激光原理及应用(第4版)

发布:cyqdesign 2020-03-30 17:35 阅读:4841
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。 CSg5i&A=  
"8Wc\YDh  
_ZE$\5>-  
$hY]EB  
第1章辐射理论概要与激光产生的条件 -*{(#k$  
x_^OS"h-  
1.1光的波粒二象性 UOL%tT  
n<(5B|~y  
1.1.1光波 LW8{a&  
Y_iF$ m/R  
1.1.2光子 /)OO)B-r  
#(wz l  
1.2原子的能级和辐射跃迁 6"c!tJc7j  
FYE9&{]h  
1.2.1原子能级和简并度 UC2 OY Zb  
sT T455h)  
1.2.2原子状态的标记 n[p9$W`  
T!eh?^E  
1.2.3玻尔兹曼分布 0$dNrq  
^xu)~:} i  
1.2.4辐射跃迁和非辐射跃迁 L\'qAfRZ  
O%h 97^%k  
1.3光的受激辐射 aRb:.\ \zc  
)( jNd&H  
1.3.1黑体热辐射 aNf3 R;*  
\YF!< 2|[  
1.3.2光和物质的作用 .Im+()b&&  
:s5<AT Q  
1.3.3自发辐射、受激辐射和受激吸收之间的关系 N#-\JlJ)  
6!L*q  
1.3.4自发辐射光功率与受激辐射光功率 }[R@HmN   
nf@u7*# 6  
1.4光谱线增宽 ?ut juMdl  
rVW'KN  
1.4.1光谱线、线型和光谱线宽度 MvwJ(3  
5v-;*  
1.4.2自然增宽 )x O_  
-Ce4px?3  
1.4.3碰撞增宽 wI]>0geb*  
:s985sEv  
1.4.4多普勒增宽 #)eJz1~  
0'2{[xF  
1.4.5均匀增宽和非均匀增宽线型 e:D9;`C  
*bC^X'  
1.4.6综合增宽 HbVV]y  
B{i;+[ase  
1.5激光形成的条件 w!k4&Rb3  
5'[X&r %#  
1.5.1介质中光的受激辐射放大 1s\hJATfz  
L|'ME| '  
1.5.2光学谐振腔和阈值条件 a^1c _  
7I3CPc$  
思考练习题1 ?{Z0g+B1  
1:Gd{z  
第2章激光器的工作原理 'aWZ#GS*  
@*{BX~f  
2.1光学谐振腔结构与稳定性 Xr;noV-X  
bo/!u s#  
2.1.1共轴球面谐振腔的稳定性条件 6spk* 8e  
 h\ek2K  
2.1.2共轴球面腔的稳定图及其分类 vrDRSc6_  
q%&7J<   
2.1.3稳定图的应用 oeKc-[r  
DfFPGFv  
2.2速率方程组与粒子数反转 #IwB  
&;3z 1s/  
2.2.1三能级系统和四能级系统 ?b$zuJ]  
nx]b\A  
2.2.2速率方程组 \+A<s,x  
9\0 K%LL  
2.2.3稳态工作时的粒子数密度反转分布 hjT1SW\I  
UL"3skV   
2.2.4小信号工作时的粒子数密度反转分布 4>#^Pk?Ra  
<TuSU[]  
2.2.5均匀增宽型介质的粒子数密度反转分布 ea+rjvm  
1uQf}  
2.2.6均匀增宽型介质粒子数密度反转分布的饱和效应 sYgnH:t X  
j06oAer 9  
2.3均匀增宽介质的增益系数和增益饱和 Q^Z}Y~.  
