激光原理及应用(第4版)

发布:cyqdesign 2020-03-30 17:35 阅读:5150
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。 !aSu;Ln  
C~4$A/&(  
#+2|ZfCn%  
N'L3Oa\%  
第1章辐射理论概要与激光产生的条件 1/t}>>,M  
u`l1 zMk  
1.1光的波粒二象性 V 0<>Xo%  
f IUz%YFn  
1.1.1光波 rPV\ F  
JrF\7*rh9  
1.1.2光子 mdu5aL  
Z/ "jLfP  
1.2原子的能级和辐射跃迁 mWUo:(U  
& j@i>(7  
1.2.1原子能级和简并度 SwESDo)  
qDqgU  
1.2.2原子状态的标记 <r*A(}Y  
_rQM[{Bkg  
1.2.3玻尔兹曼分布 ?#F}mOVAa  
)v!>U<eprD  
1.2.4辐射跃迁和非辐射跃迁 NX?J  
d%$'Y|  
1.3光的受激辐射 qMAH~P0u  
nw3CI&Y`  
1.3.1黑体热辐射 LTsG  
;>o}/h  
1.3.2光和物质的作用 0&1!9-(d  
K!q:A+]  
1.3.3自发辐射、受激辐射和受激吸收之间的关系 dm60O8  
~eH+*U|\|M  
1.3.4自发辐射光功率与受激辐射光功率 Re <G#*^  
{1^9*  
1.4光谱线增宽 I|=$.i  
sa%2,e'  
1.4.1光谱线、线型和光谱线宽度 L0{ehpvM  
Y-%S,91O  
1.4.2自然增宽 8=^o2&  
X0X!:gX  
1.4.3碰撞增宽 \2!v~&S  
n<;T BK  
1.4.4多普勒增宽 djVE x }  
oWVlHAPj  
1.4.5均匀增宽和非均匀增宽线型 U @$Kp>X  
W`fE@*k0  
1.4.6综合增宽 }hOExTz  
PjEKZHHz  
1.5激光形成的条件 n237%LH[  
N 3)OH6w"  
1.5.1介质中光的受激辐射放大 #NM .g  
RltG/ZI  
1.5.2光学谐振腔和阈值条件 <$s G]l!\  
%?lPS  
思考练习题1 p&=F:-  
/8baJ+D"4\  
第2章激光器的工作原理 s1XW}Dw  
X*Mw0;+T  
2.1光学谐振腔结构与稳定性 }Y(yDg;"  
tk5Bb`a  
2.1.1共轴球面谐振腔的稳定性条件 sa8Sy&X"  
!*wK4UcX"  
2.1.2共轴球面腔的稳定图及其分类 ;ti{ #(Ux  
[o)P  
2.1.3稳定图的应用 |5SYKA7CS  
X]q,A5g  
2.2速率方程组与粒子数反转 372ewh3'  
N1ZHaZ  
2.2.1三能级系统和四能级系统 <,,U>0?3  
SE+K"faKQ  
2.2.2速率方程组 xUE9%qO  
Ek'  
2.2.3稳态工作时的粒子数密度反转分布 KYY~ YP  
Pg%OFhA  
2.2.4小信号工作时的粒子数密度反转分布 8Z>ZjNG  
H"8+[.xBh  
2.2.5均匀增宽型介质的粒子数密度反转分布 @RKw1$BA  
