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。
^IW5c>;| r c++c,=
Ck1{\=t jEh Px 第1章辐射理论概要与激光产生的条件
k4T`{s}e wH]5VltUT1 1.1光的波粒二象性
A; _Zw[ qh9d.Q+n 1.1.1光波
)O+V ft "t0l)P*C} 1.1.2光子
Z=R 6?jU*n <cm(QNdcC 1.2原子的能级和辐射跃迁
POXd ,ON9 pTeN[Yu? 1.2.1原子能级和简并度
2o)8 'Lp ==#mlpi`S[ 1.2.2原子状态的标记
-XASS% @tT2o@2Y^ 1.2.3玻尔兹曼分布
VEsIhjQ ?i{/iH~Sf 1.2.4辐射跃迁和非辐射跃迁
4yK{(!&i+ s@02?+/ 1.3光的受激辐射
WU$l@:Yo E4N/or 1.3.1黑体热辐射
iWGn4p' g{6FpuA|0 1.3.2光和物质的作用
l"zwH D?.H|% 1.3.3自发辐射、受激辐射和受激吸收之间的关系
t1`.M$ ;{lb_du2: 1.3.4自发辐射光功率与受激辐射光功率
"LNLM \X2r? 1.4光谱线增宽
I|x?
K> J5!-<oJ/ 1.4.1光谱线、线型和光谱线宽度
eC{St0 YMn*i<m 1.4.2自然增宽
P(%^J6[> U3**x5F_ 1.4.3碰撞增宽
0fJz[;dV>n {nPiIPH 1.4.4多普勒增宽
)TfX} *qZBq&7tb 1.4.5均匀增宽和非均匀增宽线型
"l 8YD&q =28ZSo^ 1.4.6综合增宽
:u]QEZ@@ Hk
f<.U 1.5激光形成的条件
eC3 ~| G_O zx/$ 1.5.1介质中光的受激辐射放大
@+{F\SD\ -K (>uV!? 1.5.2光学谐振腔和阈值条件
f"z;' !o`riQLs> 思考练习题1
%At.nlss g4 3(N!@g 第2章激光器的工作原理
-}1TT@ 0`/CoP<U 2.1光学谐振腔结构与稳定性
\`0s %F:V} esM r@Oc 2.1.1共轴球面谐振腔的稳定性条件
]JR2Av GdYQq. 2.1.2共轴球面腔的稳定图及其分类
MTip4L W9 @# =yC.s 2.1.3稳定图的应用
Kzx`
E>,z' Wl7S<>hg4 2.2速率方程组与粒子数反转
U7''; w |It&1fz} 2.2.1三能级系统和四能级系统
Dz&,g+>$J Vx{
2.2.2速率方程组
99tUw'w WMa`!Q 2.2.3稳态工作时的粒子数密度反转分布
J4x|Af p T/FZn{I 2.2.4小信号工作时的粒子数密度反转分布
VAo`R9^D# lc 3N i<3v 2.2.5均匀增宽型介质的粒子数密度反转分布
@\r2%M- 9#>nFs"H 2.2.6均匀增宽型介质粒子数密度反转分布的饱和效应
$>7T s>8 nYR#Q| 2.3均匀增宽介质的增益系数和增益饱和
^T*!~K8A Vr@tSc& 2.3.1均匀增宽介质的增益系数
Qz89=#W Ob{Tn@ 2.3.2均匀增宽介质的增益饱和
6RG63+G +z[+kir 2.4非均匀增宽介质的增益饱和
`-JVz{z W] WH4.y 2.4.1介质在小信号时的粒子数密度反转分布值
9 p,O>I AB{zkEuK 2.4.2非均匀增宽型介质在小信号时的增益系数
zwU1(?]I{ Xr:s-L 2.4.3非均匀增宽型介质稳态粒子数密度反转分布
xs&xcRR" dBwoAq`' 2.4.4非均匀增宽型介质稳态情况下的增益饱和
uq/Fapl :`4F0 2.5激光器的损耗与阈值条件
~MP |L?my artn _ 2.5.1激光器的损耗
