激光原理及应用(第4版)

发布:cyqdesign 2020-03-30 17:35 阅读:5157
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。 uk1v7# p  
:az!H"4W/  
>02i8:Tp5K  
[lrmuf  
第1章辐射理论概要与激光产生的条件 YU*46 hA1B  
= c/3^e  
1.1光的波粒二象性 yqC+P  
.v$ue`  
1.1.1光波 }.w#X   
^JiaR)#r  
1.1.2光子 EgCp:L{  
mp muziH  
1.2原子的能级和辐射跃迁 _TV2)  
6Lav.x\W  
1.2.1原子能级和简并度 W[@"H1bVH  
M55e=  
1.2.2原子状态的标记 k_-vT  
/{49I,  
1.2.3玻尔兹曼分布 -aTg>Q|g&  
`*|LI  
1.2.4辐射跃迁和非辐射跃迁 0<6rU  
/0X0#+kn  
1.3光的受激辐射 }u38:(^`ai  
]i9H_K  
1.3.1黑体热辐射 K7n;Zb:BR  
p]X!g  
1.3.2光和物质的作用 =kyJaT^5[  
&8IWDx.7}  
1.3.3自发辐射、受激辐射和受激吸收之间的关系 =]2 b8  
eimA *0Cq  
1.3.4自发辐射光功率与受激辐射光功率 ?Aj\1y4L1  
O1l4gduN|i  
1.4光谱线增宽 ,dGFX]P  
>Lo6='G  
1.4.1光谱线、线型和光谱线宽度 #mi0x06  
P6.)P|n7=  
1.4.2自然增宽 6kgCS{MZ  
'33Yl+h  
1.4.3碰撞增宽 n-L]YrDPK[  
oX%PsS  
1.4.4多普勒增宽 tr#)iZ\  
9`hpa-m@  
1.4.5均匀增宽和非均匀增宽线型 0e[ tKn(  
sPZV>Q:zY  
1.4.6综合增宽 R.^Bxi-UG:  
*m `KU+o-u  
1.5激光形成的条件 a3DoLq"/  
,3g]= f  
1.5.1介质中光的受激辐射放大 WzNG<rG  
NzwGc+\7}  
1.5.2光学谐振腔和阈值条件 D0,oml  
64IeCAMVo  
思考练习题1 {H~8'K-  
H >@JfYZ0  
第2章激光器的工作原理 +dPE!:  
q70YNk}  
2.1光学谐振腔结构与稳定性 ba8-XA_~U  
6c;?`C  
2.1.1共轴球面谐振腔的稳定性条件 }lr fO_  
*NX*/(Q  
2.1.2共轴球面腔的稳定图及其分类 )%nt61P\W  
y.TdWnXx  
2.1.3稳定图的应用 tZ*f~yW  
X(0:zb,#G*  
2.2速率方程组与粒子数反转 k~W;TCJs  
:&\E\9  
2.2.1三能级系统和四能级系统 ).O\O)K  
yF [@W<  
2.2.2速率方程组 bb0{-T)1  
ZJ{+_ax0K  
2.2.3稳态工作时的粒子数密度反转分布 "' i [~  
.DM1Knj  
2.2.4小信号工作时的粒子数密度反转分布 4 I]/  
0B!mEg  
2.2.5均匀增宽型介质的粒子数密度反转分布 t9=|* =;9)  
&p(*i@Ms  
