激光原理及应用(第4版)

发布:cyqdesign 2020-03-30 17:35 阅读:4397
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。 Y:[u1~a  
}Sv:`9=  
:"c*s4  
0GeTS Fj  
第1章辐射理论概要与激光产生的条件 rV#ch(  
onzxx4bax  
1.1光的波粒二象性 #"~<HG}bR/  
;e*!S}C,  
1.1.1光波 Dp9+HA9t  
U Cjld  
1.1.2光子 H.MI5O(Q  
O\ r0bUPE  
1.2原子的能级和辐射跃迁 5rik7a)Z]  
)SGq[B6@I  
1.2.1原子能级和简并度 |CyE5i0  
sPIn|d  
1.2.2原子状态的标记 @o`AmC . 8  
=Xr.'(U  
1.2.3玻尔兹曼分布 @ j/a=4o[  
?Ir:g=RP*  
1.2.4辐射跃迁和非辐射跃迁 WNtW|I V  
dy[X3jQB  
1.3光的受激辐射 -iZ`Y?  
8":Q)9;%  
1.3.1黑体热辐射 Q=$2c[Uk  
0g8NHkM:2a  
1.3.2光和物质的作用 cr;da)  
es7=%!0  
1.3.3自发辐射、受激辐射和受激吸收之间的关系 X &H"51  
f/?P514h  
1.3.4自发辐射光功率与受激辐射光功率 M o|2}nf  
~P-mC@C  
1.4光谱线增宽 'I;zJ`Trd  
pQB."[n  
1.4.1光谱线、线型和光谱线宽度 /)O"l@ }U  
9\(| D#  
1.4.2自然增宽 Mi_$">1-W  
dM@1l1h/  
1.4.3碰撞增宽 A04U /;  
_+MJ%'>S  
1.4.4多普勒增宽 :ShT|n7  
Ow,b^|  
1.4.5均匀增宽和非均匀增宽线型 FS1z`wYP  
)4;`^]F  
1.4.6综合增宽 8u]2xB=K  
YS_; OFsd  
1.5激光形成的条件 e*1_8I#2  
u*9V&>o  
1.5.1介质中光的受激辐射放大 'J|_2*  
.=; ;  
1.5.2光学谐振腔和阈值条件 I q.*8Oc  
N'=gep0V@  
思考练习题1 \|[;Z"4l  
#g!.T g'  
第2章激光器的工作原理 2X&qE}%k S  
_)-o1`*-  
2.1光学谐振腔结构与稳定性 V=3b&TkE  
a8Wwq?@  
2.1.1共轴球面谐振腔的稳定性条件 f*8DCh!r"  
% & bY]w  
2.1.2共轴球面腔的稳定图及其分类 HxI" 8A  
<OPArht  
2.1.3稳定图的应用 08{@rOr  
cB&:z)i4  
2.2速率方程组与粒子数反转 ,2ar7 5Va  
\l3h0R  
2.2.1三能级系统和四能级系统 32 =z)]FZ  
9N3eN  
2.2.2速率方程组 _SkLYL!=9  
kG*~ |ma  
2.2.3稳态工作时的粒子数密度反转分布 +"@ .8m  
RG`1en  
2.2.4小信号工作时的粒子数密度反转分布 v &+R^iLE  
bZV/l4TU  
2.2.5均匀增宽型介质的粒子数密度反转分布 !|>"o7  
? =+WRjF  
2.2.6均匀增宽型介质粒子数密度反转分布的饱和效应 :M5l*sIO2  
TS5Q1+hWHV  
2.3均匀增宽介质的增益系数和增益饱和 T6k0>[3xf  
?bu>r=oIO]  
2.3.1均匀增宽介质的增益系数 LOJAWR9$^U  
rVsJ`+L  
2.3.2均匀增宽介质的增益饱和 Rx}Gz$   
!f6(Zho  
2.4非均匀增宽介质的增益饱和 40 0#v|b  
`9.r`&T6K  
2.4.1介质在小信号时的粒子数密度反转分布值 PFK  '$  
T]p-0?=4vv  
2.4.2非均匀增宽型介质在小信号时的增益系数 ;A!BVq  
ete.!*=  
2.4.3非均匀增宽型介质稳态粒子数密度反转分布 #3d(M  
3f;>" P}  
2.4.4非均匀增宽型介质稳态情况下的增益饱和 {]|J5Dgfe  
\uMLY<]P  
2.5激光器的损耗与阈值条件 VLN_w$iEq  
_<2E"PrT   
2.5.1激光器的损耗 t&DEb_"De  
wec)Ctj+  
2.5.2激光谐振腔内形成稳定光强的过程 KY] C6kh  
iG?[<1~  
2.5.3阈值条件 sn>~O4"  
Mb7I[5v  
2.5.4对介质能级选取的讨论 {FTqu.  
