激光原理及应用(第4版)

发布:cyqdesign 2020-03-30 17:35 阅读:4876
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。 P8>~c9$I  
,=Mt`aN  
xL{a  
:/ Q   
第1章辐射理论概要与激光产生的条件 *Eo?k<:zPm  
pgOQIzu  
1.1光的波粒二象性 $e*ce94  
l y(>8F  
1.1.1光波 Cq'KoN%nQ  
cFeXpj?GV  
1.1.2光子 =K6($|'=  
kg'o&^/=  
1.2原子的能级和辐射跃迁 Qk,I^1w?7  
VxVE  
1.2.1原子能级和简并度 f6p-s y>  
hnDBFQ{  
1.2.2原子状态的标记 D|Q#gcWpo  
5*1D$mxD"  
1.2.3玻尔兹曼分布 Z@3i$8  
| h;0H`  
1.2.4辐射跃迁和非辐射跃迁 ~g5[$r-u-u  
^~3SSLS4"  
1.3光的受激辐射 I~ok4L?VB  
J[4mL U  
1.3.1黑体热辐射 P*I}yPeb  
Cn "s` q  
1.3.2光和物质的作用  \4v]7SV  
mGJasn  
1.3.3自发辐射、受激辐射和受激吸收之间的关系 f}x.jxY?  
LUqB&,a}  
1.3.4自发辐射光功率与受激辐射光功率 4<k9?)~(J  
FLGk?.x$\  
1.4光谱线增宽 `QyO`y=?[Y  
;4.!H,d  
1.4.1光谱线、线型和光谱线宽度 kzt(i Y_6  
@JyK|.b#0  
1.4.2自然增宽 aFS,GiB  
{= F /C,-  
1.4.3碰撞增宽 c.>oe*+  
X)7x<?DAy  
1.4.4多普勒增宽 'H \9:7  
@te!Jgu{  
1.4.5均匀增宽和非均匀增宽线型 mg*qiScfW  
/f|X(docI  
1.4.6综合增宽 Tl2C^j  
P] UJ0b  
1.5激光形成的条件 Mf&{7%  
I?ae\X@M  
1.5.1介质中光的受激辐射放大 |j#C|V%kV  
f!!V${)X  
1.5.2光学谐振腔和阈值条件 2vAQ  
F W/W%^  
思考练习题1 :'~ Y  
 DX"xy  
第2章激光器的工作原理 `Ye\p6v!+  
6WU(%  
2.1光学谐振腔结构与稳定性 uF1~FKB  
 PYM(Xz$  
2.1.1共轴球面谐振腔的稳定性条件 ^eR%N8Z  
)6|yb65ZUX  
2.1.2共轴球面腔的稳定图及其分类 ]3KhgK%c8  
~%SH3$  
2.1.3稳定图的应用 Z;:u'=  
e S<lwA_  
2.2速率方程组与粒子数反转 kH]yl 2  
ENGg ~D  
2.2.1三能级系统和四能级系统 V`bi&1?6\  
FE2f'e  
2.2.2速率方程组 Axe8n1*y  
\H=&`?  
2.2.3稳态工作时的粒子数密度反转分布 PzA|t;*  
DjN|Wr)*  
2.2.4小信号工作时的粒子数密度反转分布 t4-pM1]1_  
(&+kl q  
2.2.5均匀增宽型介质的粒子数密度反转分布 B, TB3 {  
j}~86JO+Cw  
2.2.6均匀增宽型介质粒子数密度反转分布的饱和效应 { T-'t/0e(  
* v75O7l  
2.3均匀增宽介质的增益系数和增益饱和 WIv?}gi: X  
V{^!BBQ  
2.3.1均匀增宽介质的增益系数 7tcPwCc{  
; =X P&  
2.3.2均匀增宽介质的增益饱和 oE(7v7iY  
dVsE^jsL  
2.4非均匀增宽介质的增益饱和 >|twyb  
5lm<%  
2.4.1介质在小信号时的粒子数密度反转分布值 2UFv9  
yp66{o  
2.4.2非均匀增宽型介质在小信号时的增益系数 K9OYri^TQ  
KN7n@$8YM  
2.4.3非均匀增宽型介质稳态粒子数密度反转分布 brdmz}  
"87ghj_}  
2.4.4非均匀增宽型介质稳态情况下的增益饱和 [BT/~6ovrZ  
/ew Ukc8,  
2.5激光器的损耗与阈值条件 XI9js{p  
_ B 5gR  
2.5.1激光器的损耗 *{y K 8  
Up,vD)tG  
2.5.2激光谐振腔内形成稳定光强的过程 IaT$ 6\>  
<j5NFJ9  
2.5.3阈值条件 jSwf*u  
lhw ,J]0*  
2.5.4对介质能级选取的讨论 4( 1(e  
Xt#4/>dlR  
思考练习题2 F$hY KT2|  
.]sf0S!  