2.2.6均匀增宽型介质粒子数密度反转分布的饱和效应 AyI}LQm]u  
!:!@dC%8_  
2.3均匀增宽介质的增益系数和增益饱和 @)!1#^(}%  
{0m[:af&  
2.3.1均匀增宽介质的增益系数 R4K eUn"  
)H=[NB6J8  
2.3.2均匀增宽介质的增益饱和 B@~eBU,$  
Y/Gswcz  
2.4非均匀增宽介质的增益饱和 a 7mKshY(  
u9y-zhj_$  
2.4.1介质在小信号时的粒子数密度反转分布值 6nhfI\q3wY  
hPCSLJ  
2.4.2非均匀增宽型介质在小信号时的增益系数 "}y3@ M^  
/=O+/)l`  
2.4.3非均匀增宽型介质稳态粒子数密度反转分布 Dv\:b*  
P\G C8KV]  
2.4.4非均匀增宽型介质稳态情况下的增益饱和 &VBD2_T  
D9pxe qf+=  
2.5激光器的损耗与阈值条件 IWbp^l+!t  
{)dEO0 p  
2.5.1激光器的损耗 nms<6kfzL  
SBB bniK-  
2.5.2激光谐振腔内形成稳定光强的过程 Fw8X$SE"  
ef1N#z%gt  
2.5.3阈值条件  TVEF+t  
& ,gryBN  
2.5.4对介质能级选取的讨论 HT;QepY3  
xhoLQD  
思考练习题2 4mg 7f^[+  
?@uK s4  
第3章激光器的输出特性 '| Q*~Lh  
`^4>^  
3.1光学谐振腔的衍射理论 C&#KdvN/r  
EKJc)|8  
3.1.1数学预备知识 #I@[^^Vw  
onypwfIk)t  
3.1.2菲涅耳-基尔霍夫衍射公式 ObHz+qRG  
07WIa@Q  
3.1.3光学谐振腔的自再现模积分方程 QH? 2v  
T>:g ME  
3.1.4激光谐振腔的谐振频率和激光纵模 y0y;1N'KK  
0 6v5/Xf  
3.2对称共焦腔内外的光场分布 yl;$#aZB  
)T~ +>+t  
3.2.1共焦腔镜面上的场分布 22(]x}`  
6W#F Ss~  
3.2.2共焦腔中的行波场与腔内外的光场分布 A.cZa  
QBT-J`Pz  
3.3高斯光束的传播特性 ?+JxQlVDt-  
wP *a>a  
3.3.1高斯光束的振幅和强度分布 -,CndRKx  
'H-YFB$l  
3.3.2高斯光束的相位分布 ba:du |Ec  
LYo7?rp  
3.3.3高斯光束的远场发散角 >IydXmTy  
ofhZ@3  
3.3.4高斯光束的高亮度 .6-o?=5  
_( A +_|  
3.4稳定球面腔的光束传播特性 a9q?9X  
G&@RLht  
3.4.1稳定球面腔的等价对称共焦腔 vWfef~}~  
xg%]\#  
3.4.2稳定球面腔的光束传播特性 TKutO0  
KKTfxNxJn  
3.5其他几种常用的激光光束 we).8%)'  
)RKhEm%Vr2  
3.5.1厄米-高斯光束 J+*Y)k  
f$*9J  
3.5.2拉盖尔-高斯光束 k |aOUW  
4!RI2?4V  
3.5.3贝塞尔光束 ,OFr]74\  
6L% R@r  
3.6激光器的输出功率 UDqKF85H  
1+ARV&bc  
3.6.1均匀增宽型介质激光器的输出功率 )C0X]?   