$8}'6,  
2.3.1均匀增宽介质的增益系数 .?j8{>  
;^i,Q} b/  
2.3.2均匀增宽介质的增益饱和 8;NO>L/J]i  
3dphS ^X  
2.4非均匀增宽介质的增益饱和 $O-, :<HY  
c[7qnSH  
2.4.1介质在小信号时的粒子数密度反转分布值 "c*|vE  
pwC/&bu  
2.4.2非均匀增宽型介质在小信号时的增益系数 #^V"=RbD  
1w^[Eno$$  
2.4.3非均匀增宽型介质稳态粒子数密度反转分布 ^w\uOd`  
Q1[s{,  
2.4.4非均匀增宽型介质稳态情况下的增益饱和 Q.AM  
t}gqk'  
2.5激光器的损耗与阈值条件 'b,D;'v  
Shd,{Z)-Tg  
2.5.1激光器的损耗 xGA0] _  
Qd?P[xm  
2.5.2激光谐振腔内形成稳定光强的过程 ;N|>pSzmL  
^ I YN"yX_  
2.5.3阈值条件 uSjMqfK  
?Sxnq#r#  
2.5.4对介质能级选取的讨论 {jI/9  
N-]n>E  
思考练习题2 V:J6eks_  
sSK$  
第3章激光器的输出特性 Hyg?as>}u  
-;*Z!|e9  
3.1光学谐振腔的衍射理论 !Ua#smZ  
F o6U "  
3.1.1数学预备知识 IWgC6)n@n  
@~ L.m}GF  
3.1.2菲涅耳-基尔霍夫衍射公式 {IvCe0`  
Wg1WY}zG  
3.1.3光学谐振腔的自再现模积分方程 opC11c/  
NM Ajt>t  
3.1.4激光谐振腔的谐振频率和激光纵模 91XHz14  
9Ba<'wk/>"  
3.2对称共焦腔内外的光场分布 Z}wAh|N-  
!c7Od )]  
3.2.1共焦腔镜面上的场分布 mUbaR  
bJD"&h5  
3.2.2共焦腔中的行波场与腔内外的光场分布 WXL.D_=+  
)J0VB't  
3.3高斯光束的传播特性 G#Ow>NJ  
*79<ypKG$  
3.3.1高斯光束的振幅和强度分布 M{QNpoM  
V2.K*CpZ7  
3.3.2高斯光束的相位分布 ngjbE+  
(XH)1 -Z!  
3.3.3高斯光束的远场发散角 9[*kpMC  
uJ$,e5q  
3.3.4高斯光束的高亮度 LzfLCGA^  
&.,OvVAo  
3.4稳定球面腔的光束传播特性 /a_|oCeC}  
:\Z0^{  
3.4.1稳定球面腔的等价对称共焦腔 "<WS Es  
GFid riC  
3.4.2稳定球面腔的光束传播特性 Mi/_hzZ\  
wkGF&U  
3.5其他几种常用的激光光束 r%m2$vx#  
DxBt83e  
3.5.1厄米-高斯光束 2,\u Y}4  
x@~V975Y  
3.5.2拉盖尔-高斯光束 iR-O6*PTC  
eD3F%wxz  
3.5.3贝塞尔光束 )+G(4eIT  
'9)@U+yfQ  
3.6激光器的输出功率 L!Ro`6|7;  
oKac~}_KL  
3.6.1均匀增宽型介质激光器的输出功率 `3-j%H2R  
u+'=EGl  
3.6.2非均匀增宽型介质激光器的输出功率 @&+ 1b=  
L8fr uwb  
3.7激光器的线宽极限 /iK )tl|X  
yBoZ@9Do  
3.8激光光束质量的品质因子M2 ;,1i,?  
]~P?  
3.9模式激光的某些一阶统计性质 KK+Mxoj,  
+CkK4<dF  
3.9.1单模激光的一阶统计性质 uFqH_04  
[D)A+  
3.9.2多模激光的一阶统计性质 |z~?"F6 Y<  
2g$Wv :E3  
思考练习题3 NXx}KF c  
&~& i >  
第4章激光的基本技术 FueJe/~t  
=pNkS1ey  
4.1激光器输出的选模 ^o 5q- ;a  
BK{8\/dg  
4.1.1激光单纵模的选取 4aRYz\yT=  
,P|PPx%@  
4.1.2激光单横模的选取 8C2t0u;Y .  
