激光原理及应用(第4版)

发布:cyqdesign 2020-03-30 17:35 阅读:4395
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。 {wJ8% ;Z7  
^GL>xlZ(  
C"7-lz  
L*(Sh2=_  
第1章辐射理论概要与激光产生的条件 Te d1Ky2O  
^]n:/kZ5"[  
1.1光的波粒二象性 u7(<YSOs  
^ L?2y/  
1.1.1光波 1Y+g^Z;G  
l~(A(1  
1.1.2光子 oU`{6 ~;  
b%wm-p  
1.2原子的能级和辐射跃迁 u,~/oTg O  
(baBi9<P=  
1.2.1原子能级和简并度 vCX 54  
5.M82rR; ~  
1.2.2原子状态的标记 Yx[B*] 2  
;)Fc@OXN>  
1.2.3玻尔兹曼分布 3sD/4 ?  
eHE?#r16Z  
1.2.4辐射跃迁和非辐射跃迁 &RB{0Qhx  
<rI8O;\H  
1.3光的受激辐射 g>*P}r~;^b  
+?9. &<?  
1.3.1黑体热辐射 O= 84ZP%  
i+@t_pxc  
1.3.2光和物质的作用 A<p6]#t#X)  
}}b &IA#  
1.3.3自发辐射、受激辐射和受激吸收之间的关系 Um%$TGw5  
2 Q}^<^r  
1.3.4自发辐射光功率与受激辐射光功率 ~{cG"  
NTV@,  
1.4光谱线增宽 CNM pyr  
n?mV(?N  
1.4.1光谱线、线型和光谱线宽度 |V-)3 #c  
>(He,o@M  
1.4.2自然增宽 zvOSQxGQ  
}rA _4%  
1.4.3碰撞增宽 |C`.m |  
kO}Q OL4  
1.4.4多普勒增宽 k#"}oI{< 6  
6 K-jje;)  
1.4.5均匀增宽和非均匀增宽线型 / NB;eV?  
`xsU'Wd^<  
1.4.6综合增宽 ana?;NvC  
0eFvcH:qG  
1.5激光形成的条件 Nhrh>x[wJ  
m {?uR.O  
1.5.1介质中光的受激辐射放大 2)T.Ci cx  
fI }v}L^  
1.5.2光学谐振腔和阈值条件 :9]"4ktoJ  
Z(c2F]  
思考练习题1 9{&oVt~Y$  
<G60R^o  
第2章激光器的工作原理 <sor;;T  
J_7&nIH7  
2.1光学谐振腔结构与稳定性 Bhf4 /$  
cz;gz4d8  
2.1.1共轴球面谐振腔的稳定性条件 i1 ^#TC$x  
_ipY;  
2.1.2共轴球面腔的稳定图及其分类 R4 AKp1Y  
X;QhK] Z  
2.1.3稳定图的应用 #xNXCBl]O  
8/T,.<5  
2.2速率方程组与粒子数反转 }0 b[/ZwQ  
EF8'ycJk+  
2.2.1三能级系统和四能级系统 :>o2UH  
S r4/8BZ  
2.2.2速率方程组 uTvck6  
|#J!oBS!  