p:n^c5  
3.6.2非均匀增宽型介质激光器的输出功率 R$,iDv.jI  
&7nfTc  
3.7激光器的线宽极限 1OwkLy,P  
2Mi;}J1C{  
3.8激光光束质量的品质因子M2 &!aLOx*3`  
jWm BUHCb  
3.9模式激光的某些一阶统计性质 dM$G)9N)K  
L6}x3  
3.9.1单模激光的一阶统计性质 'r <BaL  
u:kY4T+Z  
3.9.2多模激光的一阶统计性质 ?)<XuMh  
^\9G{}VY  
思考练习题3 xa^HU~  
:iC\#i]6  
第4章激光的基本技术 %QZ!Tb  
1VsEic  
4.1激光器输出的选模 H ?:#Ui(p  
)Ea_:C'  
4.1.1激光单纵模的选取 \ } Szb2  
 b- /x  
4.1.2激光单横模的选取 =_:L wmI  
C)kQi2T  
4.2激光器的稳频 8-lY6M\R\  
FDC{8e  
4.2.1影响频率稳定的因素 -k{R<L  
6KTY`'I  
4.2.2稳频方法概述 6)YNjh.{ *  
=5eDT~=2{U  
4.2.3兰姆凹陷法稳频 .T X& X  
4V3 w$:,  
4.2.4饱和吸收法稳频 6-YR'ikU  
1qN9bwRO  
4.3激光束的变换 T+"y8#:  
9\0 K%LL  
4.3.1高斯光束通过薄透镜时的变换 hjT1SW\I  
UL"3skV   
4.3.2高斯光束的聚焦 4>#^Pk?Ra  
rq?x]`u   
4.3.3高斯光束的准直 Qeog$g.HI  
(}8 ;3pp  
4.3.4激光的扩束 3]'z8i({7Y  
Ol0|)0  
4.4激光调制技术 Z9^$jw]  
[SvwJIJJ  
4.4.1激光调制的基本概念 EKD>c$T^  
jU~%5R  
4.4.2电光强度调制 []Ea0jYu  
8PS:yBkA|  
4.4.3电光相位调制 ?R}oXSVT  
$O-, :<HY  
4.5激光偏转技术 c[7qnSH  
"c*|vE  
4.5.1机械偏转 ]~ M -KT  
.).<L`q  
4.5.2电光偏转 :wAB"TCt0  
d2C:3-4  
4.5.3声光偏转 Q1[s{,  
1ouTZ'c?  
4.6激光调Q技术 Q(3x"+  
{r8CzJ'f  
4.6.1激光谐振腔的品质因数Q es]m 6A  
&O)mPnx`  
4.6.2调Q原理 .D`#a  
0^z$COCv  
4.6.3电光调Q 6iWuBsal  
w(-n1oSo  
4.6.4声光调Q X_F=;XF/  
# GGmA.  
4.6.5染料调Q [\yI<^_a  
Hd`RR3J  
4.7激光锁模技术 T5;D0tM/  
I,;)pWX=@  
4.7.1锁模原理 kv b-=  
|_*1/Wz@  
4.7.2主动锁模 O=/Tx2i;  
B=Os?'2[  
4.7.3被动锁模 =x}/q4}L  
quYZD6IH  
思考练习题4 5ntP{p%>  
8=9sIK2  
第5章典型激光器介绍 o*xEaD  
0oMMJ6"i   
5.1固体激光器 ;|y,bo@sJJ  
$@j7VPE  
5.1.1固体激光器的基本结构与工作物质 BoqW;SG$9  
;4IP7$3G  
5.1.2固体激光器的泵浦系统 \zwb>^  
0a'y\f:6*  
5.1.3固体激光器的输出特性 urB.K<5ZA  
d6VKUAk'7>  
5.1.4新型固体激光器 ;}qCIyuO]  
t;'.D @  
5.2气体激光器 Y# #J  
}2@$2YR[  
5.2.1氦氖(HeNe)激光器 .R,8<4  
Me>'QVr  
5.2.2二氧化碳激光器 s@|?N+z  
qC &<U  
5.2.3Ar+离子激光器 {UNz UaE  
6>Y}2fT}o3  
5.3染料激光器 G`z48  
/[L:ol6;!  