FUf.3@} 4K\o2p?4 2.5.2激光谐振腔内形成稳定光强的过程
Sl-9im1 D2GF4%| 2.5.3阈值条件
1]9w9!j -k@1#c+z 2.5.4对介质能级选取的讨论
L[Ot$ A;^ iy]" 思考练习题2
4*L*"vKa MsBm0r`a 第3章激光器的输出特性
E[7E%^:Mg SME9hS$4 3.1光学谐振腔的衍射理论
as'yYn8 ?"^{:~\N 3.1.1数学预备知识
^BM !TQ%! ' <xE0< 3.1.2菲涅耳-基尔霍夫衍射公式
cly} [<w! '9=b@SaAj 3.1.3光学谐振腔的自再现模积分方程
,q>cFsY=i? jO/cdLKX( 3.1.4激光谐振腔的谐振频率和激光纵模
g?xD*3< e(N},s:_ 3.2对称共焦腔内外的光场分布
`N&*+!O% wdAKU+tM 3.2.1共焦腔镜面上的场分布
(w{T[~6 E
.28G2& 3.2.2共焦腔中的行波场与腔内外的光场分布
}*U|^$FEU tGgDS) 3.3高斯光束的传播特性
fm@Pa} , a5R.
\a<q 3.3.1高斯光束的振幅和强度分布
,vO\n^ &F/-%l! 3.3.2高斯光束的相位分布
uI9*D) Kc95yt 3.3.3高斯光束的远场发散角
6PYm?i=p? G0|}s&$yL 3.3.4高斯光束的高亮度
FZO&r60$E 6T|Z4f| 3.4稳定球面腔的光束传播特性
g1|Pyt{ ^N[ Cip}8 3.4.1稳定球面腔的等价对称共焦腔
BWQ`8 qHp2; 3.4.2稳定球面腔的光束传播特性
:o~'\:/ C0KFN 3.5其他几种常用的激光光束
b_ak@LYiu {lH'T1^m 3.5.1厄米-高斯光束
mI!iSVqr \O4s0*gw 3.5.2拉盖尔-高斯光束
uS,?oS K!Fem6R 3.5.3贝塞尔光束
vanV |O 1/m$#sz 3.6激光器的输出功率
`kxC#
&HO MH#"dGGu 3.6.1均匀增宽型介质激光器的输出功率
"acI:cl?, wn?oHz* 3.6.2非均匀增宽型介质激光器的输出功率
&Z[+V)6,, Z{BK@Q4z 3.7激光器的线宽极限
@--"u_[ zn 0y`9!n? 3.8激光光束质量的品质因子M2
@2L^?*n= ]W$G!(3A 3.9模式激光的某些一阶统计性质
t6\H T0")Ryu 3.9.1单模激光的一阶统计性质
0?8>{!I 6WQN!H8+^ 3.9.2多模激光的一阶统计性质
W{.:Cf9 )I3E 思考练习题3
k kAg17 ^ HZ%V>88 第4章激光的基本技术
n}F$kyI V\x'w*FP 4.1激光器输出的选模
']eN4H&=?} } =)u_q 4.1.1激光单纵模的选取
\fEG5/s}T H390<` 4.1.2激光单横模的选取
NZv 8# G gA:;f46 4.2激光器的稳频
%;h1n6=v2 J)B3o$ 4.2.1影响频率稳定的因素
r<1W.xd": Bo8f52| 4.2.2稳频方法概述
lqv}~MC -e(<Jd_= 4.2.3兰姆凹陷法稳频
)s^gT]"N fqbeO 9x 4.2.4饱和吸收法稳频
l<uI-RX" BM:p)%Pv#P 4.3激光束的变换
$peL1'Evo N*|EfI|X 4.3.1高斯光束通过薄
透镜时的变换
{'A
15 NpZ'pBl 4.3.2高斯光束的聚焦
5]]QW3 ]Xnar:5 4.3.3高斯光束的准直
75^*4[ fJ.=,9:< 4.3.4激光的扩束
Od;k}u6;< K/C} 4.4激光调制技术
p gLhxc: OfBWf6b 4.4.1激光调制的基本概念