^zgo#J 5O  
思考练习题2 xn|(9#1o  
pY$Q  
第3章激光器的输出特性 ;6hOx(>`=  
CVR3 A'  
3.1光学谐振腔的衍射理论 '[O;zJN;  
C2)2)  
3.1.1数学预备知识 k-""_WJ~^  
Pr,q*_Yy  
3.1.2菲涅耳-基尔霍夫衍射公式 NW)1#]gg%  
B,fo(kG  
3.1.3光学谐振腔的自再现模积分方程 s(roJbJ_;  
t);/'3|  
3.1.4激光谐振腔的谐振频率和激光纵模 .XhrCi Z  
O<W_fx8_'  
3.2对称共焦腔内外的光场分布 G9@0@2aY8  
w)jISu;RG  
3.2.1共焦腔镜面上的场分布 8sK9G` k  
Nl(Foya%)  
3.2.2共焦腔中的行波场与腔内外的光场分布 RY*U"G0#w  
7})[lL`\s  
3.3高斯光束的传播特性 eQvg7aO;  
5+ MS^H  
3.3.1高斯光束的振幅和强度分布 dcWD(-  
_oDz-  
3.3.2高斯光束的相位分布 ;P&OX5~V  
Y:)e(c"A  
3.3.3高斯光束的远场发散角 *G 9V'9  
FN) $0  
3.3.4高斯光束的高亮度 U|j`e5)  
9]o-O]7/  
3.4稳定球面腔的光束传播特性 ?#Q #u|~  
mUx+Y]Ep  
3.4.1稳定球面腔的等价对称共焦腔 _2 osV[e  
Xm2z}X(%  
3.4.2稳定球面腔的光束传播特性 '(jG[ry&T  
 qA5r  
3.5其他几种常用的激光光束 Ef13Q]9|  
K )k<Rh[<  
3.5.1厄米-高斯光束 TrR8?-  
g9 5`.V}  
3.5.2拉盖尔-高斯光束 6/dI6C!  
DkAAV9*  
3.5.3贝塞尔光束 t#eTV@-  
)TM4R)r%)9  
3.6激光器的输出功率 QUQ'3  
%3''}Y5  
3.6.1均匀增宽型介质激光器的输出功率 y Fq&8 x<X  
hqkz^!rp  
3.6.2非均匀增宽型介质激光器的输出功率 Fh9h,' V"  
gt w Q-  
3.7激光器的线宽极限 D*|Bb?  
_ZkI)o  
3.8激光光束质量的品质因子M2 K8Y=S12Ti  
\mlqO[ S  
3.9模式激光的某些一阶统计性质 R]*K:~DM  
OY@ %p}l  
3.9.1单模激光的一阶统计性质 `%WU8Yv  
R<N ]B  
3.9.2多模激光的一阶统计性质 YLn?.sV{[0  
{h`uV/5@`  
思考练习题3 hp L;bM'  
4d;8`66O  
第4章激光的基本技术 8E]F$.6U  
Bo%NFB;  
4.1激光器输出的选模 TBU&6M>{3  
UN<]N76!  