IMzhEm  
2.2.6均匀增宽型介质粒子数密度反转分布的饱和效应 2s,wC!',  
3`4g*wO  
2.3均匀增宽介质的增益系数和增益饱和  }5^j08  
hQrO8T?2  
2.3.1均匀增宽介质的增益系数 GYot5iLg  
_Tyj4t0ElV  
2.3.2均匀增宽介质的增益饱和 WF<0QH  
V ^=o@I  
2.4非均匀增宽介质的增益饱和 9PEjV$0E2  
fRJSo%  
2.4.1介质在小信号时的粒子数密度反转分布值 HPs$R [  
[Dp6q~RM  
2.4.2非均匀增宽型介质在小信号时的增益系数 6Gjr8  
P-ma~g>I  
2.4.3非均匀增宽型介质稳态粒子数密度反转分布 4RsV\Y{FN  
LR D71*/  
2.4.4非均匀增宽型介质稳态情况下的增益饱和 V 0R;q  
 5I5~GH  
2.5激光器的损耗与阈值条件 Nzz" w_#  
Bsw5A7,-  
2.5.1激光器的损耗 ;<%~g8:XL  
s]0x^"#B  
2.5.2激光谐振腔内形成稳定光强的过程 BuI&kU,WY  
tsq]QTA*  
2.5.3阈值条件 Gs2.}l z  
"2(4?P  
2.5.4对介质能级选取的讨论 68R[Lc9q5  
]c8lZO>  
思考练习题2 AEm?g$a  
+r9:n(VP  
第3章激光器的输出特性 /AWV@ '  
-8Z%5W`  
3.1光学谐振腔的衍射理论 |_HH[s*U  
0Ep%&>@  
3.1.1数学预备知识 y1^<!I  
t#oJr2  
3.1.2菲涅耳-基尔霍夫衍射公式 swuW6p  
YVZm^@ZVV  
3.1.3光学谐振腔的自再现模积分方程 GEy^*, d  
{PGNPxUbe  
3.1.4激光谐振腔的谐振频率和激光纵模 % w 6fB  
dNG>:p  
3.2对称共焦腔内外的光场分布 #)_4$<P*'  
IX;u+B  
3.2.1共焦腔镜面上的场分布 9f;\fe  
f&B&!&gZ  
3.2.2共焦腔中的行波场与腔内外的光场分布 +LV~%?W  
/og2+!  
3.3高斯光束的传播特性 Ra[{K@  
JC}y{R8  
3.3.1高斯光束的振幅和强度分布 fZH:&EP  
gO4` e(W  
3.3.2高斯光束的相位分布 (F~i  
\MQ|(  
3.3.3高斯光束的远场发散角 zCj]mH`es'  
HE. `  
3.3.4高斯光束的高亮度 =:mD)oX*  
#0"Fw$Pc  
3.4稳定球面腔的光束传播特性 #A@*k}/+  
Hn0 ,LH$/  
3.4.1稳定球面腔的等价对称共焦腔 E"&fT!yi  
wgpu]ooUF&  
3.4.2稳定球面腔的光束传播特性 bNp RGhlV  
|/[?]`  
3.5其他几种常用的激光光束 <i`Ipj  
v/\l  
3.5.1厄米-高斯光束 i,M<}e1  
i[H`u,%+(  
3.5.2拉盖尔-高斯光束 0RN]_z$;H  
`$SX%AZA  
3.5.3贝塞尔光束 tM <6c+  
^aN;M\  
3.6激光器的输出功率 5Q,#Co  
DG}t!  
