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。
{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,~/oTgO (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%$TGw5 2 Q}^<^r 1.3.4自发辐射光功率与受激辐射光功率
~{cG" NTV@, 1.4光谱线增宽
CNM pyr n?mV(? N 1.4.1光谱线、线型和光谱线宽度
|V-)3#c >(He,o@M 1.4.2自然增宽
zvOSQxGQ }rA
_4% 1.4.3碰撞增宽
|C`.m| kO}QOL4 1.4.4多普勒增宽
k#"}oI{<
6 6 K-jje;) 1.4.5均匀增宽和非均匀增宽线型
/NB;eV? `xsU'Wd^< 1.4.6综合增宽
ana?;NvC 0eFvcH:qG 1.5激光形成的条件
Nhrh>x[wJ m{?uR.O 1.5.1介质中光的受激辐射放大
2)T.Ci cx fI }v}L^ 1.5.2光学谐振腔和阈值条件
:9]"4ktoJ Z(c2F] 思考练习题1
9{&oVt~Y$ <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$x _i pY; 2.1.2共轴球面腔的稳定图及其分类
R4AKp1Y X;QhK] Z 2.1.3稳定图的应用
#xNXCBl]O 8/T,.<5 2.2速率方程组与粒子数反转
}0
b[/ZwQ EF8'ycJk+ 2.2.1三能级系统和四能级系统
:>o2UH Sr4/8BZ 2.2.2速率方程组
u Tvck6 |#J!oBS! 2.2.3稳态工作时的粒子数密度反转分布
Rd:wMy$ 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$4 2.3.1均匀增宽介质的增益系数
+&qj`hA-b lQl 2.3.2均匀增宽介质的增益饱和
Wer.VL "2>_eZ#b 2.4非均匀增宽介质的增益饱和
97\9!)`, Kn4x_9 2.4.1介质在小信号时的粒子数密度反转分布值
L%5g]= sHf.xc 2.4.2非均匀增宽型介质在小信号时的增益系数
@ZtDjxN
& 7!jbID~ 2.4.3非均匀增宽型介质稳态粒子数密度反转分布
X.FFBKjf[e m8NKuhu 2.4.4非均匀增宽型介质稳态情况下的增益饱和
]x^v;r~ +kZW:t!- 2.5激光器的损耗与阈值条件
|iGfWJ^+ SJsRHQ 2.5.1激光器的损耗
/8"9sf* K[M[0D 2.5.2激光谐振腔内形成稳定光强的过程
v|#}LQZ B,avI&7M;S 2.5.3阈值条件
9MR,3/&N Oq4J$/% 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\XOj 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`i5lD 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@o v]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
quGvq"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
K3.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(HeNe)激光器
~sVbg$]\ G t; b1<TLn0 5.2.2二氧化碳激光器
-#`tS y3Ul}mVhA 5.2.3Ar+离子激光器
B,4
3b O ]vjMfT%]W 5.3染料激光器
ow4|GLU^; lFV\Go 5.3.1染料激光器的激发机理
R,+"^:} S9E<)L 5.3.2染料激光器的泵浦
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F$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 l TJM}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^4Ko} F2CoXe7 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
?&"!, ?OdJt 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
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