4.1.1激光单纵模的选取 -_eLf#3  
k7usMVAA  
4.1.2激光单横模的选取 #$qTFN  
iTU5l5Uz  
4.2激光器的稳频 (qulwOt~w  
q.`NtsW!\+  
4.2.1影响频率稳定的因素  l"]}Ts#  
vn"{I&L+w0  
4.2.2稳频方法概述  zi`o#+  
d)f :)Ew  
4.2.3兰姆凹陷法稳频 hSyql  
P1' al  
4.2.4饱和吸收法稳频 pr UM-u8  
>[=^_8M  
4.3激光束的变换 6ar   
w!clI8v/  
4.3.1高斯光束通过薄透镜时的变换 zu|\fP  
3y8G?LL/[7  
4.3.2高斯光束的聚焦 ?"g2v-jTK  
HBx=\%;n  
4.3.3高斯光束的准直 |64~ K\X  
W#WVfr  
4.3.4激光的扩束 {8,J@9NU  
l}sjD[2  
4.4激光调制技术 :yjKL^G>  
/HRFAqep  
4.4.1激光调制的基本概念 _8UDT^?8,  
|R\>@Mg#B  
4.4.2电光强度调制 2'MZ s]??w  
v9O~@v{=  
4.4.3电光相位调制 _&ks1cw  
j+v=Ul|l  
4.5激光偏转技术 8k1Dj1@0z  
^iw'^6~  
4.5.1机械偏转 tc{s B\&-  
|T)6yDL  
4.5.2电光偏转 2Gaa(rJ5o  
h6`6tk  
4.5.3声光偏转 @xYlS5{  
k%QpegN  
4.6激光调Q技术 -"60d @.  
h Pa_VrH  
4.6.1激光谐振腔的品质因数Q :mn>0jK,N  
x-.?HS[  
4.6.2调Q原理 _1!OlQ  
56-dD5{hxR  
4.6.3电光调Q t+T4-1 3a  
T&o(N3lW  
4.6.4声光调Q !fR3 (=oN  
vbe|hO""  
4.6.5染料调Q 3c6b6  
0eu$ W  
4.7激光锁模技术 3H6lBF  
Pax|x15  
4.7.1锁模原理 91-o}|3v  
v"XGCi91L  
4.7.2主动锁模 T\j{Bi5 \J  
\k!{uRy'  
4.7.3被动锁模 8~z~_TD6m@  
D}8[bWF  
思考练习题4 /Uy"M:|V1  
hD*SpVI U  
第5章典型激光器介绍 L4z ~B!uvF  
3L}!RB  
5.1固体激光器 w\i\Wp,FP  
EZ$>.iy{  
5.1.1固体激光器的基本结构与工作物质 (VEpVn3{  
yS(fILV  
5.1.2固体激光器的泵浦系统 G5aieD.#  
v)t:|Q{I  
5.1.3固体激光器的输出特性 !()$8  
Mh/dpb\Z  
5.1.4新型固体激光器 ![_*(8v}S  
,J^b0@S  
5.2气体激光器 VZymM<O  
wFsyD3  
5.2.1氦氖(HeNe)激光器 LzXmb 7A  
Cdu4U}^H  
5.2.2二氧化碳激光器 3|4|*6  
?Unb? {,&2  
5.2.3Ar+离子激光器 'o+L41  
fS[,vPl  
5.3染料激光器 !1DKLQ  
b#toM';T  
5.3.1染料激光器的激发机理 C=)A6 ;=se  
e .2ib?8  
5.3.2染料激光器的泵浦 #_J@-f7^  
?DQsc9y  
5.3.3染料激光器的调谐 A1D^a,  
(@<c6WS  
5.4半导体激光器 dx &'fe*?  
y 4I6  
5.4.1半导体的能带和产生受激辐射的条件 bg&zo;Ck8T  
?:8ido#-  
5.4.2PN结和粒子数反转 Vp*KfS]  
SmdjyK1~8  
5.4.3半导体激光器的工作原理和阈值条件 hj B@o#S  
r1.nTO%  
5.4.4同质结和异质结半导体激光器 v7jq@#-   
f]|ysf  
5.5其他激光器 q[`]D7W "  
m~P CB_ifW  
5.5.1准分子激光器 o-{[|/)Tk  
*`\Pr  
5.5.2自由电子激光器 G!W[8UG  
y8L D7<1u  
5.5.3化学激光器 L,`Lggq-  
gp^ 5#  
思考练习题5 ?NR A:t(}  
l@H  
第6章激光在精密测量中的应用 K[Kh&`T  
-UdEeZz.  
