3激光显微镜
nu(7Y YCM$ rR
8 6D 8.4医用激光设备
bP> Kx-%q \>X!n2rLZe 8.4.1医用激光
光源 =}.gU WV <. *bJ 8.4.2医用激光传播用
光纤 %Aqf=R_^ 8 |zOgn{ 8.5激光应用于医学的未来
KC)}M zt6_ b`@J"E} 8.5.1医用激光新技术
<_#2+7Qs E;[Uhh|78! 8.5.2光动力学治疗的前景
[bRE=Zr$Ry ?'_6M4UKa 思考练习题8
AQmHa2P 216$,4i 第9章激光在信息技术中的应用
O8 SE)R~ {`,)<R>} 9.1光纤通信系统中的激光器和光放大器
ZJ.an%4 u@CQ+pnf:( 9.1.1半导体激光器
W/AF ]qxl^Himq 9.1.2光纤激光器
jFUpf.v2 z+- o}i 9.1.3光放大器
52zE -SY "%\hDL; 9.2激光全息三维显示
_54gqD2C,
}pIn3B) 9.2.1全息术的历史回顾
Ih>s2nL Wky9w r:g 9.2.2激光全息术的基本原理和分类
? ^W1WEBm Z&U:KrFH 9.2.3白光再现的全息三维显示
AV7#,+p%G imeE& 9.2.4计算全息图
*@ H\J e` }}i'8 9.2.5数字全息术
aU^6FI 1m#.f=u{R 9.2.6全息三维显示的优点
=^ i K^) 8QZI(Xe9r 9.2.7全息三维显示的应用
WTJ {M$ X%3?sH 9.2.8全息三维显示技术的展望
.Z
67 GEA1y^b6" 9.3激光存储技术
F"UI=7:o 9@yF7 9.3.1激光存储的基本原理、分类及特点
JWI Y0iP "RN]
@p#m 9.3.2激光光盘存储
&lLfV a-l 8-B7_GoJ+B 9.3.3激光体全息光存储
3% 5a&b X6r0+D5AvB 9.3.4激光存储技术的新进展
fBj)HoHQW doOuc4 9.4激光扫描和激光打印机
1 l"2 ~k hlB\Xt 9.4.1激光扫描
/Pkz3 (1 -1RMyVx 9.4.2激光打印机
$`55 E( k$JOHru 9.5量子光通信中的激光源
8 49,1n^ b&mA1w[W] 9.5.1量子光通信
PXkpttIE]M ^n(FO,8c 9.5.2量子态发生器及应用
h]s~w & U OxS W 思考练习题9
o3/o2[s Z )M
"`2Ur 第10章激光在科学技术前沿问题中的应用
YnRO>` HFZ'xp|3dn 10.1激光核聚变
o_BTo5] Z17b=x Jw 10.1.1受控核聚变
k#Sr; " C| ~ A]wc= 10.1.2磁力约束和惯性约束控制方法
. i
I{ >&KH!: OX| 10.1.3激光压缩点燃核聚变的原理
,MNv}w@ 3Iv^ 10.2激光冷却
C2"^YRN, uC^)#Y\" 10.3激光操纵微粒
=g9n =spAn + w^,!gA& 10.3.1光捕获
i[IFD]Xy!j ( .cA'f?h 10.3.2微粒操纵
%m\:AK[} s@ @Km1w 10.4超越经典衍射极限的分辨率
N*}soMPV^. L)J1yw 10.4.1解析延拓
! 6%?VJB|b QQ .?A(U7 10.4.2综合孔径傅里叶全息术
p%>sc #0aBQ+_8H 10.4.3傅里叶叠层算法
6r< a N e1Oz } 10.4.4相干谱复用
PJC( : R(j LJ/He[r|[ 10.4.5非相干结构光
照明成像
.i RKuBM/ Op ar+|p\ 10.4.6超分辨荧光显微镜
DOKe. k r6Yd"~ n 10.5激光光谱学
1"ZtE\{
" 5MB` yRVv 10.5.1拉曼光谱
)b Ofs*S 9f( X7k t 10.5.2空间高分辨的激光显微光谱
[g/D<g5O 'Z4}O_5_ 10.5.3频率高分辨的双光子光谱
UJI2L-;Ul _M%S 10.5.4时间高分辨的激光闪光光谱
z}!g2d Bdw 33z*m 10.5.5各种特殊效能的激光光谱技术
O@T,!_Z f CvY+b^ ; 10.6激光用于反常多普勒效应的基础物理研究
*=!e, \dtiv& x 10.6.1电磁波的正常多普勒效应
Snf_{A< 8~C_ng-wn 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
H~+A6g]T 1 P !)4W 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
z3+@[I$ >9&31wA_ 10.6.4反常多普勒效应的测量光路设计及理论分析
DO*U7V02 XGx[Ny_A2 10.6.5反常多普勒效应的测量实验结果
:snO*Zg 0hemXvv1 思考练习题10
a V 'bI *H
Qc I- 附录A随机变量
."$t &[;s ]$@a.#} A.1概率的定义和随机变量
Food<(!.> :25LQf^nz A.2分布函数和密度函数
E nM }m j9$=B4 A.3推广到两个或多个联合随机变量
M/?,Qii vV}w>Ap[ A.4统计平均
8F}drK9>F T$%|=gq 附录B随机过程
0kkDlWkzo S\A/*!%~y B.1随机过程的定义和描述
YEx gUE| bC<W7q f]} B.2平稳性和遍历性
R/hI XO 32YbBGDN!f 参考文献
Tlw'05\{J Du+W7]yCl 
_ox+5?> FJ;I1~?? （实体书推荐，有需求者，可以购买！）
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