2.2.3稳态工作时的粒子数密度反转分布 Rd:wMy$  
859ID8F  
2.2.4小信号工作时的粒子数密度反转分布 us>$f20T  
fl *>m,  
2.2.5均匀增宽型介质的粒子数密度反转分布 Ja%(kq[v  
'D[g{LkL  
2.2.6均匀增宽型介质粒子数密度反转分布的饱和效应 VjGtEIew  
IiB"F<&[j{  
2.3均匀增宽介质的增益系数和增益饱和 'w`3( ':=  
KiYz]IM$4  
2.3.1均匀增宽介质的增益系数 +&qj`hA-b  
lQl  
2.3.2均匀增宽介质的增益饱和 Wer.VL  
"2>_eZ#b  
2.4非均匀增宽介质的增益饱和 97\9!)`,  
Kn4x _9  
2.4.1介质在小信号时的粒子数密度反转分布值 L%5g]=  
sHf.xc  
2.4.2非均匀增宽型介质在小信号时的增益系数 @ZtDjxN &  
7!jb ID~  
2.4.3非均匀增宽型介质稳态粒子数密度反转分布 X.FFBKjf[e  
m8NKuhu  
2.4.4非均匀增宽型介质稳态情况下的增益饱和 ]x^v;r~  
+kZW:t!-  
2.5激光器的损耗与阈值条件 |iGfWJ^+  
SJsRHQ  
2.5.1激光器的损耗 /8"9 sf *  
K [M[0D  
2.5.2激光谐振腔内形成稳定光强的过程 v|#}LQZ  
B,avI&7M;S  
2.5.3阈值条件 9MR,3/&N  
Oq4J$/%  
2.5.4对介质能级选取的讨论 | x/Z qY  
*WK0dn  
思考练习题2 q&0I7OV  
h?+bW'm  
第3章激光器的输出特性 " twq#Alx  
1jkMje  
3.1光学谐振腔的衍射理论 Bv(c`JE~;  
kzXmiBL<9  
3.1.1数学预备知识 %2z] 2@  
:vRUb>z  
3.1.2菲涅耳-基尔霍夫衍射公式 |}2X|4&X  
AD4Ot5  
3.1.3光学谐振腔的自再现模积分方程 i2Cw#x0s  
`&!J6)OJ  
3.1.4激光谐振腔的谐振频率和激光纵模 ar[*!:!  
(|_N2R!  
3.2对称共焦腔内外的光场分布 61=D&lb  
iz5WWn^  
3.2.1共焦腔镜面上的场分布 9Netnzv%  
/.<2I  
3.2.2共焦腔中的行波场与腔内外的光场分布 EH~XN9b  
F2Nb]f  
3.3高斯光束的传播特性 cgF?[Z+x  
o<\9OQ0  
3.3.1高斯光束的振幅和强度分布 *g~\lFX,u  
t8\XO j  
3.3.2高斯光束的相位分布 *9I/h~I  
\\9$1yg   
3.3.3高斯光束的远场发散角 5V"g,]'Nd  
<yz&> +9,  
3.3.4高斯光束的高亮度 B?p18u$i#l  
Y1Sfhs )  
3.4稳定球面腔的光束传播特性 }J-+^  
64w4i)?eM[  
3.4.1稳定球面腔的等价对称共焦腔 NB[(O#  
|)WN%#v  
3.4.2稳定球面腔的光束传播特性 @ZTsl ?  
~T'Ri=  
3.5其他几种常用的激光光束 QGM@m:O  
)[d>?%vfd  
3.5.1厄米-高斯光束 %YbcI|i]<0  
LH]<+Zren  
3.5.2拉盖尔-高斯光束 WZ]f \S  
B`i 5lD  
3.5.3贝塞尔光束 *eb2()B%  
'I8K1Q=/  
3.6激光器的输出功率 *oca   
l1MVC@'pvP  
3.6.1均匀增宽型介质激光器的输出功率 Ln C5"  
8fX<,*#I  
3.6.2非均匀增宽型介质激光器的输出功率 $bd2TVNV:  
:d,]BB  
3.7激光器的线宽极限 4A@77#:J5  
oo{3-+ ?  