第3章激光器的输出特性 t| 'N+-T3  
%"af748!+D  
3.1光学谐振腔的衍射理论 82]vkU  
opJMS6%r  
3.1.1数学预备知识 y^}6!>Ou:  
4=Krq6{  
3.1.2菲涅耳-基尔霍夫衍射公式 sRrzp=D  
ea~:}!-P  
3.1.3光学谐振腔的自再现模积分方程 )I$q5%q8  
9$|Gfyv  
3.1.4激光谐振腔的谐振频率和激光纵模 FDv+*sZ  
,I_^IitN  
3.2对称共焦腔内外的光场分布 /Ne<V2AX  
V`7FKL@"  
3.2.1共焦腔镜面上的场分布 ]f_6 '|5 A  
I<8sI%,s  
3.2.2共焦腔中的行波场与腔内外的光场分布 >$,y5 AJ&  
]s GHG^I6  
3.3高斯光束的传播特性 gF5a5T,  
* C6a?]  
3.3.1高斯光束的振幅和强度分布 CBD6bl|A  
^-[?#]  
3.3.2高斯光束的相位分布 A%{W{UP8N  
y:h}z).  
3.3.3高斯光束的远场发散角 ;x8k[p~2  
"eWYv3z~-  
3.3.4高斯光束的高亮度 i6 (a@KRY  
K%Rj8J7|u?  
3.4稳定球面腔的光束传播特性 GR"Eas.$  
Wf&W^Q  
3.4.1稳定球面腔的等价对称共焦腔 F`9ZH.  
p mFk50`  
3.4.2稳定球面腔的光束传播特性 Zt&6Ua[Y}  
D.1J_Y=9  
3.5其他几种常用的激光光束 8-Hsgf.*  
wj1{M.EF\  
3.5.1厄米-高斯光束 3,Q^& 1  
XFh>U7z.  
3.5.2拉盖尔-高斯光束 $8'O  
~35U]s@v  
3.5.3贝塞尔光束 V2<?ol  
z8J."27ND  
3.6激光器的输出功率 viAMr"z  
j $TwL;  
3.6.1均匀增宽型介质激光器的输出功率 W5'3$,X9  
8B#GbS K  
3.6.2非均匀增宽型介质激光器的输出功率 !QT'L,_  
cn- nj]  
3.7激光器的线宽极限 ?"KC-u|  
]Bm>-*@0N  
3.8激光光束质量的品质因子M2 ;9}pOzF1q  
6O22P?v  
3.9模式激光的某些一阶统计性质 *k1<: @%e  
s#S%#LM  
3.9.1单模激光的一阶统计性质 Y2[A2Uy$ef  
\AC|?/sH  
3.9.2多模激光的一阶统计性质 !2|=PB' M  
C(id=F  
思考练习题3 nxJee=qH  
k,uK6$Z  
第4章激光的基本技术 'vbc#_;  
vi)%$~  
4.1激光器输出的选模 @YH+c G|  
ZJjTzEV%^B  
4.1.1激光单纵模的选取 N|Sf=q?Ko  
7 lo|dg80  
4.1.2激光单横模的选取 wCHR7X0*b  
_HA$ j2  
4.2激光器的稳频 /LM4- S  
&l?+3$q  
4.2.1影响频率稳定的因素 vw)7 !/#  
:SsUdIX;P  
4.2.2稳频方法概述 !8@*F  
uyF|O/FC  
4.2.3兰姆凹陷法稳频 3~qR  
olW|$?  