5.3.1染料激光器的激发机理 tWFJx}H  
|7-tUHMo[  
5.3.2染料激光器的泵浦 s7?kU3 y=s  
S}E@*t2 h  
5.3.3染料激光器的调谐 V1G]LM  
C&T3vM  
5.4半导体激光器 4 C:YEX~  
)".gjW8{#L  
5.4.1半导体的能带和产生受激辐射的条件 i=4bY[y  
pK`rm"6G  
5.4.2PN结和粒子数反转 pqK3u)  
rdRX  
5.4.3半导体激光器的工作原理和阈值条件 slx^" BF^  
WJ*DWyd''  
5.4.4同质结和异质结半导体激光器 AN;?`AM;  
QbWD&8T0O  
5.5其他激光器 d<Di;5  
-*EJj>x  
5.5.1准分子激光器 d~8Q)"6 [  
[F%\1xh  
5.5.2自由电子激光器 <3bh-)  
i469<^A  
5.5.3化学激光器 kLhtkuS4  
U uys G\  
思考练习题5 k|V{jB G"@  
4)ISRR  
第6章激光在精密测量中的应用 0-9&d(L1g  
q )[g VL  
6.1激光干涉测长 aE"t['  
Km?i{TW  
6.1.1干涉测长的基本原理 :PLsA3[}  
l>ttxYBa<d  
6.1.2激光干涉测长系统的组成 ,y.0 Cb0  
Q pX@;j  
6.1.3激光外差干涉测长技术 ]k8XLgJ  
D7%89qt  
6.1.4激光干涉测长应用举例 Z Uh<2F  
^:],JN k  
6.2激光衍射测量 (<CLftQKg  
bk<3oI  
6.2.1激光衍射测量原理 nxt1Y04,H  
LP~$7a  
6.2.2激光衍射测量的方法 [Y*UCFhI0  
qfu;X-$4  
6.2.3激光衍射测量的应用 iY2bRXA  
uxcj3xE#d  
6.3激光测距 fTeo,N  
O ?4V($  
6.3.1激光脉冲测距 'Zzm'pC  
\rJk[Kec  
6.3.2激光相位测距 >C i=H(8vN  
A1C@'9R*  
6.4激光准直及多自由度测量 09"~<W8  
DlP}Fp{  
6.4.1激光准直仪 NF.SGga  
q8oEb  
6.4.2激光衍射准直仪 li{_biey}  
!cpBX>{w  
6.4.3激光多自由度测量 WC4Il C  
k@2gw]y"  
6.5激光多普勒测速 82<L07fB  
FD*y[A ?  
6.5.1运动微粒散射光的频率 pv T!6+  
Qhr:d`@^]  
6.5.2差频法测速 yH`xk%q_  
L.R  
6.5.3激光多普勒测速技术的应用 , ^nUi c  
/b*@dy  
6.6环形激光测量角度和角加速度 bHP-Z9riv  
p|((r?{  
6.6.1环形激光精密测角 'L,rJ =M3  
IV *}w"r  
6.6.2光纤陀螺 J kA~Ol  
H [v~  
6.7激光环境计量 z TK  
"7 l}X{b  
6.8激光散射板干涉仪 ._yr7uY[M  
8P*n|]B.'  
思考练习题6 NE! Xt<A  
'e&4#VLH^  
第7章激光加工技术 z}&<D YD  
HDaec`j  
7.1激光热加工原理 l]ZUKy  
HGKm?'['   
7.2激光表面改性技术 -or9!:8  
1a' JNe$  
7.2.1激光淬火技术的原理与应用  }QI*Ns  
Q.fBuF  
7.2.2激光表面熔凝技术 s:_5p`w>  
OT[t EqQ  
7.2.3激光熔覆技术 /Iskjcc60W  
7HF\)cz2  
7.3激光去除材料技术 Ik,w3}*P*  
s?2;u p*D  
7.3.1激光打孔 _% P%~`?!  
F-X>| oK>z  
7.3.2激光切割 csV1ki/A  
5 9X|l&/  
7.4激光焊接 )uaB^L1  
jm?mO9p~  
7.4.1激光热导焊 q^Z\V?  
\kRBJ1)|f  
7.4.2激光深熔焊 5 9 09O  
eDm,8Se  
7.4.3激光复合焊 J h"]iN  
LgaJp_d>9*  
7.5激光快速成型技术 WP>O7[|  
.UDZW*  
7.5.1激光快速成型技术的原理及主要优点 nO/5X>A,Zw  
!6KEW,  
7.5.2激光快速成型技术 kju:/kYA  
2H /a&uo@n  
7.5.3激光快速成型技术的重要应用 uZ^i8;i  
?=vwr,ir  
7.6其他激光加工技术 -(2-zznZ  
nYe}d!  