3.8激光光束质量的品质因子M2 9/_F  
i6y$P6s  
3.9模式激光的某些一阶统计性质 bJ#]Xm(]D  
#FQkwX'g  
3.9.1单模激光的一阶统计性质 H 6~6hg  
n%Df6zQ<@s  
3.9.2多模激光的一阶统计性质 W`2Xn?g  
Obb"#W@3  
思考练习题3 8BgHoQ*  
;%_s4  
第4章激光的基本技术 H:jx_  
m_pqU(sP  
4.1激光器输出的选模 qPI1\!z6  
}aC@ov]2  
4.1.1激光单纵模的选取 ,2C{X+t  
m}oqs0xx  
4.1.2激光单横模的选取 g!*5@k|C  
U'K{>"~1a  
4.2激光器的稳频 quGv q"Y>  
GL<u#[  
4.2.1影响频率稳定的因素 zXRq) ;s  
UBZ37P  
4.2.2稳频方法概述 q*E<~!jL  
#lld*I"d  
4.2.3兰姆凹陷法稳频 <*'%Xgm  
`HO_t ek  
4.2.4饱和吸收法稳频 t6JM%  
dr~6}S#  
4.3激光束的变换 `\vqDWh8-  
bh&Wy<Y  
4.3.1高斯光束通过薄透镜时的变换 h]{V/  
7yM"G$  
4.3.2高斯光束的聚焦 !um~P  
psaPrE  
4.3.3高斯光束的准直 V ~%C me  
<QcQ.b  
4.3.4激光的扩束 Q2(K+!Oe  
o,D7$WzL  
4.4激光调制技术 rUL_=>3  
q<Sb>M/\,  
4.4.1激光调制的基本概念 |DBj<|SX  
Pn|;VCh  
4.4.2电光强度调制 (<ZpT%2  
DY(pU/q  
4.4.3电光相位调制 suF<VJ)&s  
d(X/N2~g  
4.5激光偏转技术 `k]2*$%  
RNMd,?dj  
4.5.1机械偏转 %UXmWXF4$  
F).7%YfY  
4.5.2电光偏转 P1u(0t  
LjEG1$F>  
4.5.3声光偏转 BJNZH#"  
A6Vb'Gqv{  
4.6激光调Q技术 qe3d,!  
oH ] _2[ !  
4.6.1激光谐振腔的品质因数Q m*f"Y"B.1I  
JV`"kk/  
4.6.2调Q原理 >f*-9  
h; "pAE  
4.6.3电光调Q z55g'+Kab  
=v:}{~M^$  
4.6.4声光调Q w =2; QJ<  
s$D"  
4.6.5染料调Q vi; yT.  
-%)S~ R  
4.7激光锁模技术 r"&uW !~0  
ZTg[}+0e  
4.7.1锁模原理 _fM=J+  
>z|bQW#2  
4.7.2主动锁模 O/b1^ Y   
nIEIb.-  
4.7.3被动锁模 K 3.z>.F'h  
<Eu/f`8  
思考练习题4 l0K_29^  
U)6Ew4uRxV  
第5章典型激光器介绍 %$6?em_  
,~G:>q$ad  
5.1固体激光器 K +l-A>Ic  
"UUoT  
5.1.1固体激光器的基本结构与工作物质 ,:6.Gi)|  
Sah!|9  
5.1.2固体激光器的泵浦系统 l[Ko>  
AK//]   
5.1.3固体激光器的输出特性 oEJxey]B7  
ufB9\yl{~  
5.1.4新型固体激光器 %zYTTPLZ  
9ePR6WS4  
5.2气体激光器 2= )V"lR\  
qS/ 'Kyp_  
5.2.1氦氖(HeNe)激光器 ~sVbg$]\G  
t;b1<TLn0  
5.2.2二氧化碳激光器 -#`tS  
y3Ul}mVhA  
5.2.3Ar+离子激光器 B,4 3b O  
]vjMfT%]W  
5.3染料激光器 ow4|GLU^;  
lFV\Go  
5.3.1染料激光器的激发机理 R,+"^:}  
S9E<)L  
5.3.2染料激光器的泵浦 p?' F$Wz  
j)mi~i*U  
5.3.3染料激光器的调谐 7b*9 Th*a  
p?#xd!tc2N  
5.4半导体激光器 1[]V @P^  
Mi<}q@]e  
5.4.1半导体的能带和产生受激辐射的条件 {k)H.zwe  
I#- T/1N  
5.4.2PN结和粒子数反转 o@qI!?p&  
L"'L@ A|U  
5.4.3半导体激光器的工作原理和阈值条件 =zRjb>  
q9B5>Ye)  
5.4.4同质结和异质结半导体激光器 \79aG3MyK  
2#Y5*r's\  
5.5其他激光器 -ze@~Z@  
X=[`+=  
5.5.1准分子激光器 tg;AF<VI  
]8|peo{  
5.5.2自由电子激光器 y<^hM6S?Z  
lTJM}K  
5.5.3化学激光器 QuBaG<  
GC)xQZU)s  
思考练习题5 ka<rlh<h  
 V/t-  
第6章激光在精密测量中的应用 ]64?S0p1c!  
