激光原理及应用(第4版)

发布:cyqdesign 2020-03-30 17:35 阅读:4825
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。 !qPVC\l  
y&Sl#IQ L  
_#xS1sD  
v'0A$`w`  
第1章辐射理论概要与激光产生的条件 S'qEBz  
h}fz`ti U  
1.1光的波粒二象性 {#N](yUm  
6}"P m  
1.1.1光波 =!m5'$Uz>  
$6.CN#  
1.1.2光子 xWlj.Tjt}  
;$Q `JN=  
1.2原子的能级和辐射跃迁 w1B!z  
?_q e 2R.  
1.2.1原子能级和简并度 X[b=25Ct  
E>f+E8?  
1.2.2原子状态的标记 ;n_|t/=  
vcs=!Ace  
1.2.3玻尔兹曼分布 GlYNC&,VL  
x>vC;E${"  
1.2.4辐射跃迁和非辐射跃迁 t98t&YUpm  
ei)ljvvmHP  
1.3光的受激辐射 tcyami6D4  
xayo{l=uGv  
1.3.1黑体热辐射 Cm g(# $ X  
_4F(WCco  
1.3.2光和物质的作用 c}GmS@  
P3X;&iT  
1.3.3自发辐射、受激辐射和受激吸收之间的关系 $Kgw6  
f*KNt_|:  
1.3.4自发辐射光功率与受激辐射光功率 K|nh`r   
yq+'O&+   
1.4光谱线增宽 +-YMW;5  
:U_k*9z}=  
1.4.1光谱线、线型和光谱线宽度 8A/"ia  
6Mu_9UAl`  
1.4.2自然增宽 RGFanP  
;0DT f  
1.4.3碰撞增宽 0dxEV]  
Q qGf*  
1.4.4多普勒增宽 S]&f+g}&w  
o))z8n?b  
1.4.5均匀增宽和非均匀增宽线型 8qGK"%{ ~  
1!_$HA  
1.4.6综合增宽 %+gYZv-  
#DK@&Gv  
1.5激光形成的条件 Xkc y~e  
)90Q  
1.5.1介质中光的受激辐射放大 ~< %%n'xmm  
@9_H4V  
1.5.2光学谐振腔和阈值条件 A+P9M \u.  
_'DT)%K  
思考练习题1 .l?sYe64S  
~+w'b7T,=  
第2章激光器的工作原理 ?O3E.!Q|  
~L\KMB/9e=  
2.1光学谐振腔结构与稳定性 o %GVg  
&Omo\Oq&W>  
2.1.1共轴球面谐振腔的稳定性条件 nmI os]B  
vN#?>aL  
2.1.2共轴球面腔的稳定图及其分类 i) v ]  
~D# -i >Z  
2.1.3稳定图的应用 QOXG:?v\  
O@.C.5Ep  
2.2速率方程组与粒子数反转 3 RB+  
.*\TG/x  
2.2.1三能级系统和四能级系统 !p$HS0c  
8~*<s5H  
2.2.2速率方程组 OsI>gX>  
pG"pvfEl9f  
2.2.3稳态工作时的粒子数密度反转分布 k1Z"Qmz  
Jw13 Wb-  
2.2.4小信号工作时的粒子数密度反转分布 ED0\k $  
< 12ia"}  
2.2.5均匀增宽型介质的粒子数密度反转分布 0u[Vd:()v(  
MLD1%* &0  
2.2.6均匀增宽型介质粒子数密度反转分布的饱和效应 wUb5[m  
A|jmp~@K)+  
2.3均匀增宽介质的增益系数和增益饱和 2to~=/.  
=' %r"_`}  
2.3.1均匀增宽介质的增益系数 ^`M,ju  
\"=4)Huv  
2.3.2均匀增宽介质的增益饱和 RcJ.=?I!  