7.6.1激光清洗技术 7%<jZ =  
HaSH0eTw  
7.6.2激光弯曲 +`+a9+=  
\uaJw\EZ  
思考练习题7 fx|9*|E  
VMHY.Rf  
第8章激光在医学中的应用 ;~K($_#H  
'-x%?Ll  
8.1激光与生物体的相互作用 3ty){#:  
`+6HHtF  
8.1.1生物体的光学特性 U".-C`4v  
#=tWCxf=  
8.1.2激光对生物体的作用 r {8  
Xnh1pwDhe<  
8.1.3激光对生物体应用的优点 v:>P;\]r9M  
#-W5$1  
8.2激光在临床治疗中的应用 =Dz[|$dV  
pI!55w|  
8.2.1激光临床治疗的种类与现状 OU+*@2")t  
k (R4-"@  
8.2.2激光在皮肤科及整形外科领域中的应用 i!iODt3k  
Ob+&!XTp?0  
8.2.3激光在眼科中的应用 9D<HJ(  
{\e}43^9N  
8.2.4激光在泌尿外科中的应用 G pd:k  
!d^`YEfE  
8.2.5激光在耳鼻喉科中的应用 P TP2QAt  
I,[EL{fz  
8.2.6最新的技术——间质激光光凝术 M~6I-HexT|  
NplSkv  
8.2.7光动力学治疗 8ah]D  
5J;c;PF  
8.3激光在生物体检测及诊断中的应用 N7_Co;#(zK  
B/71$i   
8.3.1利用激光的生物体光谱测量及诊断 6i4j(P  
:o:??tqw  
8.3.2激光断层摄影 $Yka\tS'  
J]UH q$B  
8.3.3激光显微镜 wnX6XyUH  
,Tx8^|b#F  
8.4医用激光设备 2S;zze7)  
w&{J9'~  
8.4.1医用激光光源 D8ly8]H  
:-Pj )Y{I  
8.4.2医用激光传播用光纤 tu'MYY  
liTr3T`,V  
8.5激光应用于医学的未来 \9p;md`  
erqB/C  
8.5.1医用激光新技术 Ua]zTMI  
;p9D2&  
8.5.2光动力学治疗的前景 2KEww3.{  
NSq"\A\  
思考练习题8 ^wlep1D  
U*@_T3N  
第9章激光在信息技术中的应用 }dz(DP d  
<fJ\AP5  
9.1光纤通信系统中的激光器和光放大器 !xI![N^  
=FnZkJ  
9.1.1半导体激光器 xpM~* Gpm  
{>Px.%[<  
9.1.2光纤激光器 4pqZ!@45|  
?KN_J  
9.1.3光放大器 J$;)TI  
>UMnItq(l  
9.2激光全息三维显示 .kIf1-(<U  
'UxA8i(  
9.2.1全息术的历史回顾 K="+2]{I  
c'2ra/?k  
9.2.2激光全息术的基本原理和分类 V'.|IuN  
MF`'r#@:wa  
9.2.3白光再现的全息三维显示 fW _.  
(XJQ$n  
9.2.4计算全息图 Fn,|J[sC  
e?>suIB  
9.2.5数字全息术 WQx;tX  
H JiP:{  
9.2.6全息三维显示的优点 w.f [)  
R.N*G]K5  
9.2.7全息三维显示的应用 %*OJRL`  
i"xDQ$0G6  
9.2.8全息三维显示技术的展望 7W"menw  
bSLj-vp  
9.3激光存储技术 6K}=K?3Z  
N3p3"4_]fy  
9.3.1激光存储的基本原理、分类及特点 639k&"V  
v%5(-  
9.3.2激光光盘存储 vEGK{rMA  
R`q!~8u  
9.3.3激光体全息光存储 1tW:(~ =a;  
IJ; *N  
9.3.4激光存储技术的新进展 3;:V1_JA  
x3 |'jmg  
9.4激光扫描和激光打印机 Z"Oa5V6[A  
s 'x mv{|  
9.4.1激光扫描 ?miM15XI  
OWsYE?  