g.x]x #BC  
6.1激光干涉测长 *W<|5<<u@  
V&>mD"~MP  
6.1.1干涉测长的基本原理 XB+Juk&d  
bX`VIFc  
6.1.2激光干涉测长系统的组成 3M[5_OK   
{3G2-$yb  
6.1.3激光外差干涉测长技术 Wa'm]J  
!;B^\ 8{  
6.1.4激光干涉测长应用举例 iYz!:TxP  
YvPs   
6.2激光衍射测量 O^4K o}  
F2Co Xe7  
6.2.1激光衍射测量原理 AjMx\'(C  
*!u a?  
6.2.2激光衍射测量的方法 ?&"!,  
?OdJ t  
6.2.3激光衍射测量的应用 d1/uI^8>  
N}7tjk   
6.3激光测距 Jc,{ n*  
[ FNA:  
6.3.1激光脉冲测距 B#K2?Et!t  
"hXB_73)V  
6.3.2激光相位测距 usOIbrQ  
^?gs<-)B  
6.4激光准直及多自由度测量 QVQ?a&HYS  
v`9n'+h-c6  
6.4.1激光准直仪 I~NQt^sg  
`"<tk1Kq"  
6.4.2激光衍射准直仪 M\jTeB"Z  
5Y(f7,JX  
6.4.3激光多自由度测量 N TL`9b  
c!=^C/5Ee  
6.5激光多普勒测速 IQQWp@w#8  
[9xUMX^}  
6.5.1运动微粒散射光的频率 /]"2;e-s+  
3qBZzM O*  
6.5.2差频法测速 $K*&Wdo  
l} UOg   
6.5.3激光多普勒测速技术的应用 9UeK}Rl^n  
mdPEF)-  
6.6环形激光测量角度和角加速度 mLL?n)   
kc-v(WIC  
6.6.1环形激光精密测角 ~$Pz`amT|  
{h *Pkn1  
6.6.2光纤陀螺 ET}Dh3A  
Hm55R  
6.7激光环境计量 Rjz~n38.  
( mKuFz7  
6.8激光散射板干涉仪 s7}46\/U  
f S(IN~  
思考练习题6 l-RwCw4f  
L/n?1'he  
第7章激光加工技术 x"QZ}28(t  
p@+r&Mg%W"  
7.1激光热加工原理 XB'PEvh8  
+$H`/^a.  
