激光原理及应用（第4版）

发布：cyqdesign 2020-03-30 17:35 阅读：4910
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。 -0C@hM,wm  
aEt/NwgiQ  
L| hx arJ  
bBc[bc>R  
第1章辐射理论概要与激光产生的条件 `aC){&AP(  
5PT5#[  
1.1光的波粒二象性 T>`74B:  
r^Zg-|gr  
1.1.1光波 NiEUW.0  
,-LwtePJ0  
1.1.2光子 >2)OiQ`zg  
UgSB>V<?  
1.2原子的能级和辐射跃迁 bH9kj/q\b  
8'[7 )I=  
1.2.1原子能级和简并度 {]!mrAjD  
,-c6dS   
1.2.2原子状态的标记 <al(7  
pj{`'; :g  
1.2.3玻尔兹曼分布 A`$%SVgFV^  
t|\%VC  
1.2.4辐射跃迁和非辐射跃迁 {6|G@ ""O  
gCS<iBT(7  
1.3光的受激辐射 /t57!&  
D/xbF`  
1.3.1黑体热辐射 10~k2{Z  
[({nj`  
1.3.2光和物质的作用 7>0o&  
z, )6"/;  
1.3.3自发辐射、受激辐射和受激吸收之间的关系 ^zmG0EH,  
(Z q/  
1.3.4自发辐射光功率与受激辐射光功率 E0=)HTtS  
.GXBc  
1.4光谱线增宽 wk D^r(hiH  
iN\4gQ!  
1.4.1光谱线、线型和光谱线宽度 34O `@j0-3  
6 7.+ .2  
1.4.2自然增宽 3{64 @s  
[A~xy'T  
1.4.3碰撞增宽 %D34/=(X  
S(l O(gY  
1.4.4多普勒增宽 z+wA rPxc  
]i)c{y  
1.4.5均匀增宽和非均匀增宽线型 ]=I@1B;_m  
'~<m~UXvD#  
1.4.6综合增宽 =l;ewlU  
(!aNq(   
1.5激光形成的条件 LVfF[  
Lc,Pom  
1.5.1介质中光的受激辐射放大 ]L $\ #  
|Nn)m  
1.5.2光学谐振腔和阈值条件 dJoaCf`w  
t;Sb/3  
思考练习题1 F?*-4I-  
8 &LQzwa  
第2章激光器的工作原理 Su7?;Oh/yI  
~O0 $Suv  
2.1光学谐振腔结构与稳定性 7M!I8C0!aO  
 .-c4wm}  
2.1.1共轴球面谐振腔的稳定性条件 nI-w}NQ  
9'giU r  
2.1.2共轴球面腔的稳定图及其分类 /QWvW=F2<  
4<Utmr  
2.1.3稳定图的应用 c /HHy,  
SCHP L.n  
2.2速率方程组与粒子数反转 _x'6]f{n  
&\WSQmtto  
2.2.1三能级系统和四能级系统 +H-6eP  
9igiZmM  
2.2.2速率方程组 _Xc8Yg }`  
p!7FpxZY  
2.2.3稳态工作时的粒子数密度反转分布 OJuG~euy  
KNvZm;Q6  
2.2.4小信号工作时的粒子数密度反转分布 Uw. `7b>B  
=JEv,ZGT3  
2.2.5均匀增宽型介质的粒子数密度反转分布 mb TEp*H  
]I dk:et  
2.2.6均匀增宽型介质粒子数密度反转分布的饱和效应 {_[N<U:QT&  
iDp)FQ$  
2.3均匀增宽介质的增益系数和增益饱和 *20jz<  
q460iL7yF}  
2.3.1均匀增宽介质的增益系数 x.!V^HQSN  
XK3tgaH  
2.3.2均匀增宽介质的增益饱和 DS(}<HK{  
{j?FNOJn  
2.4非均匀增宽介质的增益饱和 $oID(P  
wx= $2N6  
2.4.1介质在小信号时的粒子数密度反转分布值 yy^q2P  
qpP=K $  
2.4.2非均匀增宽型介质在小信号时的增益系数 p Z|V 3  
M#4p E_G  
2.4.3非均匀增宽型介质稳态粒子数密度反转分布 i(%W_d!  