6.1激光干涉测长 6c"0})p  
jR2 2t`4  
6.1.1干涉测长的基本原理 (?`kYTw7g'  
wEE\+3b)  
6.1.2激光干涉测长系统的组成 SHbtWq}T  
Nq` C.&  
6.1.3激光外差干涉测长技术 u7[ykyV  
| e?64%l5P  
6.1.4激光干涉测长应用举例 X1Ac*oLN  
~Ro9u p  
6.2激光衍射测量 Xr2ou5zAn  
oA7;.:3  
6.2.1激光衍射测量原理 X M#T'S9y8  
e7(ucE  
6.2.2激光衍射测量的方法 qg!|l7e  
Fpa ;^F  
6.2.3激光衍射测量的应用 y[\VUzD*'  
jJY"{foWV  
6.3激光测距 S<u-n8bv  
`V"sOTb  
6.3.1激光脉冲测距 P h}|dGb  
W$rH"_@m  
6.3.2激光相位测距 ,(?po (']  
2 :mn</z  
6.4激光准直及多自由度测量 /yF QeE  
H(2]7dRS%  
6.4.1激光准直仪 %1O[i4s:-  
NqEA4C  
6.4.2激光衍射准直仪 [y)`k@  
\XM^oE#G  
6.4.3激光多自由度测量 s]mY*@a%  
 eDJ fU  
6.5激光多普勒测速 =ng\ 9y[;D  
)m{Ye0!RD  
6.5.1运动微粒散射光的频率 O:"*q&;J  
m-DsY  
6.5.2差频法测速 K+8-9$w6  
.YnFH$;$  
6.5.3激光多普勒测速技术的应用 psC mbN   
J9Ou+6u(  
6.6环形激光测量角度和角加速度 4jBC9b}O  
f<*Js)k  
6.6.1环形激光精密测角 P=+nB*hG  
lGk{LO)  
6.6.2光纤陀螺 3g~^[&|i  
|),'9  
6.7激光环境计量 /43-;"%>  
D8nD/||;Z  
6.8激光散射板干涉仪 ''^Y>k  
N, *m ,  
思考练习题6 U uM$~qf/K  
d]i(h~?_  
第7章激光加工技术 ?N=m<fn  
80Y\|)  
7.1激光热加工原理  4)4+M  
^1x*lLf  
7.2激光表面改性技术 UMp/ \&0  
7Wa?$6d  
7.2.1激光淬火技术的原理与应用 HCJ>X;(`f?  
iQ6epg1wB  
7.2.2激光表面熔凝技术 G,<T/f .{$  
z%7SrUj2  
7.2.3激光熔覆技术  ^eGNgE  
[kzd(u  
7.3激光去除材料技术 9cx =@  
k@D0 {z  
7.3.1激光打孔 1 s*.A6EP"  
p,<&zHb>K  
7.3.2激光切割 J~iBB~x.  
x]{E)d"!  