3.6.1均匀增宽型介质激光器的输出功率 L;H(I@p(e  
q>X#Aaib  
3.6.2非均匀增宽型介质激光器的输出功率 6pM[.:TM   
A#RA;Dt:  
3.7激光器的线宽极限 y|Tb&XPD  
J,%v`A~ N  
3.8激光光束质量的品质因子M2 z{Z'2,#  
*KN'0Z@W  
3.9模式激光的某些一阶统计性质 |E&a3TQW  
.&=nP?ZPC6  
3.9.1单模激光的一阶统计性质 x6\EU=,  
Zsc710_  
3.9.2多模激光的一阶统计性质 puA~}6C  
g"c\ouSY  
思考练习题3 uV`r_P  
}&Ngh4/  
第4章激光的基本技术 j[k&O)A{C  
<xOXuve  
4.1激光器输出的选模 [U.3rcT"N  
o( Yfnnuy  
4.1.1激光单纵模的选取 d}j%. JJK  
w2_$>z  
4.1.2激光单横模的选取 cm@q{(r  
EE(1;] d-  
4.2激光器的稳频 2'Cwx-_G`  
<0g.<n,  
4.2.1影响频率稳定的因素 ozwPtF5  
A^nB!veh  
4.2.2稳频方法概述 3Cmbt_WV  
/ CEnyE/  
4.2.3兰姆凹陷法稳频 K?o( zh;  
}m0* w3  
4.2.4饱和吸收法稳频 P~`gWGC}  
| s%--W  
4.3激光束的变换 S#_g/3w  
ad1I2  
4.3.1高斯光束通过薄透镜时的变换 m1H_kJ  
L|pMq!@J  
4.3.2高斯光束的聚焦 ?~c=Sa-  
FOVghq@  
4.3.3高斯光束的准直 :_V9Jwu  
ui%B|b&&  
4.3.4激光的扩束 O?5uCh$H  
FFX-kS  
4.4激光调制技术 wd*8w$\  
KtTv0[66  
4.4.1激光调制的基本概念 7.mY@  
pW$ZcnU  
4.4.2电光强度调制 l\g>@b  
1c8Nr&Jl  
4.4.3电光相位调制 Yw @)0%G  
" O0p.o  
4.5激光偏转技术 uqy&P S  
._'AJhU$0  
4.5.1机械偏转 v6=pV4k9  
ehCGu( =  
4.5.2电光偏转 !*Ex}K99  
8 p D$/  
4.5.3声光偏转 G#yv$LY#  
QL/I/EgqC  
4.6激光调Q技术 j'r"_*%  
8'XAZSd(  
4.6.1激光谐振腔的品质因数Q &?X0;,5)  
>}<1  
4.6.2调Q原理 q[?xf3  
.5$"qb ?  
4.6.3电光调Q W D8  
R|&jvG=|  
4.6.4声光调Q  wO<.wPa`  
>D]g:t@v  
4.6.5染料调Q iW u  
kIl!n  
4.7激光锁模技术 ((0nJJjz  
PY81MTv0;  
4.7.1锁模原理 ~]f6@n  
;::]R'F[  
4.7.2主动锁模 RW"QUT  
{:=sCY!  
4.7.3被动锁模 ri.}G  
 T.d1?  
思考练习题4 [vv $"$z  
d{/#A%.  
第5章典型激光器介绍 +G: CR,Z>+  
,J;Cb}  
5.1固体激光器 F/%M`?m"ie  
p"@[2hK  
5.1.1固体激光器的基本结构与工作物质 Cb}I-GtO  
m3T=x =  
5.1.2固体激光器的泵浦系统 3uXRS,C  
w'uB&z4'  
5.1.3固体激光器的输出特性 i,V,0{$  
J2 ZV\8t  
5.1.4新型固体激光器 76oJCNY  
G0%},Q/  
5.2气体激光器 7q%xF#mK=  
WUBI( g\  
5.2.1氦氖(HeNe)激光器 gOy;6\/  
Oa.84a  
5.2.2二氧化碳激光器 8sus$:Ry  
<aQ<Wy=\  
5.2.3Ar+离子激光器 g1kYL$o4  
G!T_X*^q2U  
5.3染料激光器 0Sj B&J  
}3O 0nab  
5.3.1染料激光器的激发机理 m?O~(6k@C  
a^o'KN{  
5.3.2染料激光器的泵浦 C'7DG\pr  
Y_zMj`HE  
5.3.3染料激光器的调谐 XCyU)[wY  
xlcL;e&^P  
5.4半导体激光器 ;\g0* b(  
C4aAPkcp2$  
5.4.1半导体的能带和产生受激辐射的条件 zJ6""38Pr  
vnN 0o5  
5.4.2PN结和粒子数反转 Xj9\:M-  
[H[L};%=j  
5.4.3半导体激光器的工作原理和阈值条件 Kn=0AdM  
4mHk,Dd9,  
5.4.4同质结和异质结半导体激光器 r;^%D(  
,njlKkFw^Z  
5.5其他激光器 b4qMTRnv  
H+{@V B  
5.5.1准分子激光器 %Q]3`kxp  
eDsB.^|l  
5.5.2自由电子激光器 ZkJLq[:cM  
n$ rgJ  
5.5.3化学激光器 }K^v Ujl  
xa'^:H $X  
思考练习题5 &\=Tm~  
#;[0:jU0  
第6章激光在精密测量中的应用 .?vHoNvo  
JZdRAL2#v  
6.1激光干涉测长 !r8_'K5R(  
..kFn!5(g  
6.1.1干涉测长的基本原理 5sANF9o!  