6/{V#.(  
2.4非均匀增宽介质的增益饱和 & Xh8j^p'  
z~Zu >Q1u[  
2.4.1介质在小信号时的粒子数密度反转分布值 K4w %XVaH  
z!`aJE/  
2.4.2非均匀增宽型介质在小信号时的增益系数 q8DSKi  
MU_8bK9m  
2.4.3非均匀增宽型介质稳态粒子数密度反转分布 2ed4xh V  
DX3xWdnr  
2.4.4非均匀增宽型介质稳态情况下的增益饱和 2;8I0BH*'  
KDTG9KC  
2.5激光器的损耗与阈值条件 ^YVd^<cE  
_#f+@)vR  
2.5.1激光器的损耗 X8(H#Ef[  
cf\PG&S  
2.5.2激光谐振腔内形成稳定光强的过程 {B;<R1  
5&Y%N(  
2.5.3阈值条件 h>0R!Rl8  
qH 1k  
2.5.4对介质能级选取的讨论 F7o#KN*.]  
M:[rH  
思考练习题2 \/qo2'V j`  
vI84= n  
第3章激光器的输出特性 SynL%Y9)|,  
|4E5x9J  
3.1光学谐振腔的衍射理论 _ ^ JhncL  
9^yf'9S1  
3.1.1数学预备知识 <H; z4  
tccw0  
3.1.2菲涅耳-基尔霍夫衍射公式 W#|30RU.G  
[nSlkl   
3.1.3光学谐振腔的自再现模积分方程 .$o0$`}  
Ai*R%#  
3.1.4激光谐振腔的谐振频率和激光纵模 QaVxP1V#U  
-'!K("  
3.2对称共焦腔内外的光场分布 +ConK>;  
M53{e;.kN  
3.2.1共焦腔镜面上的场分布 0fOx&"UAB  
0\B31=N(  
3.2.2共焦腔中的行波场与腔内外的光场分布 iY~.U`b`  
|qOoL*z  
3.3高斯光束的传播特性 h)NZG6R  
_ ^2\/@  
3.3.1高斯光束的振幅和强度分布 {fd/:B 7T  
P0mY/bBU  
3.3.2高斯光束的相位分布 J2_~iC&;s  
;#i$5L!*B  
3.3.3高斯光束的远场发散角 tfAO#htq  
q.}M^iDe  
3.3.4高斯光束的高亮度 5%6{ ePh{  
sxK|0i}6  
3.4稳定球面腔的光束传播特性 og?>Q i Tr  
l* ap$1'  
3.4.1稳定球面腔的等价对称共焦腔 tz^2?wO  
nO\c4#ce  
3.4.2稳定球面腔的光束传播特性 <<SUIY@X  
$~;h}I  
3.5其他几种常用的激光光束 NMy+=GZu^  
xj!G9x<!  
3.5.1厄米-高斯光束 ELvP<Ny}  
}G/#Nb)  
3.5.2拉盖尔-高斯光束 Y3 V9  
#F^0uUjq  
3.5.3贝塞尔光束 >N bb0T  
8mc0(Z@  
3.6激光器的输出功率 W"meH~[Cp  
E2nsBP=5C  
3.6.1均匀增宽型介质激光器的输出功率 + g*s%^(E  
/cXVJ(#j  
3.6.2非均匀增宽型介质激光器的输出功率 m>:zwz< ;  
6OPYq*|  
3.7激光器的线宽极限 VpO+52&  
^o8o  
3.8激光光束质量的品质因子M2 *NjjFk=R  
uD0<|At/  
3.9模式激光的某些一阶统计性质 %7wNS  
\i.Yhl:O  
3.9.1单模激光的一阶统计性质 ?= R C?K  
nYb{?{_ca8  
3.9.2多模激光的一阶统计性质 bd;?oYV~  
K;'s+ZD  
思考练习题3 /@O$jlX5I  
n# 4e1n+I  
第4章激光的基本技术 {aoG60N  
+FBUB  
4.1激光器输出的选模 \:5M0  
S2\|bs7;J,  
4.1.1激光单纵模的选取 T!YfCw.HZ  
8h '~*  
4.1.2激光单横模的选取  KB5<)[bs  
(X?et &  
4.2激光器的稳频 l\DcXgD x  
Q13>z%Rge  
4.2.1影响频率稳定的因素 0K:3?Ik  
sKniqWi  
4.2.2稳频方法概述 r"hogmFD;  
]m=2 $mK  
4.2.3兰姆凹陷法稳频 7H$wpn Zln  
5)=YTUCk  
4.2.4饱和吸收法稳频 d+L!s7  
I=c}6  
4.3激光束的变换 RA3!k&8?#  
yk0#byW`  
4.3.1高斯光束通过薄透镜时的变换 C#oH7o+_.  