7.4激光焊接 TtDg*kZ  
G"59cv8z4R  
7.4.1激光热导焊 0T5=W U  
Rek -`ki5F  
7.4.2激光深熔焊 H:JLAK  
J.+BD\pa  
7.4.3激光复合焊 c$,_>tcP  
hv$m4,0WB  
7.5激光快速成型技术 3!o4)yJWx  
 \^K&vW;  
7.5.1激光快速成型技术的原理及主要优点 q7m6&2$[  
Ei3zBS?J)  
7.5.2激光快速成型技术 EIbXmkHl<  
Grz 3{U  
7.5.3激光快速成型技术的重要应用 vhT_=:x  
"SoHt]%#  
7.6其他激光加工技术 {8EW)4Hf  
4^' 3&vu  
7.6.1激光清洗技术 'QH1=$Su  
$7Mtt.d6  
7.6.2激光弯曲 6V+ qnUk  
O0*e)i8  
思考练习题7 B 2 .q3T  
 5q<zN  
第8章激光在医学中的应用 v !Kw< fp|  
PaCzr5!~f  
8.1激光与生物体的相互作用 j?|* LT$%7  
wj|x:YZ*  
8.1.1生物体的光学特性 Uo_tUp_Q  
Bl1Z4` 3  
8.1.2激光对生物体的作用 ! sA_?2$  
t.hm9}UQ  
8.1.3激光对生物体应用的优点 rt+..t\  
])#\_' fg  
8.2激光在临床治疗中的应用 4oXbPr>  
.`Zf}[5[  
8.2.1激光临床治疗的种类与现状 =KX<_;E  
GfyX'(ge  
8.2.2激光在皮肤科及整形外科领域中的应用 qkP/Nl. u  
dYojm1MQ  
8.2.3激光在眼科中的应用 \H5Jk$*  
1(GHCxA8G  
8.2.4激光在泌尿外科中的应用 }GnwY97  
q cA`)j  
8.2.5激光在耳鼻喉科中的应用 d2ENm%q*PX  
}yEoEI`  
8.2.6最新的技术——间质激光光凝术 M_D6i%b^  
8C.!V =@\  
8.2.7光动力学治疗 M`,XyIn  
P8gX CX!>U  
8.3激光在生物体检测及诊断中的应用 vV`|!5x  
bYh9sO/l  
8.3.1利用激光的生物体光谱测量及诊断 g.#+z'l  
-05U%l1e  
8.3.2激光断层摄影 {lzG*4?  
a%J6f$A#  
8.3.3激光显微镜 PG)_L.7rJ  
eE/%6g  
8.4医用激光设备 jlKGXD)Q[  
9g?xlue#?  
8.4.1医用激光光源 ]Bb7(JX  
._p""'Sa  
8.4.2医用激光传播用光纤 R/<=mZ  
,i ++fOnQ  
8.5激光应用于医学的未来 dTD5(}+J  
}Pg' vJW  
8.5.1医用激光新技术 t&814Uf&\  
? Ekq6uz\)  
8.5.2光动力学治疗的前景 {B yn{?w  
de-0?6  
思考练习题8 3BMS_,P  
DB&SOe  
第9章激光在信息技术中的应用 ,bSVVT-b  
BxX$5u  
9.1光纤通信系统中的激光器和光放大器 gf$HuCh|  
u5gZxO1J5  
9.1.1半导体激光器 !J.rM5K  
,p,Du F  
9.1.2光纤激光器 :+kUkb-/  
|Odu4 Q  
9.1.3光放大器 m(3);)d  
s%dF~DSK  
9.2激光全息三维显示 ":&|[9/  
)Ul&1UYA  
9.2.1全息术的历史回顾 PF ;YE6  
2_olT_#  
9.2.2激光全息术的基本原理和分类 $k(9 U\y-  
ofEqvoi@  
9.2.3白光再现的全息三维显示 wd`R4CKhP]  
PbUI!Xqe`  
9.2.4计算全息图 Nz]aaoO4  
ti;%BS  
9.2.5数字全息术 rZ866\0  
*Pb.f  
9.2.6全息三维显示的优点 oBUh]sR{.  
t+}uIp42<  
9.2.7全息三维显示的应用 RUrymkHFB  
iH _"W+dq  
9.2.8全息三维显示技术的展望 [oHOHp/V  
w:tGPort  
9.3激光存储技术 `Wwh`]#"~d  
],V kp  
9.3.1激光存储的基本原理、分类及特点 p[P[#IeL  
)n7)}xy#z  
9.3.2激光光盘存储 cJ4S!  
j[T%'%  
9.3.3激光体全息光存储 k <}I<Or  
Fr/QW7B5  
9.3.4激光存储技术的新进展 ArdJ."  