uPq@6,+  
6.1.2激光干涉测长系统的组成 ppo0DC\>  
x2sKj"2?@  
6.1.3激光外差干涉测长技术 [Tl66Eyl  
_NB*+HVo  
6.1.4激光干涉测长应用举例 78\j  
A`#?Bj   
6.2激光衍射测量 ?fN6_x2e3  
zO2=o5nF.  
6.2.1激光衍射测量原理 182g6/,  
'?jsH+j+  
6.2.2激光衍射测量的方法 Xj{gyLs  
#*q]^Is"  
6.2.3激光衍射测量的应用 Y7zs)W8xTT  
&~Y%0&F,&  
6.3激光测距 &09&;KJ  
\HIBnkj)3n  
6.3.1激光脉冲测距 jEE!H /  
wz)s  
6.3.2激光相位测距 IG{ lr  
@ x .`z  
6.4激光准直及多自由度测量 z4 <_>)p  
6J\ 2 =c`  
6.4.1激光准直仪 9%Tqk"x?  
?em8nZ'  
6.4.2激光衍射准直仪 Do77V5  
+HPcv u?1  
6.4.3激光多自由度测量 D;s%cL`  
]ag{sU@#  
6.5激光多普勒测速 ZH|q#< {l  
? )h8uf4  
6.5.1运动微粒散射光的频率 ",&QO 7_  
zrqI^i"c  
6.5.2差频法测速 $OG){'X  
4/%fpU2  
6.5.3激光多普勒测速技术的应用 qTK(sW  
/{:XYeX  
6.6环形激光测量角度和角加速度 2*<Zc|uNW  
I`(53LCqo  
6.6.1环形激光精密测角 {:3\Ms#  
hsQDRx%H}  
6.6.2光纤陀螺 bf@g*~h@  
{Ef.wlZ  
6.7激光环境计量 uJCp  
bZ1*:k2  
6.8激光散射板干涉仪 9tU"+  
:'B(DzUR  
思考练习题6 _7\`xU  
mZ2CG O R  
第7章激光加工技术 $m)gfI]9  
"b~C/-W I  
7.1激光热加工原理 "T_9_6tH  
.Sn{a }XP4  
7.2激光表面改性技术 Zj!,3{jX^  
V]; i$  
7.2.1激光淬火技术的原理与应用 t VO}{[U}  
4~3 n =T*  
7.2.2激光表面熔凝技术 G"` }"T0}  
u.|%@  
7.2.3激光熔覆技术 NuPlrCy;  
/6Q]f  
7.3激光去除材料技术 "d:rPJT)(@  
haBmwq(f  
7.3.1激光打孔 {j9TzR  
J{^md0l  
7.3.2激光切割 o_`6oC"s  
t 86w&  
7.4激光焊接 '=vZAV`  
Dc@O Mr  
7.4.1激光热导焊 sBB[u'h!  
#%Bt!#  
7.4.2激光深熔焊 ~1D^C |%  
SFRP ?s  
7.4.3激光复合焊 7bk77`qWr  
2=- .@,6  
7.5激光快速成型技术 ~;3#MAG  
L&DjNu`!9  
7.5.1激光快速成型技术的原理及主要优点 A!Cby!,  
'o6}g p)  
7.5.2激光快速成型技术 pdRM%ug   
. 2$J-<O  
7.5.3激光快速成型技术的重要应用 /^AH/,p  
k7Bh[ ..!  