#uG%j  
2.4.4非均匀增宽型介质稳态情况下的增益饱和 :841qCW  
? r "{}%  
2.5激光器的损耗与阈值条件 UT~4x|b:O  
WdH$JTk1  
2.5.1激光器的损耗 KK/tu+"  
2 /\r)$ 2i  
2.5.2激光谐振腔内形成稳定光强的过程 o4F2%0gJ  
&ZlVWK~v  
2.5.3阈值条件 l|JE#  
NqazpB*  
2.5.4对介质能级选取的讨论 &WuN&As!Z  
DZ'P@f)]  
思考练习题2 Ha0M)0Anv  
RNEp4x  
第3章激光器的输出特性 Z*]9E^  
PB\(=  
3.1光学谐振腔的衍射理论 Q0`wt.}V2  
;40/yl3r3[  
3.1.1数学预备知识 D[[|")Fn  
H7&8\ FNa  
3.1.2菲涅耳-基尔霍夫衍射公式 0y'H~(  
\R9(x]nZ%  
3.1.3光学谐振腔的自再现模积分方程 Y1W1=Uc uk  
.nf#c.DI  
3.1.4激光谐振腔的谐振频率和激光纵模 [[Ls_ZL!=  
TVtvuvQ2K  
3.2对称共焦腔内外的光场分布 J@HtoTDO3  
hc(#{]].  
3.2.1共焦腔镜面上的场分布 b5dD/-Vj  
#?aPisV X>  
3.2.2共焦腔中的行波场与腔内外的光场分布 r4b 6 c  
FBe;1OU  
3.3高斯光束的传播特性 #_ ;lf1x!  
zlSNfgO  
3.3.1高斯光束的振幅和强度分布 B?gOHG*vd>  
lBLARz&c#  
3.3.2高斯光束的相位分布 }#RakV4  
)5Q~I,dP  
3.3.3高斯光束的远场发散角 \$~|ZwV{  
Z!a =dnwHz  
3.3.4高斯光束的高亮度 Fbr;{T .  
~f&E7su-6+  
3.4稳定球面腔的光束传播特性  L^/5ux  
@ p9i  
3.4.1稳定球面腔的等价对称共焦腔 hlvK5Z   
) yi E@ X  
3.4.2稳定球面腔的光束传播特性 a_^\=&?'  
n:I,PS0H<  
3.5其他几种常用的激光光束 z>1Pz(  
xjUT{iwS  
3.5.1厄米-高斯光束 RtkEGxw*^  
'2A)}uR  
3.5.2拉盖尔-高斯光束 G/y5H;<9M  
P[G)sA_"  
3.5.3贝塞尔光束 0I-9nuw,^;  
6##_%PO<m  
3.6激光器的输出功率 #X+JHl  
n$A9_cHF7  
3.6.1均匀增宽型介质激光器的输出功率 T#T*Zw"+  
Di,^%  
3.6.2非均匀增宽型介质激光器的输出功率 GLH0 ]  
hIYNhZv  
3.7激光器的线宽极限 y;m|  
H*?t^  
3.8激光光束质量的品质因子M2 K(e$esLs-  
9d0@wq.  