\2OjIEQQ  
4.3.2高斯光束的聚焦 ,xOOR   
>mCS`D8  
4.3.3高斯光束的准直 ,1ceNF#oL  
+2 x|j>  
4.3.4激光的扩束 /DE`>eJY  
"8*5!anu-  
4.4激光调制技术 %^LwLyoVM  
+AkMU|6  
4.4.1激光调制的基本概念 uD8,E!\  
EF5:$#  
4.4.2电光强度调制 Bxf]Lu,\U@  
SUaXm#9  
4.4.3电光相位调制 yr[HuwU  
}~+_|  
4.5激光偏转技术 Scz/2vNi`  
?Vo/mtbY5X  
4.5.1机械偏转 k3VRa|Y")  
z$b'y;k  
4.5.2电光偏转 +et)!2N  
" LkI'>3}  
4.5.3声光偏转 $(N+E,XB  
R7NE= X4  
4.6激光调Q技术 ~Blsj9a2  
Y8@TY?  
4.6.1激光谐振腔的品质因数Q o`%;*tx  
B nu5\P  
4.6.2调Q原理 `\M}~  
dA[S@ysvG  
4.6.3电光调Q a8v9j3.  
v7#`b}'W  
4.6.4声光调Q i$"M'BG  
WX}pBmU  
4.6.5染料调Q /PTk296@  
Ojs ^-R_  
4.7激光锁模技术 b X'.hHR  
AEO7I f@  
4.7.1锁模原理 !UF (R^  
}e8u p*#me  
4.7.2主动锁模 vi~NfD@s  
p8|u0/;k  
4.7.3被动锁模 ]>H'CM4JR  
%Z!3[.%F  
思考练习题4 #8sv*8&  
s%Irh;Bs  
第5章典型激光器介绍 Tt+E?C%Y  
jQ&82X%m  
5.1固体激光器 &KP JB"0L  
:~4 M9  
5.1.1固体激光器的基本结构与工作物质 -E,p[Sp  
apw/nhQ.[  
5.1.2固体激光器的泵浦系统 g#s hd~e  
r"_SL!,^  
5.1.3固体激光器的输出特性 z!>ml3  
v|@1W Uc,g  
5.1.4新型固体激光器 #-9@*FFL,  
0.lOSAq  
5.2气体激光器 %mr6p}E|  
{/}p"(^  
5.2.1氦氖(HeNe)激光器 m'YYkq(5%Z  
/& wA$h  
5.2.2二氧化碳激光器 *G(ZRj@ 33  
+_v#V9?  
5.2.3Ar+离子激光器 p$_X\,F  
*7UDTgY  
5.3染料激光器 }KFM8CbS  
]JvZ{fA%*  
5.3.1染料激光器的激发机理 ObEp0-^?  
P-)`FB  
5.3.2染料激光器的泵浦 HsRQiai*  
~?<VT k  
5.3.3染料激光器的调谐 =5u;\b>*  
S?e*<s9k  
5.4半导体激光器 1rGi"kdf  
Kl]LnN%A{  
5.4.1半导体的能带和产生受激辐射的条件 O~&j}WN  
`~+[pY 1r  
5.4.2PN结和粒子数反转 U~s-'-C /  
{bMOT*X=A  
5.4.3半导体激光器的工作原理和阈值条件 yR4++yk  
&LDA=B  
5.4.4同质结和异质结半导体激光器 BZ}_  
/`VrV{\/!  