7.6其他激光加工技术 Vt(Wy  
: c~SH/qS  
7.6.1激光清洗技术 5aizWz  
?VNtT/  
7.6.2激光弯曲 sJ|pR=g)!  
c 9f"5~  
思考练习题7 ]B,tCBt  
h40;Q<D  
第8章激光在医学中的应用 *sOb I(&  
{lWVH  
8.1激光与生物体的相互作用 k}v`UiGM  
*rmC3'}s  
8.1.1生物体的光学特性 $KYGQP  
A:< %>  
8.1.2激光对生物体的作用 It[51NMal  
?{qUn8f2  
8.1.3激光对生物体应用的优点 8In\Jo$|q>  
4HGT gS  
8.2激光在临床治疗中的应用 s{@R|5  
EL`|>/[J  
8.2.1激光临床治疗的种类与现状 ;&&<zWq3h  
,gVVYH?qR  
8.2.2激光在皮肤科及整形外科领域中的应用 3_)I&RM  
QcL@3QC  
8.2.3激光在眼科中的应用 \W .CHSD  
YbU8 xq  
8.2.4激光在泌尿外科中的应用 (U.Go/A#wE  
?Z 2,?G  
8.2.5激光在耳鼻喉科中的应用 QFx3N%  
=$J(]KPv!?  
8.2.6最新的技术——间质激光光凝术 FB[b]+t`D{  
p[C"K0>:_F  
8.2.7光动力学治疗 F,Q;sq  
:')[pO_FW*  
8.3激光在生物体检测及诊断中的应用  Lto*L X  
m`-);y  
8.3.1利用激光的生物体光谱测量及诊断 N1ipK9a  
@ !P2f   
8.3.2激光断层摄影 w w^\_KGu7  
M M@,J<  
8.3.3激光显微镜 Vx$;wU Y  
X} k;(rb  
8.4医用激光设备 ==[=Da~  
b]]8Vs)'  
8.4.1医用激光光源 W<)P@_+-  
0(7 IsG=t  
8.4.2医用激光传播用光纤 77@N79lqO  
m=01V5_  
8.5激光应用于医学的未来 BX?DI-o^h  
"Au4&Fu  
8.5.1医用激光新技术 BTkx}KK  
3^UdB9j;  
8.5.2光动力学治疗的前景 n)kbQ]  
~</FF'Xz  
思考练习题8 N]+6<  
vUpAW[[  
第9章激光在信息技术中的应用 M- ^I!C  
&'z_:Wm  
9.1光纤通信系统中的激光器和光放大器 zTg\\z;  
AT"gRCU$4  
9.1.1半导体激光器 3s%?)z  
yNns6  
9.1.2光纤激光器 Ks%0!X?3q  
dTg`z,^F  
9.1.3光放大器 [ \_o_W  
TwkT|Piw S  
9.2激光全息三维显示 DO: ,PZX  
|R9Lben',  
9.2.1全息术的历史回顾 kG>jb!e@(  
n-ffX*zA(  
9.2.2激光全息术的基本原理和分类 Pzso^^g  
+Y 7M7  
9.2.3白光再现的全息三维显示 C^ )Imr  
8S1@,O,  
9.2.4计算全息图 x4^nT=?6_  
<< >+z5D+  
9.2.5数字全息术 fa/S!%}fO  
Ooz ,?wU6  
9.2.6全息三维显示的优点 E'LI0fr  
Q>{$Aqc,e  
9.2.7全息三维显示的应用 b&rBWp0#  
y*iZ;Bv j  
9.2.8全息三维显示技术的展望 nONuw;K  
arL>{mj  
9.3激光存储技术 K3!3[dR*  
y74Q(  
9.3.1激光存储的基本原理、分类及特点 N!K%aH~O  
Pm/<^z%  
9.3.2激光光盘存储 _KH91$iW8m  
"h+Z[h6T  
9.3.3激光体全息光存储 Wu][A\3D1  
64/ZfXD  
9.3.4激光存储技术的新进展 D^[l~K  
/I7V\  
9.4激光扫描和激光打印机 6eSo.@*l  
{ W,5]-  
9.4.1激光扫描 7h 54j  
ZsP^<  
9.4.2激光打印机 s>>&3jfM  
c]9gf\WW  
9.5量子光通信中的激光源 |A3"Jc.2o  
W>pe-  