3.9模式激光的某些一阶统计性质 Si4!R+4w  
zH72'"w  
3.9.1单模激光的一阶统计性质 F$y$'Rzu_B  
kYE9M8s;  
3.9.2多模激光的一阶统计性质 (U D nsF  
;>%r9pz ~  
思考练习题3 f=l rg KE  
Fk&c=V;SU  
第4章激光的基本技术 ueogaifvB  
"@^k)d$  
4.1激光器输出的选模 `z}?"BW|  
+qN>.y!Y  
4.1.1激光单纵模的选取 nUaJzPl  
xWH.^o,"  
4.1.2激光单横模的选取 c8 )DuJ#U  
zF`0J  
4.2激光器的稳频 q^@Q"J =v  
:^lI`9'*R  
4.2.1影响频率稳定的因素 etQCzYIhn  
B9_ X;c  
4.2.2稳频方法概述 i'<[DjMDlm  
dM.f]-g  
4.2.3兰姆凹陷法稳频 wA ,6bj  
RT4x\&q  
4.2.4饱和吸收法稳频 A;q9rD,_  
mX"oW_EK  
4.3激光束的变换 +uF>2b6'  
f#>,1,S  
4.3.1高斯光束通过薄透镜时的变换 (!u~CZ;  
l ~"^7H?4e  
4.3.2高斯光束的聚焦 5;Czu(iH$  
.|KyNBn  
4.3.3高斯光束的准直 7DogM".}~Q  
@f>-^  
4.3.4激光的扩束 f3l&3hC  
;J( 8 L  
4.4激光调制技术 98c(<  
]"As1"  
4.4.1激光调制的基本概念 [-1^-bb  
dmtr*pM_  
4.4.2电光强度调制 (*9$`!wS  
x M/+L:_<  
4.4.3电光相位调制 jxJ8(sr$  
S&5&];Ag  
4.5激光偏转技术 :1Xz4wkWS*  
='r!g  
4.5.1机械偏转 h]&GLb&<?  
:wyno#8`-  
4.5.2电光偏转 & bm 1Fz  
#<"~~2?  
4.5.3声光偏转 Jl8H|<g~/  
 R Z?jJm$  
4.6激光调Q技术 Xh"n]TK  
7vKK%H_P  
4.6.1激光谐振腔的品质因数Q 6dr%;Wp  
fCn^=8KOZ  
4.6.2调Q原理 ;W )Y OT  
<]t%8GB2V  
4.6.3电光调Q @Ns Qd_e  
~8Fk(E_  
4.6.4声光调Q qbN =4  
j?\Qh  
4.6.5染料调Q ./Zk`-OBT  
F`W?II?  
4.7激光锁模技术 Y=?3 js?O  
Xf]d. :  
4.7.1锁模原理 x_Y!5yg E  
:uS\3toj  
4.7.2主动锁模 _Kf%\xg  
Ms#M+[a  
4.7.3被动锁模 OX7M8cmc+  
yjX9oxhtL  
思考练习题4 B)g[3gQ  
e2TiBTbQaF  
第5章典型激光器介绍 '3tCH)s  
ibk6|pp  
5.1固体激光器 7hcYD!DS  
f|c{5$N!  
5.1.1固体激光器的基本结构与工作物质 CNyIQ}NJ  
,AFu C <  
5.1.2固体激光器的泵浦系统 s?}e^/"v  
(NU NHxi5B  
5.1.3固体激光器的输出特性 R4cM%l_#W  
c ( C%Hld  
5.1.4新型固体激光器 ^A/k)x6  
{$ JYw{a  
5.2气体激光器 5r|,CQ7o  
B%b4v  
5.2.1氦氖(HeNe)激光器 Cctu|^V  
sY Qk  
5.2.2二氧化碳激光器 YnAm{YyI  
J/aC}}5D  
5.2.3Ar＋离子激光器 8qTys8  
BC.87Fji/  
5.3染料激光器 \ :sUL!  
*Kg ks4  
5.3.1染料激光器的激发机理 m}t`FsB.  
osAd1<EIC  
5.3.2染料激光器的泵浦 ~Ea} /Au  
-;m0R  
5.3.3染料激光器的调谐 \&3+D8H>n  
xF'EiX~  
5.4半导体激光器 zKJ#`OhT  
]Ie 0S~  
5.4.1半导体的能带和产生受激辐射的条件 vMH  
"7F?@D$e  
5.4.2PN结和粒子数反转 6j]0R*B7`Q  
k"iOB-@B+  
5.4.3半导体激光器的工作原理和阈值条件 >uhaW@d  
<)c)%'v  
5.4.4同质结和异质结半导体激光器 Fj3a.'  