5.5其他激光器 c'&\[b(m  
K} TSwY  
5.5.1准分子激光器 {<L|Z=&k`  
8;Eg>_cL:  
5.5.2自由电子激光器  PpWdZ  
*!&,)''  
5.5.3化学激光器 8Q\ T,C  
vCsJnKqK  
思考练习题5 }CB9H$FkCY  
ql(~3/kA_  
第6章激光在精密测量中的应用 bm#/ KT_8  
EJaGz\\  
6.1激光干涉测长 z-G*:DfgH  
<jIuVX  
6.1.1干涉测长的基本原理 ~xU\%@I\  
/\d@AB^5I  
6.1.2激光干涉测长系统的组成 w*krPaT3  
meArS*d  
6.1.3激光外差干涉测长技术 qz&?zzz;  
 [kL`'yi  
6.1.4激光干涉测长应用举例 EVW\Z 2N.  
F@rx/3 [  
6.2激光衍射测量 `<IaQY  
[VY265)g  
6.2.1激光衍射测量原理 `C>De4nT@  
EKf!j3  
6.2.2激光衍射测量的方法 @\|Fd)  
c%5Suu( J6  
6.2.3激光衍射测量的应用 ).8NZ Aj  
uow{a*q d6  
6.3激光测距 RLR\*dL1  
|0xP'(  
6.3.1激光脉冲测距 33OkY C%e  
$_Q]3"U  
6.3.2激光相位测距 gaU1A"S}  
cNiNLwc  
6.4激光准直及多自由度测量 "`Y.5.  
HL~DIC%  
6.4.1激光准直仪 R7 ^f|/l  
JV@b(x`  
6.4.2激光衍射准直仪 QW= X#yrDO  
Q+; N(\  
6.4.3激光多自由度测量 &2,^CG  
>\'gIIs  
6.5激光多普勒测速 A&L2&ofV&q  
,| ~Pa  
6.5.1运动微粒散射光的频率 A1F!I4p5  
- sL4tMP  
6.5.2差频法测速 (Z?g^kjq)  
Yk=2ld;;  
6.5.3激光多普勒测速技术的应用 b0uWUI(=  
sjG@4Or  
6.6环形激光测量角度和角加速度 m*'87a9q0  
Q&8epO|J  
6.6.1环形激光精密测角 OEhDRU%k  
v?s%qb=T  
6.6.2光纤陀螺 npMPjknl  
x/uC)xm  
6.7激光环境计量 *nlDN4Y[  
}T&~DVM  
6.8激光散射板干涉仪 2!? =I'uMA  
Y;#H0v>E  
思考练习题6 _ pO1XM  
 wkKSL  
第7章激光加工技术 A?"/ >LM  
O7z5,-  
7.1激光热加工原理 R/jHH{T3  
u+qj_Ej  
7.2激光表面改性技术 X.[8L^ldh  
T4h&ly5 f  
7.2.1激光淬火技术的原理与应用 %,f(jQfg_  
aPm2\Sq$  
7.2.2激光表面熔凝技术 PZk"!I<oN  
5E0dX3-  
7.2.3激光熔覆技术 X{8g2](z.  
495A\8#  
7.3激光去除材料技术 #PQhgli  
b] ~  
7.3.1激光打孔 E^? 3P'%^  
X1o=rT  
7.3.2激光切割 =O>E>Q  
8SoTABHV  
7.4激光焊接 /A93mY[  
lK3{~ \J-  
7.4.1激光热导焊 /7igPNhx  
O6 n]l  
7.4.2激光深熔焊 qKk|2ecTB5  
"=!sZO?3  
7.4.3激光复合焊 6"/4@?  