7.2激光表面改性技术 &o$Pwk\p/  
x-HN]quhe  
7.2.1激光淬火技术的原理与应用 9 WhZ= Xk  
Z/hgr|&}  
7.2.2激光表面熔凝技术 @>sZ'M2mq  
c})f&Z@<  
7.2.3激光熔覆技术 XUp'wP  
=vZF/r  
7.3激光去除材料技术 ~i y]X:U  
X,"(G}KUA  
7.3.1激光打孔 :gJ?3LwTf  
w `0m[*  
7.3.2激光切割 HRxA0y=  
yq2pg8%  
7.4激光焊接 ~t-!{F  
J"Z=`I)KON  
7.4.1激光热导焊 lboi\GP|  
1fzHmD  
7.4.2激光深熔焊 fNnemn@>  
ht 1d[  
7.4.3激光复合焊 ^*=.Vuqy  
n6Qsug$z  
7.5激光快速成型技术 %}=:gF  
s35`{PR  
7.5.1激光快速成型技术的原理及主要优点 c_#+xGS!7  
w( ^  
7.5.2激光快速成型技术 IDIok~B=e  
at-+%e  
7.5.3激光快速成型技术的重要应用 nF!6  
!ENDQ?1  
7.6其他激光加工技术 vRQ7=N{3  
ecRY,MN  
7.6.1激光清洗技术 @ysc?4% q  
<)dHe:  
7.6.2激光弯曲 P@wuk1  
/$ :w8  
思考练习题7 X5gI'u  
:_f5(N*{5o  
第8章激光在医学中的应用 <_N<L\  
:7 P/ZC%  
8.1激光与生物体的相互作用 NB|yLkoDyI  
DZ7<-SFU  
8.1.1生物体的光学特性 0<";9qN)6  
C@3`n;yZ=  
8.1.2激光对生物体的作用 \_w>I_=F  
=h Lw 1~  
8.1.3激光对生物体应用的优点 BHZCM^  
5SNa~ kC&  
8.2激光在临床治疗中的应用 8*iIJ  
Y%1 94fY$  
8.2.1激光临床治疗的种类与现状 zv8AvNDK  
(rfR:[JkC2  
8.2.2激光在皮肤科及整形外科领域中的应用 qG<3H!Z!ky  
NlG~{rfI  
8.2.3激光在眼科中的应用 f~0CpB*X  
<lo\7p$A  
8.2.4激光在泌尿外科中的应用 dz>2/'  
p-Jp/*R5  
8.2.5激光在耳鼻喉科中的应用 3Hd~mfO\  
-/'_XR@1  
8.2.6最新的技术——间质激光光凝术 N a $eeM  
MoX~ZewWR  
8.2.7光动力学治疗 e>] gCa  
o#~Lb9`@U  
8.3激光在生物体检测及诊断中的应用 ]~K&b96(  
f)x(sk  
8.3.1利用激光的生物体光谱测量及诊断 a7@':Rb n  
`i:DmIoz  
8.3.2激光断层摄影 y<5RV>"Vg  
3HEm-pok  
8.3.3激光显微镜 LGdM40  
 B8~JUGD  
8.4医用激光设备 {KGEv%  
|Fi{]9(G2  
8.4.1医用激光光源 SYE+A`a  
VchI0KL?  
8.4.2医用激光传播用光纤 JuKG#F#,  
-Is;cbfLj/  
8.5激光应用于医学的未来 MfA@)v  
?`lD|~  
8.5.1医用激光新技术 1p5n}|  
qeUT]* w  
8.5.2光动力学治疗的前景 K'_qi8Z  
B%^W$7 q  
思考练习题8 XU y[l  
VtN1 [}  
第9章激光在信息技术中的应用 'CMbq Lk#  
, UsY0YC  
9.1光纤通信系统中的激光器和光放大器 xWnOOE$i  
"P9(k>  
9.1.1半导体激光器 :;hz!6!  
l@)`Q  
9.1.2光纤激光器 xfa-   
X`6"^ xme  
9.1.3光放大器 }6_*i!68"U  
({OQ JBC  
9.2激光全息三维显示 (QTF+~)  
K0YQ b&*k  
9.2.1全息术的历史回顾 s(Bcw`'#  
*\(MG|S  
9.2.2激光全息术的基本原理和分类 B[,AR"#b  
SF=TG84<  
9.2.3白光再现的全息三维显示 RY .@_{  
FS)"MDs  
9.2.4计算全息图 I`f5)iF?0  
02_+{vk!  
9.2.5数字全息术 5%%e$o+  
z"97AXu  
9.2.6全息三维显示的优点 yAiO._U  
@y'0_Y0-B  
9.2.7全息三维显示的应用 DL*vF>v  
!-t,r%CG  
9.2.8全息三维显示技术的展望 *4ido?  