|&)dh<  
5.5其他激光器 &.Qrs :U  
oIzj,v8$  
5.5.1准分子激光器 MaQqs=  
P* BmHz4KL  
5.5.2自由电子激光器 37.S\ gO]  
9 -a0:bP  
5.5.3化学激光器 oQVgyj.  
qWPkT$ u  
思考练习题5 &Q#66ev  
,Ah;A[%?~  
第6章激光在精密测量中的应用 c]o'xd,T8\  
29] G^f>  
6.1激光干涉测长 /{n-Y/j p  
vw/J8'  
6.1.1干涉测长的基本原理 (vJNHY M  
{ROVvs`  
6.1.2激光干涉测长系统的组成 }V`"s^  
]Q3ADh  
6.1.3激光外差干涉测长技术 8dIgjQX|  
-- 95Jz  
6.1.4激光干涉测长应用举例 z,p~z*4  
A]oV"`f  
6.2激光衍射测量 AH7}/Rc  
pO3SUOP  
6.2.1激光衍射测量原理 5e^ChK0Q  
2eY_%Y0  
6.2.2激光衍射测量的方法 jLm ;ty2;  
;$wVu|&  
6.2.3激光衍射测量的应用 N5 6g+,w%)  
Fk7')?  
6.3激光测距 z$. 88 ^  
u `6:5k  
6.3.1激光脉冲测距 &@OT*pNna  
=X:Y,?  
6.3.2激光相位测距 dcN22A3  
dkTX  
6.4激光准直及多自由度测量 +\ .Lp 5  
}|NCboM^_  
6.4.1激光准直仪 bK&+5t&  
WW~sNC\3`(  
6.4.2激光衍射准直仪 o 3P${Rq  
Ai3*QX  
6.4.3激光多自由度测量 [sj osV  
`b7t4d*  
6.5激光多普勒测速 +iRh  
{_p_%;  
6.5.1运动微粒散射光的频率 ( ^Nz9{  
R-d:j^:f  
6.5.2差频法测速 g1"kTh  
&d^m 1  
6.5.3激光多普勒测速技术的应用 Hf2_0wA3  
'I6i ,+D/q  
6.6环形激光测量角度和角加速度 c4eBt))}V  
JU&c.p /  
6.6.1环形激光精密测角 vV-`jsq20H  
w+u3*/Zf  
6.6.2光纤陀螺 ; )@~  
M!D3}JRm  
6.7激光环境计量 [/41% B2  
56kI 5:  
6.8激光散射板干涉仪 R(G7m@@{  
=W!/Z%^*8  
思考练习题6 ope^~+c~\  
12gU{VD  
第7章激光加工技术 z5*'{t)  
Y O}<Ytx  
7.1激光热加工原理 s R/F"  
T!)(Dv8@F  
7.2激光表面改性技术 mGg+.PFsM  
F0Yd@Lk$_  
7.2.1激光淬火技术的原理与应用 5D//*}b,  
{8bSB.?R  
7.2.2激光表面熔凝技术 _ZSR.w}j/  
"b3"TPfK  
7.2.3激光熔覆技术 )R1<N  
\bvfEP  
7.3激光去除材料技术 |[b{)s?x  
|z^^.d~a0  
7.3.1激光打孔 4zFW-yy  
m G YoM  
7.3.2激光切割 gT6jYQ  
8$Y9ORs4  
7.4激光焊接 QD]6C2j*  
Vp@?^imL  
7.4.1激光热导焊 CB}2j  
[FR`Z=%  
7.4.2激光深熔焊 `*1p0~cu  
j3E7zRm] \  
7.4.3激光复合焊 4ID5q~  
p9{mS7R9T  
7.5激光快速成型技术 <x>M o   
=fFP5e ['  
7.5.1激光快速成型技术的原理及主要优点 qF;|bF  
?hy&  
7.5.2激光快速成型技术 > /caXvS  
%6f*{G w  
7.5.3激光快速成型技术的重要应用 T{[=oH+  
U z>+2m(  
7.6其他激光加工技术 -m~#Bq  
u;2[AQ.  