i/RA/q  
7.5激光快速成型技术 oa6&?4K?F  
(lt{$0   
7.5.1激光快速成型技术的原理及主要优点 *Qy,?2  
e`zCz`R  
7.5.2激光快速成型技术 s=hao4v7z  
#sM*<2vj  
7.5.3激光快速成型技术的重要应用 yny1i9 y  
Bb.U4#  
7.6其他激光加工技术 4D sHUc6  
t(p}0}Pp  
7.6.1激光清洗技术 `&i\q=u+  
R})b%y`]  
7.6.2激光弯曲 i=jY l  
G#j~8`3X  
思考练习题7 nJY3 1(p  
J*t_r-z  
第8章激光在医学中的应用 rY295Q  
UeU`U  
8.1激光与生物体的相互作用 "mc ]^ O  
lsKQZ@LN`  
8.1.1生物体的光学特性 ,M=s3D8C  
Q-Oj%w4e  
8.1.2激光对生物体的作用 f"t+r /d  
ftD(ed  
8.1.3激光对生物体应用的优点 Y{9xF8#  
|>KOlwh5n  
8.2激光在临床治疗中的应用 ,1>n8f77]  
~8U0(n:^  
8.2.1激光临床治疗的种类与现状 ##nC@h@  
^xQPj6P}  
8.2.2激光在皮肤科及整形外科领域中的应用 kY{;(b3Q  
GezMqt;2  
8.2.3激光在眼科中的应用 AA0\C_W0p  
#~[{*[B+  
8.2.4激光在泌尿外科中的应用 5A+r^xN  
r0q?e`nsA  
8.2.5激光在耳鼻喉科中的应用 s&1}^'|  
! =*k+gpF  
8.2.6最新的技术——间质激光光凝术 vsJM[$RF  
rUZ09>nDy  
8.2.7光动力学治疗 P DwBSj  
"6gBbm  
8.3激光在生物体检测及诊断中的应用 .yB{+  
2YK2t<EO  
8.3.1利用激光的生物体光谱测量及诊断 f([d/  
?X$*8;==6  
8.3.2激光断层摄影 i':a|#e>  
|IDZMd0  
8.3.3激光显微镜 MH|R@g  
+asO4'r  
8.4医用激光设备 R#ZO<g%'  
1NkJs&  
8.4.1医用激光光源 u{S"NEc  
LIn2&r:U  
8.4.2医用激光传播用光纤 9# #(B  
$hy0U_}6  
8.5激光应用于医学的未来 q4Mv2SPT  
1p8hn!V  
8.5.1医用激光新技术 d6)+d9?<  
t \-|J SZ  
8.5.2光动力学治疗的前景 sfk;c#K  
9-!GYa'Z  
思考练习题8 bu{dT8g'U  
9I(00t_  
第9章激光在信息技术中的应用 "[0.a\ d<  
9 dK`  
9.1光纤通信系统中的激光器和光放大器 E] rBq_S  
A Wd,qldv  
9.1.1半导体激光器 gux?P2f  
odn3*{c{x  
9.1.2光纤激光器 `><E J'h  
a%5/Oc[[  
9.1.3光放大器 e m  
}i J$&CJ  
9.2激光全息三维显示 `pF7B6[B  
8RQv  
9.2.1全息术的历史回顾 f{2I2kJr  
l#Vg=zrT  
9.2.2激光全息术的基本原理和分类 GP;N1/=  
k 7:Z\RGy  
9.2.3白光再现的全息三维显示 ]n3!%0]\  
NryOdt tI  
9.2.4计算全息图 !+]KxB   
u<4bOJn({  
9.2.5数字全息术 !j}L-1*{ l  
mF4y0r0  
9.2.6全息三维显示的优点 VOIni<9y  
s6'=4gM  
9.2.7全息三维显示的应用 TFAR>8Nm  
~/XDA:nfL:  
9.2.8全息三维显示技术的展望 ("{"8   
zrf tF2U  
9.3激光存储技术 G#M0 C>n  
BWNI|pq)v  
9.3.1激光存储的基本原理、分类及特点 z#1"0Ks&P  
`jVRabZ0  
9.3.2激光光盘存储 <@Vf:`a!P>  
Vf<q-3q  
9.3.3激光体全息光存储 =3!o _  
=T\=,B  
9.3.4激光存储技术的新进展 IR#BSfBZ  
JW )f'r_f  