k2@]nW"S  
9.3激光存储技术 \%|Xf[AX  
g<N;31:c\  
9.3.1激光存储的基本原理、分类及特点 p0[+Zm{#l  
|h?2~D!+d  
9.3.2激光光盘存储 ?I[*{}@n"  
k8?G%/TD  
9.3.3激光体全息光存储 {Q}F.0Q  
N=PSr4  
9.3.4激光存储技术的新进展 lA pZC6Iwk  
gYCr,-_i  
9.4激光扫描和激光打印机 )n]" ~I^  
~Pj q3etk  
9.4.1激光扫描 Cz)&R^  
v\[+  
9.4.2激光打印机 1<Sg@  
<iA\ZS:  
9.5量子光通信中的激光源 a%A!Dz S  
P6&%`$  
9.5.1量子光通信 1uO2I&B  
! ,bQ;p3g|  
9.5.2量子态发生器及应用 ftG3!}  
`BQv;NtP  
思考练习题9 +fvD1xHI  
Wqkzj^;"G  
第10章激光在科学技术前沿问题中的应用 y^"@$   
l n\qvD_  
10.1激光核聚变 N+ak{3  
W#%s0EN<_  
10.1.1受控核聚变 (6.uNLr  
lXg5UrW  
10.1.2磁力约束和惯性约束控制方法 TF%Xb>jy[  
LFI#wGhXVk  
10.1.3激光压缩点燃核聚变的原理 *f3StX  
\ )=WA!  
10.2激光冷却 0$]iRE;O]  
r\d(*q3B  
10.3激光操纵微粒 ^nK<t?KS  
*5 +GJWKN  
10.3.1光捕获 A#6zI NK#B  
{vGJ}q?Sd"  
10.3.2微粒操纵 {9yf0n  
~_-]> SI  
10.4超越经典衍射极限的分辨率 tEL9hZzI  
qa-FLUkIk!  
10.4.1解析延拓 4 s ax  
0:`|T jf_  
10.4.2综合孔径傅里叶全息术 )Xh}N  
VJ=>2'I  
10.4.3傅里叶叠层算法 CVW T >M<  
J Cq>;br.  
10.4.4相干谱复用 At"$Cu!k  
8[KKi~A  
10.4.5非相干结构光照明成像 S~i9~jA  
z 7ik/>d?  
10.4.6超分辨荧光显微镜 |)+ SG>-  
{Q3OT  
10.5激光光谱学 SfnQW}RGI  
)-26(aNGT  
10.5.1拉曼光谱 cf88Fd6l/  
HJ]xZ83pC  
10.5.2空间高分辨的激光显微光谱 ;U|(rM;  
bDM},(  
10.5.3频率高分辨的双光子光谱 ts!tv6@  
}! EVf  
10.5.4时间高分辨的激光闪光光谱 ~<?Zj  
%+H_V1F  
10.5.5各种特殊效能的激光光谱技术 A<ds+0  
16zReI(  
10.6激光用于反常多普勒效应的基础物理研究 KGYbPty}  
_6nAxm&x`%  
10.6.1电磁波的正常多普勒效应 GLn=*Dh#  
N<9 c/V  
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 ^o{{kju  
q1T)H2S  
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 /[<F f  
J5G<Y*q  
10.6.4反常多普勒效应的测量光路设计及理论分析 68XJ`/d  
:$$~$P  
10.6.5反常多普勒效应的测量实验结果 oI;ho6y)  
gS5REC4I/  
思考练习题10 c,xdkiy3  
q< XFw-Pv  
附录A随机变量 4<i#TCGex3  
r8s>s6vm  
A.1概率的定义和随机变量 -N*[f9EJB  
{  c#US  
A.2分布函数和密度函数 ) 2Ei<  
Hu"$ )V  
A.3推广到两个或多个联合随机变量 +@QrGY  
0f6o0@  
A.4统计平均 )X0=z1$  
m$p}cok#+S  
附录B随机过程 cXPpxRXBD  
dd  
B.1随机过程的定义和描述 iT}>a30]B  
a9-Mc5^'n  
B.2平稳性和遍历性 LDr?'M!D  
^%$IdDx  
参考文献 e,JBz~CK*w  
ij$NTY=u  
^2~ZOP$A  
#<xFO^TB  
(实体书推荐,有需求者,可以购买!)
关键词: 激光原理
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最新评论

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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