9.4.2激光打印机 N/BU%c ph+  
@XC97kGWp  
9.5量子光通信中的激光源 MVZ>:G9:  
S!_?# ^t  
9.5.1量子光通信 [[Z>(d$8  
46Nf|~  
9.5.2量子态发生器及应用 fx:KH:q3  
4a!7|}W  
思考练习题9 '.,.F0{x  
3:1 c_   
第10章激光在科学技术前沿问题中的应用 uszSFe]E  
+_P 2S  
10.1激光核聚变 ~b0qrjF;O  
oE1]vX  
10.1.1受控核聚变 KTt$Pt/.  
R"`{E,yj  
10.1.2磁力约束和惯性约束控制方法 Q%Q?q)x  
&Q>'U6"%  
10.1.3激光压缩点燃核聚变的原理 yXg1N N  
rJp6d :M  
10.2激光冷却 2j1v.%  
]xEE7H]\h  
10.3激光操纵微粒 ^1=|(Z/  
J5_Y\@  
10.3.1光捕获 XS 8~jBjx  
9PK-r;2  
10.3.2微粒操纵 389.&`Q%Ut  
CL :M>(  
10.4超越经典衍射极限的分辨率 Eu.qA9,@U  
+|)1_NK  
10.4.1解析延拓 } <4[(N  
\N+Ta:U1P  
10.4.2综合孔径傅里叶全息术 wS*CcIwj  
t<,p-TM]  
10.4.3傅里叶叠层算法 O&iYGREO  
%C0O?q  
10.4.4相干谱复用 b.q"s6u  
h\*rv5\M  
10.4.5非相干结构光照明成像 O>M*mTM  
h!av)nhM  
10.4.6超分辨荧光显微镜 '8kjTf#g<l  
%yM' Z[-  
10.5激光光谱学 ^@L l(?  
1[g!^5W  
10.5.1拉曼光谱 umZ g}|C_  
/3 Ix,7  
10.5.2空间高分辨的激光显微光谱 u;ooDIq@  
XW_xNkpL5c  
10.5.3频率高分辨的双光子光谱 Bi :wP/>v  
^@lg5d3F  
10.5.4时间高分辨的激光闪光光谱 a {$k<@Ww  
8~(+[[TQ@  
10.5.5各种特殊效能的激光光谱技术 ]!G>8Rc  
G4%M$LJ h  
10.6激光用于反常多普勒效应的基础物理研究 dIa(</ }  
|4> r"  
10.6.1电磁波的正常多普勒效应 w+q;dc8  
m2q;^o:J  
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 fwv T2G4  
*R\/#Y|  
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 C1B3VG  
gq_7_Y/  
10.6.4反常多普勒效应的测量光路设计及理论分析 QC5f:BwM  
GHC?Tp   
10.6.5反常多普勒效应的测量实验结果 ph12x: @B  
P,;b'-5C  
思考练习题10 4:eq{n  
G q:4rG|  
附录A随机变量 ?V)C9@bp  
pY!dG-;  
A.1概率的定义和随机变量 ) ~)SCN>-  
d?&!y]RS#  
A.2分布函数和密度函数 5*wApu{2A  
X]pWvQ Q]  
A.3推广到两个或多个联合随机变量 7|M$W(P  
.1}rzh}8  
A.4统计平均 R-A'v&=  
|Iok(0V  
附录B随机过程 O})u'  
:O'C:n<g  
B.1随机过程的定义和描述 W^d4/]  
B#k3"vk#  
B.2平稳性和遍历性 Pm#x?1rAj  
y }&4HrT&  
参考文献 $dZ>bXUw:  
2^^'t6@  
bg1"v a#2  
<qq'h  
(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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