D fb&/ }  
4.2激光器的稳频 #k6;~  
"hvw2lyp3  
4.2.1影响频率稳定的因素 s{/nO)  
QNo}nl /N  
4.2.2稳频方法概述 8+gn Wy  
gUMUh] j  
4.2.3兰姆凹陷法稳频 n'gfB]H[  
efh wbn  
4.2.4饱和吸收法稳频 ,]d}pJ}PX`  
q=bXHtU  
4.3激光束的变换 q\,H9/.0k  
c"~TH.,d  
4.3.1高斯光束通过薄透镜时的变换 3FdoADe{{  
J 4gIkZD  
4.3.2高斯光束的聚焦 *+IUGR  
Np<Aak  
4.3.3高斯光束的准直 0nS6<:  
W+#?3s[FV  
4.3.4激光的扩束 GgtL./m  
`{/=i|6  
4.4激光调制技术 DW-LkgfA  
>#ou8}0  
4.4.1激光调制的基本概念 SlZu-4J.-  
JB-j@  
4.4.2电光强度调制 p)oW'#@a  
_)|!.r&)63  
4.4.3电光相位调制 xv2;h4{<  
_EY :vv  
4.5激光偏转技术 HCu1vjU(]  
3EFk] X  
4.5.1机械偏转 1>2397  
=nsY[ s<  
4.5.2电光偏转 7Ctm({I-  
0Zq" -  
4.5.3声光偏转 rf~Ss<  
h{m]n!  
4.6激光调Q技术 O<Kr6+ -  
;?&;I!  
4.6.1激光谐振腔的品质因数Q c.~|)^OXXO  
uJWX7UGuz  
4.6.2调Q原理 VTHDGBU  
=_XcG!"  
4.6.3电光调Q jfWIPN  
$xl*P#  
4.6.4声光调Q '!0CwZ 7  
&M2x`  
4.6.5染料调Q -L[K1;Xv"  
Bj2rA.M  
4.7激光锁模技术 yT>T Vq/e  
Dn@ n:m  
4.7.1锁模原理 }}]Y mf  
& dS+!<3  
4.7.2主动锁模 N@VD-}E  
ug{F?LW[  
4.7.3被动锁模 YlA=? X  
pQ>V]M  
思考练习题4 UX0tI0.tg  
xXbW6aI"  
第5章典型激光器介绍 vi2xonq^  
J]N}8 0  
5.1固体激光器 <(iOzn  
MVCCh+,GI  
5.1.1固体激光器的基本结构与工作物质 p?`N<ykF<  
7KEGTKfW  
5.1.2固体激光器的泵浦系统 *Dn{MD7,M  
M]2 c-  
5.1.3固体激光器的输出特性 51&T`i  
(-#{qkA  
5.1.4新型固体激光器 m&\Gz*)3  
?-VN+ d7  
5.2气体激光器 %`TLs^  
;~K($_#H  
5.2.1氦氖(HeNe)激光器 '-x%?Ll  
-lp_~)j^  
5.2.2二氧化碳激光器 1@ina`!1O  
r~;N(CG  
5.2.3Ar+离子激光器 *vb)d0}P  
V~wmGp.e  
5.3染料激光器 w5;EnI  
8 2qe|XD4p  
5.3.1染料激光器的激发机理 %{{#Q]]&  
]+l r  
5.3.2染料激光器的泵浦 '71btd1  
83h3C EQ  
5.3.3染料激光器的调谐 $@x kKe"  
pxF!<nN1,  
5.4半导体激光器 9D<HJ(  
{\e}43^9N  
5.4.1半导体的能带和产生受激辐射的条件 v Zxy9Wmc  
okv7@8U#p  
5.4.2PN结和粒子数反转 @|@43}M]C-  
ieI-_]|[  
5.4.3半导体激光器的工作原理和阈值条件 K?>&Mr  
..t=Y#  