9.4激光扫描和激光打印机 J 5';Hb)  
uP(t+}dQ+3  
9.4.1激光扫描 E^Q J50  
yDWBrN._  
9.4.2激光打印机 [A~ Hl  
:wG )  
9.5量子光通信中的激光源 :(wFNK/0{  
t=9f:,I$  
9.5.1量子光通信 crN*eFeW  
@b,6W wc  
9.5.2量子态发生器及应用 +k~0&lZi  
v5@M 34  
思考练习题9 lRNm &3:-  
53gLz_ee  
第10章激光在科学技术前沿问题中的应用 _ Yc"{d3S  
Y}: 4y$<  
10.1激光核聚变 r7L.W  
/'5d0' ,M  
10.1.1受控核聚变 ;Rpib[m  
jM @N<k  
10.1.2磁力约束和惯性约束控制方法 4 Yv:\c  
w%8y5v5  
10.1.3激光压缩点燃核聚变的原理 @0]WMI9B"B  
d4*SfzB  
10.2激光冷却 W]bgWKd  
fGqX dlP  
10.3激光操纵微粒 "j8)l4}  
nj1o!+9>$  
10.3.1光捕获 <oV[[wl  
[0aC]XQZ  
10.3.2微粒操纵 )Jdku}Pf  
+:4>4=  
10.4超越经典衍射极限的分辨率 &$ "J\v m  
_U-`/r o  
10.4.1解析延拓 NkO+ )=  
6@t&  
10.4.2综合孔径傅里叶全息术 I:G8B5{J  
'4<o&b^yQ  
10.4.3傅里叶叠层算法 8Znr1=1   
2[HPU M2>  
10.4.4相干谱复用 ;Q^>F6+_m  
y_}vVHT,  
10.4.5非相干结构光照明成像 q4&! mDU  
af %w|M  
10.4.6超分辨荧光显微镜 _ +NjfF|  
r)>3YM5  
10.5激光光谱学 5RFro^S9E  
, ?U)mYhI  
10.5.1拉曼光谱 PfRA\  
EJ#I7_  
10.5.2空间高分辨的激光显微光谱 ]& ckq  
e15yDwvB  
10.5.3频率高分辨的双光子光谱 -0#"<!N  
,]7ouH$H}  
10.5.4时间高分辨的激光闪光光谱 ZY]$MZf5yo  
wjwCs`  
10.5.5各种特殊效能的激光光谱技术 #}+H  
cWZITT{A  
10.6激光用于反常多普勒效应的基础物理研究 |oLGc!i  
k6&~)7 -f  
10.6.1电磁波的正常多普勒效应 Um{) ?1  
GEF's#YWK  
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;6<k7h  
[`b,SX x  
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 <)wLxWalF  
~`FRU/@r  
10.6.4反常多普勒效应的测量光路设计及理论分析 @Kz,TP!%A  
Pz{MYw  
10.6.5反常多普勒效应的测量实验结果 m+;U,[%[*E  
''@Tke3IG6  
思考练习题10 [0y,K{8t  
VsL,t\67  
附录A随机变量 N,-C+r5}<4  
kC%H E  
A.1概率的定义和随机变量 Ie/_gz^  
Ja:4EU$Lu  
A.2分布函数和密度函数 1>rQ).eT  
SoM,o]s#y  
A.3推广到两个或多个联合随机变量 H\oxj,+N  
:38h)9>RK  
A.4统计平均 E> GmFw  
'1LN)Yw  
附录B随机过程 N^$q;%  
v77UE"4|c  
B.1随机过程的定义和描述 yO7y`;Q(sF  
JI]Lz1i  
B.2平稳性和遍历性 f tTD-d  
9e K~g0m  
参考文献 m_oUl(pk  
`aAE4Ry?  
dY&v(~&;]  
#X'-/q`.  
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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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