9.5.1量子光通信 J>_mDcPo  
0nwi5  
9.5.2量子态发生器及应用 Xw4Eti._D  
2w.FC  
思考练习题9 agUdI_'~@9  
`jE[Xt"@  
第10章激光在科学技术前沿问题中的应用 }QI \K  
5eTA]  
10.1激光核聚变 tyR?A>F4  
AIHH@z   
10.1.1受控核聚变 lO-DXbgql$  
N'2?Zb  
10.1.2磁力约束和惯性约束控制方法 M}|(:o3Yo  
#z(:n5$F  
10.1.3激光压缩点燃核聚变的原理 | xB`cSu(  
Ij#mmj NW  
10.2激光冷却 |nQfgl=V  
kZ% AGc  
10.3激光操纵微粒 E^-c,4'F  
5=TgOS]R  
10.3.1光捕获 !4p{ b f  
;?Pz0,{h  
10.3.2微粒操纵 9 /H~hEVK  
$>/d)o  
10.4超越经典衍射极限的分辨率 Gld~GyB\k  
Q,NnB{R  
10.4.1解析延拓 \n_7+[=E  
\:m~ +o$<-  
10.4.2综合孔径傅里叶全息术 *ra)u-  
$1])>m_ct  
10.4.3傅里叶叠层算法 ?\\wLZ  
N]W*ei  
10.4.4相干谱复用 F8w7N$/V",  
M ygCg(h  
10.4.5非相干结构光照明成像 1| sem(t  
0ca0-vY  
10.4.6超分辨荧光显微镜 I$"Z\c8;  
H>+/k-n-  
10.5激光光谱学 :%gc Sm  
;2kQ)Bq"  
10.5.1拉曼光谱 ika*w  
,ojJ;w5D  
10.5.2空间高分辨的激光显微光谱 1EV bGe%b  
?6 2zv[#  
10.5.3频率高分辨的双光子光谱 [4yHXZxza  
1L <TzQ  
10.5.4时间高分辨的激光闪光光谱 ?w/p 9j#  
g V]4R"/  
10.5.5各种特殊效能的激光光谱技术 O<vBuD2  
0L>3 i8'  
10.6激光用于反常多普勒效应的基础物理研究 j)@W1I]2#  
_h1bVd-  
10.6.1电磁波的正常多普勒效应 R6<'J?k  
8ve-g\C8 H  
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`,@~6u  
'wPX.h?  
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 s $(%]~P  
V_ 6K?~j  
10.6.4反常多普勒效应的测量光路设计及理论分析 gxhp7c182  
\gP?uJ  
10.6.5反常多普勒效应的测量实验结果 pqg2#@F.  
M.H!dZ  
思考练习题10 GIlaJ!/  
)nHMXZ>Td  
附录A随机变量 7b1 yF,N  
jO"/5 x26  
A.1概率的定义和随机变量 Y5 E0n(Z  
1 k!gR  
A.2分布函数和密度函数 *c#DB{N  
I e!KIU  
A.3推广到两个或多个联合随机变量 NL.3qx  
7UBW3{d/u5  
A.4统计平均 nIH(2j  
@IL@|Srs8  
附录B随机过程 k8E2?kbF  
OC5oxL2HTe  
B.1随机过程的定义和描述 YEV;GFI1  
kYS#P(1  
B.2平稳性和遍历性 >0kL9_9{  
}*XF- U  
参考文献 ~/4j&IG  
BSS4}qyS  
e`+  
Rq1 5AR  
(实体书推荐,有需求者,可以购买!)
关键词: 激光原理
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qqqoooppp 2021-01-08 09:32
感谢介绍
小康的天空 2021-04-11 19:57
感谢分享 淘宝有售 已购入
liaoxiangyu 2021-04-14 17:52
很不错的书
brant 2021-10-08 09:48
感谢分享
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