5.4.4同质结和异质结半导体激光器 BpCSf.zZ  
"&%Hb's  
5.5其他激光器 a$GKrc,z  
oMPQkj;  
5.5.1准分子激光器 E=E<l?ob  
lO *Hv9#  
5.5.2自由电子激光器 d !H)voX  
" duJl-  
5.5.3化学激光器 *+AP}\p0F  
u *< (B  
思考练习题5 P#xn!fMi  
Z Kvh]  
第6章激光在精密测量中的应用 SS`C0&I@p  
j7d;1 zB+G  
6.1激光干涉测长 $d"+Njd  
!8g y)2  
6.1.1干涉测长的基本原理 |`nVr>QF&  
9 2EMDKJ  
6.1.2激光干涉测长系统的组成 R<=t{vTJ5  
[wR8q,2  
6.1.3激光外差干涉测长技术 eBB D9 SI  
0TpA3K  
6.1.4激光干涉测长应用举例 2Kidbf  
Oc.>$  
6.2激光衍射测量 =N c`hP  
55,-1tWs  
6.2.1激光衍射测量原理 0 Yp;?p^  
UU/|s>F  
6.2.2激光衍射测量的方法 v4$,Vt:7  
`9-Zg??8r  
6.2.3激光衍射测量的应用 wOOPWwk  
b~gF,^w  
6.3激光测距 T!PX?  
kQ8WO|bA  
6.3.1激光脉冲测距 5IK@<#wE  
3fPv71NVtt  
6.3.2激光相位测距 [7V]=] p  
3[0:,^a  
6.4激光准直及多自由度测量 .p`'^$X^  
r . ^&%D  
6.4.1激光准直仪 ~}w 8UO  
n&]w* (,  
6.4.2激光衍射准直仪 fm0 (  
%u}sVRJ  
6.4.3激光多自由度测量 Vd4osBu{fY  
mxGN[ %ve  
6.5激光多普勒测速 JyO lVs<T  
b G)MG0<TT  
6.5.1运动微粒散射光的频率 GHY>DrXO1u  
;^]A@WN6_  
6.5.2差频法测速 Y>~JI;Cu`  
Mk[`HEO  
6.5.3激光多普勒测速技术的应用 (#]KjpIK  
Ysu/7o4  
6.6环形激光测量角度和角加速度 Oe`t!&v  
G.8b\E~  
6.6.1环形激光精密测角 $P3nP=mf  
[2V/v  
6.6.2光纤陀螺 ]||=<!^kn  
Hea<!zPH  
6.7激光环境计量 "[yiNJ"kt  
OWsYE?  
6.8激光散射板干涉仪 N/BU%c ph+  
@XC97kGWp  
思考练习题6 MVZ>:G9:  
S!_?# ^t  
第7章激光加工技术 K5&C}Ey1  
|m- `, we  
7.1激光热加工原理 (_ah~VnO  
'OCo1|iK~  
7.2激光表面改性技术 vq1&8=  
u2-7vudh  
7.2.1激光淬火技术的原理与应用 Bq_P?Q+\  
~b0qrjF;O  
7.2.2激光表面熔凝技术 S8m&Rj3O&  
o[hP&9>q  
7.2.3激光熔覆技术 R"`{E,yj  
(}1f]$V  
7.3激光去除材料技术 &tCtCk%{j  
~-wJ#E3g  
7.3.1激光打孔 \*aLyyy3  
:n9~H+!  
7.3.2激光切割 y#;VGf6lj  
|wQZ~Ux:  
7.4激光焊接 30+l0\1  
=hIT?Z6A  
7.4.1激光热导焊 y51D-vj  
yMl'1W  
7.4.2激光深熔焊 5C1Rub)  
'hw@l>1\9  
7.4.3激光复合焊 H^;S}<pxW  
@;D}=$x  
7.5激光快速成型技术 6xh#;+e }  
-Jo :+].  