7.6.1激光清洗技术 XVZ   
draN0v f  
7.6.2激光弯曲 9InVQCf2J  
T1=fNF  
思考练习题7 s?L  
Z"fJ`--  
第8章激光在医学中的应用 VRB;$  
v):Or'$~M  
8.1激光与生物体的相互作用 -PR N:'T  
~2-1 j  
8.1.1生物体的光学特性 Vs!Nmv`  
</*6wpN  
8.1.2激光对生物体的作用 kMN~Y  
P( 8OQL:  
8.1.3激光对生物体应用的优点 gc$l^`+M  
Lt>IX")  
8.2激光在临床治疗中的应用 P@c5pc#|  
+@wD qc  
8.2.1激光临床治疗的种类与现状 c9h6C  
zIAD9mQex  
8.2.2激光在皮肤科及整形外科领域中的应用 E hMNap}5"  
$*fMR,~t&  
8.2.3激光在眼科中的应用 \ }G> 8^  
#S"nF@   
8.2.4激光在泌尿外科中的应用 c yz3,3\e  
[.wYdv35  
8.2.5激光在耳鼻喉科中的应用 c5GuM|*7  
vy I!]p  
8.2.6最新的技术——间质激光光凝术 _.8S&  
1 ]b.fD  
8.2.7光动力学治疗 (<C3Vts))  
I b5rqU\  
8.3激光在生物体检测及诊断中的应用 9djk[ttA)  
brUF6rQ  
8.3.1利用激光的生物体光谱测量及诊断 9x =Y^',5  
TOQP'/   
8.3.2激光断层摄影 TuaBm1S{f  
NTs aW}g  
8.3.3激光显微镜 $6poFo)U+  
|&i<bqLw:  
8.4医用激光设备 t"oeQ*d%  
.%  
8.4.1医用激光光源 kE1TP]|  
I%KYtv~ `  
8.4.2医用激光传播用光纤 Otn1wBI  
d%n-[ZL  
8.5激光应用于医学的未来 ysY*k`5  
$ $mV d+  
8.5.1医用激光新技术 X#^[<5  
x7 ,5  
8.5.2光动力学治疗的前景 p9-K_dw3X@  
nAlQ7 '  
思考练习题8 + v:SM 9  
-aCKRN85  
第9章激光在信息技术中的应用 [(7S.5I  
e$Pj.>-<=  
9.1光纤通信系统中的激光器和光放大器 .HABNPNg(  
DZtsy!xA  
9.1.1半导体激光器 {]4LULq  
8Z=R)asGS  
9.1.2光纤激光器 7WzxA=*#  
5]:U9ts#  
9.1.3光放大器 Nu)NqFG,  
[j+sC*  
9.2激光全息三维显示 O5BYD=7  
;#< 0<  
9.2.1全息术的历史回顾 1T n}  
5wU]!bxr  
9.2.2激光全息术的基本原理和分类 M/`lM$98:  
Z6MO^_m2  
9.2.3白光再现的全息三维显示 Dk51z@  
5'u<iSmBo  
9.2.4计算全息图 ]u/sphPe  
)MT}+ai  
9.2.5数字全息术 5146kp|1  
XC#oB~K'  
9.2.6全息三维显示的优点 LCV(,lu  
$U-0)4yf  
9.2.7全息三维显示的应用 s_p!43\J  
S~G ]~gt  
9.2.8全息三维显示技术的展望 t\O16O7S  
o}p n0KO,  
9.3激光存储技术 SOaoo^,O  
C\hM =%  
9.3.1激光存储的基本原理、分类及特点 |-~Y#]  
6j|{`Zd)G  
9.3.2激光光盘存储 9H1rO8k  
lq7E 4r  
9.3.3激光体全息光存储 2y1Sne=<Kb  
DzRFMYBR  
9.3.4激光存储技术的新进展 VuZr:-K/  
:\_ 5oVb  
9.4激光扫描和激光打印机 cPQiUU~W@  
"Z+k=~(  
9.4.1激光扫描 j.= 1rwPt  
E' uZA  
9.4.2激光打印机 W\V.r$? v  
*|HY>U.  