6x(b/`VW > `eo 0 4.4.2电光强度调制
v"(6rZsa ^0>^5l'n 4.4.3电光相位调制
U&B(uk(2 ~h8k4eM 4.5激光偏转技术
W`_Wi*z4 B^dMYFelJ 4.5.1机械偏转
]wV\=m?z& ~l'[P=R+8 4.5.2电光偏转
T<7}IH$6xE Q$.CtECo 4.5.3声光偏转
w/o8R3F tQ;Fgv8Y! 4.6激光调Q技术
bHSoQ \ g=4P-i3 4.6.1激光谐振腔的品质因数Q
TTj] _R{n L!33`xef' 4.6.2调Q原理
F'{ T[MA 7eM6 B#rI 4.6.3电光调Q
Lp$&eROFVs 502(CO> 4.6.4声光调Q
0W6='7 x?{l<mc 4.6.5染料调Q
=u9e5n S?v;+3TG 4.7激光锁模技术
QrmGrRH ]OKKR/: 4.7.1锁模原理
:X9;KoJl-V <]S
M$)=D 4.7.2主动锁模
o%]b\Vl6
&JLKHwi/ 4.7.3被动锁模
mp(:D&M T^|6{ S\ 思考练习题4
Q"pZPpl& ri"=)] 第5章典型激光器介绍
5 YIk 6S%KUFB+e 5.1固体激光器
GF<SQHL, p'/%" 5.1.1固体激光器的基本结构与工作物质
#CeWk$)m S,+|A)\# 5.1.2固体激光器的泵浦系统
Vz,"vBds
9ys[xOh
WM 5.1.3固体激光器的输出特性
UG}"OBg/ fEK%)Z:0 5.1.4新型固体激光器
xWQQX gY-}!9kW] 5.2气体激光器
8.`5"9Vh ]Ah<kq2sk 5.2.1氦氖(HeNe)激光器
g ?%]()E ]tK<[8Y 5.2.2二氧化碳激光器
J(,gLl 'OYnLz`"6 5.2.3Ar+离子激光器
#{bT=:3a x*^)B~7} 5.3染料激光器
It'PWqZtG OOus*ooo2 5.3.1染料激光器的激发机理
Mm"0Ip2" %`dVX
EO 5.3.2染料激光器的泵浦
)hA)`hL
F ` NvJ 5.3.3染料激光器的调谐
H8qAj @q" #.?>s 5.4半导体激光器
`@ Ont+ l=&Va+K 5.4.1半导体的能带和产生受激辐射的条件
QbAEWm #k)J);&ZA 5.4.2PN结和粒子数反转
/EM=!@ka ?O
e, 5.4.3半导体激光器的工作原理和阈值条件
W2,Uw1\:1 P.t7_v> 5.4.4同质结和异质结
半导体激光器
h4M>k{ R^4
j0L 5.5其他激光器
9;pD0h| Mg^3Y'{o 5.5.1准分子激光器
-v WXL
pe`&zI_`? 5.5.2自由电子激光器
fJG!TQJ[Y {f%x8t$ 5.5.3化学激光器
24_/JDz f'M7x6W 思考练习题5
O#D
N3yu? +@C|u' 第6章激光在精密测量中的应用
A,|lDsvM $k3l[@;hE 6.1激光干涉测长
V)r6bb{^ =g^JJpS 6.1.1干涉测长的基本原理
bcprhb |S VL%agZ 6.1.2激光干涉测长系统的组成
ApAHa]Ccp <NX6m|DD 6.1.3激光外差干涉测长技术
e~BUAz %MUwd@,
6.1.4激光干涉测长应用举例
Jro%zZle T
.L>PL?= 6.2激光衍射测量
#v4q:&yKf Z0%Qy+% 6.2.1激光衍射测量原理
f9&po2Pzf {[.<BU- 6.2.2激光衍射测量的方法
< G:G/ !"x&tF 6.2.3激光衍射测量的应用
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