7.5.1激光快速成型技术的原理及主要优点 Q0Qm0B5eY  
Mk/!,N<h#  
7.5.2激光快速成型技术 ?0<INS~  
kDY]>v  
7.5.3激光快速成型技术的重要应用 )+4}Ix/q  
Juqn X  
7.6其他激光加工技术 (!5}" fj  
yVQz<tX|  
7.6.1激光清洗技术 Gj8[*3d  
I{e^,oc  
7.6.2激光弯曲 ."Ix#\|x  
J?quYlS  
思考练习题7 }lUpC}aq_  
ANQa2swM  
第8章激光在医学中的应用 np\2sa`  
}"B? 8T@_~  
8.1激光与生物体的相互作用 0$Y 9>)O  
0gD59N'C  
8.1.1生物体的光学特性 ec4%Wk2  
.L5*E(<K0  
8.1.2激光对生物体的作用 'ag6B(0Z  
*a,.E6C*  
8.1.3激光对生物体应用的优点 pUMB)(<k  
^}/ E~Sg7\  
8.2激光在临床治疗中的应用 'h6} cw+K  
:8Ts'OGwI  
8.2.1激光临床治疗的种类与现状 -b\ V(@5  
qvU$9cTY  
8.2.2激光在皮肤科及整形外科领域中的应用 Q=L$7   
dF11Rj,~ 8  
8.2.3激光在眼科中的应用 +<WRB\W  
]n]uN~)9  
8.2.4激光在泌尿外科中的应用 &Dg)"Xji  
Y:!/4GF  
8.2.5激光在耳鼻喉科中的应用 D7WI(j\  
3^R][;  
8.2.6最新的技术——间质激光光凝术 T19rbL_  
M|5]#2J_2  
8.2.7光动力学治疗 m7wc)"`t  
{_toh/8)r  
8.3激光在生物体检测及诊断中的应用 r>:L$_]L  
UG"6RW @  
8.3.1利用激光的生物体光谱测量及诊断 a}qse5Fr  
?+,*YVT  
8.3.2激光断层摄影 [mf7>M`p]@  
Hdbnb[e  
8.3.3激光显微镜 kV:FJx0xP  
 @6YBK+"  
8.4医用激光设备 q"LJwV}W  
Y = g>r]2  
8.4.1医用激光光源 |IX`(  
| 2.e0Z]k  
8.4.2医用激光传播用光纤 /pIb@:Y1?  
ICl_ eb  
8.5激光应用于医学的未来 N?=qEX|R  
uO_,n  
8.5.1医用激光新技术 ]o[X+;Tj|  
y@kcXlY  
8.5.2光动力学治疗的前景 6}i&6@Snq?  
>^H'ZYzw  
思考练习题8 I`"-$99|t1  
Ku0H?qft(  
第9章激光在信息技术中的应用 3Zaq#uA  
>FY&-4+v  
9.1光纤通信系统中的激光器和光放大器 i{|lsd(+  
~N{_N95!2@  
9.1.1半导体激光器 $d2kHT  
$h,&b<-  
9.1.2光纤激光器 *dG}R#9Nv  
u 5Eo  
9.1.3光放大器 cZaF f?]k  
+ U+aWk  
9.2激光全息三维显示 LZUA+x(  
q?;*g@t  
9.2.1全息术的历史回顾 Y/^[qD  
i?a,^UM5n[  
9.2.2激光全息术的基本原理和分类 A#Q0{z@H  
1!>bhH}{D  
9.2.3白光再现的全息三维显示 "GwWu-GS  
qab) 1ft  
9.2.4计算全息图 ~@-QbkC  
pYLY;qkG"  
9.2.5数字全息术 Dm|gSv8d,  
QIij>!c4  
9.2.6全息三维显示的优点 u\()E|?p  
&Rt+LN0qB0  
9.2.7全息三维显示的应用 ]r/(n]=(  
qE#&)  
9.2.8全息三维显示技术的展望 FylWbQU9  
2I]]WBW#:  
9.3激光存储技术 q)K-vt)98  
Wj&<"Z6'm(  
9.3.1激光存储的基本原理、分类及特点 &\[Qm{lN  
C 'B4 mmC  
9.3.2激光光盘存储 2!{_/@I\Y  
0)A=+zSS1  
9.3.3激光体全息光存储 -O~C m}e  
3AdP^B<  
9.3.4激光存储技术的新进展 '^Pq(b~  
wUru1_zjO  