9.5量子光通信中的激光源 n~Lt\K:  
<IW$m!{VG  
9.5.1量子光通信 J] r^W)O  
7F.4Ga;  
9.5.2量子态发生器及应用 l9"s>PU  
z\4.Gm-  
思考练习题9 7 _[L o4_  
9+!hg'9Qn  
第10章激光在科学技术前沿问题中的应用 p5*jzQ  
ML p9y#  
10.1激光核聚变 WTiD[u  
KqP#6^ _  
10.1.1受控核聚变 :b!s2n!u  
iK;XZZ(  
10.1.2磁力约束和惯性约束控制方法 M)(DZ}  
+aAc9'k   
10.1.3激光压缩点燃核聚变的原理 0b 54fD=  
b\,+f n  
10.2激光冷却 ?Z}&EH  
V|R,!UND  
10.3激光操纵微粒 ]eV8b*d6  
NwfVL4Xg  
10.3.1光捕获 MnHNjsO#  
I]_5}[I  
10.3.2微粒操纵 2B`JGFcdcB  
iU:cW=W|M\  
10.4超越经典衍射极限的分辨率 "ocyK}l.?  
tQ601H>o  
10.4.1解析延拓 yIE!j %u  
IAyp2  
10.4.2综合孔径傅里叶全息术 ]I6  J7A[  
.jK4?}]  
10.4.3傅里叶叠层算法 ?&uu[y  
!PE]C!*gv&  
10.4.4相干谱复用 5`_SN74o  
2 ? 4!K.  
10.4.5非相干结构光照明成像 #p{4^  
*=xr-!MEk  
10.4.6超分辨荧光显微镜 ?r!o~|9|  
A?0Nm{O;3v  
10.5激光光谱学 og>uj>H&  
R^e'}+Z  
10.5.1拉曼光谱 2t1ZIyv3 D  
-7|H}!DFT  
10.5.2空间高分辨的激光显微光谱 c4zR*  
51.%;aY~z  
10.5.3频率高分辨的双光子光谱 o,wUc"CE  
. 'yCw#f  
10.5.4时间高分辨的激光闪光光谱 M'l ;:  
nT)vNWT=  
10.5.5各种特殊效能的激光光谱技术 ll?X@S  
BLJj(-  
10.6激光用于反常多普勒效应的基础物理研究 {7pli{`  
U`s{Jm  
10.6.1电磁波的正常多普勒效应 #Rr%:\*  
k|f4Cf,  
10.6.2在负折射率材料中传播的电磁波的反常多普勒效应 t ZB<on<.)  
x$(f7?s] 1  
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 Wn}'bqp  
S`]k>' l  
10.6.4反常多普勒效应的测量光路设计及理论分析 Dum9lj  
S5EK~#-L[  
10.6.5反常多普勒效应的测量实验结果 -|9=P\U8S  
h@wgd~X9  
思考练习题10 pmYHUj #  
/_ajaz%  
附录A随机变量 rQ snhv  
j_ 7mNIr  
A.1概率的定义和随机变量 h zn6kbv  
;xn0;V'=  
A.2分布函数和密度函数 p{dj~ &v  
GsM<2@?  
A.3推广到两个或多个联合随机变量 caX< n>  
G  .4X'  
A.4统计平均 5Jnlz@P9  
6D_D';o  
附录B随机过程 @`Su0W+.  
+8ZF"{y  
B.1随机过程的定义和描述 w@fi{H(R  
Fv`,3aNB  
B.2平稳性和遍历性 cQ_Hp <D  
vY`s'%WV  
参考文献 ;YL i{  
lqpp)Cq  
j b!i$/%w  
vs{s_T7Mz]  
（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
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