5k`e^ARf  
9.4激光扫描和激光打印机 y84XoDQ  
?lG;,,jc,W  
9.4.1激光扫描 Hrv),Ce  
;G$)MS'nB  
9.4.2激光打印机 vcD'~)G(*  
&.*T\3UO  
9.5量子光通信中的激光源 e6es0D[>5  
fsb=8>}63}  
9.5.1量子光通信 ]*h&hsS 0  
Gm*Uv6?H?  
9.5.2量子态发生器及应用 0JOju$Bl,  
<lX:eR1  
思考练习题9 0kz7 >v  
<VgE39 [  
第10章激光在科学技术前沿问题中的应用 I1J)#p%H.  
`w(sXkeaI  
10.1激光核聚变 :6sGX p  
~)!VV)  
10.1.1受控核聚变 9/Q S0  
<e^6.!;W  
10.1.2磁力约束和惯性约束控制方法 Suj}MEiv  
YmA) @1@U  
10.1.3激光压缩点燃核聚变的原理 oYGUjI  
8ST~$!z$  
10.2激光冷却 BfEx'C  
|<7i|J  
10.3激光操纵微粒 (T`q++  
j?d!}v  
10.3.1光捕获 dR%q1Y&`  
)uu wwz  
10.3.2微粒操纵 EsNk<Ra  
f>b!-|  
10.4超越经典衍射极限的分辨率 dnLo(<{<U  
jFS 'I*1+  
10.4.1解析延拓 T=O l`?5  
iu+zw[f  
10.4.2综合孔径傅里叶全息术 /G[+E&vj  
@b>YkJDk  
10.4.3傅里叶叠层算法 ^$ZI>L0+  
^S:cNRSW"  
10.4.4相干谱复用 )OS>9 kFH  
HK=CP0H  
10.4.5非相干结构光照明成像 sL;z"N@PK  
eF*TLI<[^I  
10.4.6超分辨荧光显微镜 CiHn;-b;  
Fj36K6!#?  
10.5激光光谱学 yg.\^C  
Y|Nfwqz  
10.5.1拉曼光谱 FDZeIj9uF  
dW:w<{a!R  
10.5.2空间高分辨的激光显微光谱 oT$(<$&<  
&P{o{  
10.5.3频率高分辨的双光子光谱 O>kXysMv>  
fB@K'JQG  
10.5.4时间高分辨的激光闪光光谱 ,Uv{dG  
KLj4 LOs  
10.5.5各种特殊效能的激光光谱技术 n+:m _2T  
6eW1<p  
10.6激光用于反常多普勒效应的基础物理研究 vEX|Q\b6'  
gizmJ:<  
10.6.1电磁波的正常多普勒效应 wCTcGsw W  
UA1]o5K  
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 Y8{T.\%\+  
V7Vbl?*n  
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 A?^A*e  
?*(r1grHl  
10.6.4反常多普勒效应的测量光路设计及理论分析 "Yc^Nc  
vCYSm  0  
10.6.5反常多普勒效应的测量实验结果 V!jK3vc  
$4#=#aKW.  
思考练习题10 Ew)n~!s  
YMd&To0s  
附录A随机变量 60.[t9pk6  
nph7&[xQI  
A.1概率的定义和随机变量 @+QYWh'  
v^FV t  
A.2分布函数和密度函数 ^!-E`<jW8  
)Gu0i7iN  
A.3推广到两个或多个联合随机变量 Rh05W_?Js  
%Q>~7P  
A.4统计平均 "^e}C@  
oho AUT  
附录B随机过程 Q 37V!  
tk] _QX %  
B.1随机过程的定义和描述 BXKlO(7  
<s59OdzP  
B.2平稳性和遍历性 lN*1zM<6;  
v#T?YK  
参考文献 cP$wI;P  
k:(e79  
Wfi:wCqZG  
BIHHRCe:@n  
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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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