9.4激光扫描和激光打印机  &7L~PZ  
c&Gz> L  
9.4.1激光扫描 zQL!(2  
r+p@X  
9.4.2激光打印机 tXf}jU}  
CDQJ bvx  
9.5量子光通信中的激光源 _L*f8e8  
xNC* ]8d  
9.5.1量子光通信 W:VW_3  
b:fxkQm  
9.5.2量子态发生器及应用 W$z#ssr  
,pDp>-vI%  
思考练习题9 yD"]{  
wD<vg3e[H  
第10章激光在科学技术前沿问题中的应用 (y=dR1p  
6PiEa(  
10.1激光核聚变 'fS?xDs-v  
dzgs%qtK  
10.1.1受控核聚变 zo_k\K`{@  
&e%{k@  
10.1.2磁力约束和惯性约束控制方法 b%3Q$wIJ6  
E/:+@'(k  
10.1.3激光压缩点燃核聚变的原理 :6 Uk)   
pZu?V"R  
10.2激光冷却 *mf}bTiS  
5+y@ ]5&g  
10.3激光操纵微粒 nURvy}<r  
=Ml|l$  
10.3.1光捕获 rQ=xcn[A  
G{ F6  
10.3.2微粒操纵 ~@%(RMJm&  
sk#9x`Rw  
10.4超越经典衍射极限的分辨率 .KFA218h*x  
;rNd701p"  
10.4.1解析延拓 p:Iw%eZ:  
 G5!|y#T  
10.4.2综合孔径傅里叶全息术 vAi"$e  
{GUb'J  
10.4.3傅里叶叠层算法 Lqg] Fd  
1pWk9Xuh  
10.4.4相干谱复用 $ b4*/vMr  
)qbI{^_g  
10.4.5非相干结构光照明成像 T48BRVX-F  
S2Zx &D/_  
10.4.6超分辨荧光显微镜 +VwV5iy[`  
IZ+ *`E  
10.5激光光谱学 /^d. &@*  
\.5F](:  
10.5.1拉曼光谱 )r=9]0=  
*f{7  
10.5.2空间高分辨的激光显微光谱 {":c@I  
M#`{>R|  
10.5.3频率高分辨的双光子光谱 >+L7k^[,0  
jh>N_cp  
10.5.4时间高分辨的激光闪光光谱 YFG-U-t3  
5$anqGw  
10.5.5各种特殊效能的激光光谱技术 hl`u"?rg  
!zU/Hq{wcK  
10.6激光用于反常多普勒效应的基础物理研究 _jW>dU^B  
{&E?<D2_&  
10.6.1电磁波的正常多普勒效应 I[@ts!YD  
*K`x;r  
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 [9LxhPi  
[U swf3  
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 nZ~kZ |VS  
[@ILc*2O  
10.6.4反常多普勒效应的测量光路设计及理论分析 :RHm*vt  
l@xWQj9  
10.6.5反常多普勒效应的测量实验结果 gglf\)E;}E  
lBS"3s384  
思考练习题10 ]7*kWc2  
;r3}g"D@  
附录A随机变量 (9E( Q*J5x  
KVg[#~3  
A.1概率的定义和随机变量 w:v=se"U  
ka/nQ~_#<  
A.2分布函数和密度函数 ?5`{7daot  
[M`=HhJ4  
A.3推广到两个或多个联合随机变量 7q!?1 -?8R  
|4 Qx=x>  
A.4统计平均 fSbS(a  
|88CBiu}  
附录B随机过程 N0nj`  
jKS!'?  
B.1随机过程的定义和描述 ^}hJL7O'  
ndqckT@93  
B.2平稳性和遍历性 o OQ'*7_  
#,TELzUVE  
参考文献 "w9`cz9a~J  
qIz}$%!A  
0t+])>  
f\ 'T_  
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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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