4.2.4饱和吸收法稳频 K A276#  
,JEbd1Uf  
4.3激光束的变换 4TwQO$C  
JNFIT;L  
4.3.1高斯光束通过薄透镜时的变换 tyDY'W\]  
iHp\o=#  
4.3.2高斯光束的聚焦 nCKbgM'"  
aRc'  
4.3.3高斯光束的准直 b`_w])Y@  
'&;69`FSe  
4.3.4激光的扩束 CZEW-PIhj  
lZQ /W:OE  
4.4激光调制技术 `PL[lP-<  
sK 2 e&  
4.4.1激光调制的基本概念 [Lp,Hqi5  
. /p|?pu  
4.4.2电光强度调制 /"ymZI!k\  
dxj*Q "K  
4.4.3电光相位调制 60Z]M+8y8  
t+nRw?Z  
4.5激光偏转技术 vSW L$Y2  
SjdZyJa  
4.5.1机械偏转 .!}hhiF,Z  
&l}?v@@+_  
4.5.2电光偏转 -K[782Q  
x>~p;z#VX  
4.5.3声光偏转 U4Nh  
!eJCM`cp  
4.6激光调Q技术 MbXq`%  
t!_x(u  
4.6.1激光谐振腔的品质因数Q ^\:2}4Uj_  
qXXGF_Q  
4.6.2调Q原理 M_``'gw  
uvA(Rn  
4.6.3电光调Q s~},y]YV  
d/7lefF  
4.6.4声光调Q {[(pWd%J  
X-B8MoG|  
4.6.5染料调Q +[m8c){  
h<+ |x7u  
4.7激光锁模技术 T ^JuZG  
,PWj_}|L[  
4.7.1锁模原理 J`#` fX  
l oqvi  
4.7.2主动锁模 #3kXmeyrD  
&2EBk=X  
4.7.3被动锁模 Xev54!619  
CQODXB^  
思考练习题4 cbKL$|  
s%;<O:x8o  
第5章典型激光器介绍 Poa?Ej  
,M3z!=oIGn  
5.1固体激光器 :k46S<RE  
AH.9A_dG  
5.1.1固体激光器的基本结构与工作物质 _eLVBG35z  
#Nte^E4  
5.1.2固体激光器的泵浦系统 nj\_lL+  
|ZU#IQVQfn  
5.1.3固体激光器的输出特性 'nK~'PZ,  
wAbp3hX  
5.1.4新型固体激光器 |ia@,*KD  
 d^39t4  
5.2气体激光器 ^Y^"'"  
wVi%oSfM  
5.2.1氦氖(HeNe)激光器 =hw^P%Zn  
,m07p~,V  
5.2.2二氧化碳激光器 oVZ4bRl   
T{*^_  
5.2.3Ar+离子激光器 8U.$FMx :  
Kla:e[{  
5.3染料激光器 Ohl} X 1  
)-&nxOP  
5.3.1染料激光器的激发机理 FsCwF&/q  
=sQ(iso%f  
5.3.2染料激光器的泵浦 ID8k/t!  
_g6m=N4  
5.3.3染料激光器的调谐 E!aq?`-'!  
L2U x9_S  
5.4半导体激光器 Xyv8LB  
eX<K5K.B  
5.4.1半导体的能带和产生受激辐射的条件 w)S;J,Hv  
wL<j:>Ke[3  
5.4.2PN结和粒子数反转 -[.PH M6+?  
'\*A"8;h  
5.4.3半导体激光器的工作原理和阈值条件 C<he4n.  
1<uwU(  
5.4.4同质结和异质结半导体激光器 <q7s`,rG  
X Usy.l/  
5.5其他激光器 9YSVK\2$  
Tkrx7C s(  
5.5.1准分子激光器 !cCg/  
ez0\bym  
5.5.2自由电子激光器 ",Wf uz  
 b~!om  
5.5.3化学激光器  ,o&<WMD  
i=Kvz4h  
思考练习题5 -Uf4v6A  
spiDm:Xe  
第6章激光在精密测量中的应用 ~yN(-I1P  
* NMQ  
6.1激光干涉测长 Am7| /  
silp<13HN  
6.1.1干涉测长的基本原理 7l}~4dm2J  
%)IrXz>Zh  
6.1.2激光干涉测长系统的组成 |' @[N,  
ry,}F@P&  
6.1.3激光外差干涉测长技术 T` ;k!F46  
9}whWh  
6.1.4激光干涉测长应用举例 G4yUC<TqBP  
Orc>.~+f%A  
6.2激光衍射测量 UQdyv(jXq  
B_@7IbB  
6.2.1激光衍射测量原理 YnxU(v'\  
7sN0`7  
6.2.2激光衍射测量的方法 c+;S<g 0  
<W|1<=z(  
6.2.3激光衍射测量的应用 [Ye5Y?  
LO>8 j:  
6.3激光测距 )GCLK<,swu  
| W?[,|e  
6.3.1激光脉冲测距 ./!KE"!  
'WnpwY  
6.3.2激光相位测距 *C/KM;&  
N('3oy#8  
6.4激光准直及多自由度测量 7X:hIl   
(\q[gyR  
6.4.1激光准直仪 1?]J;9p  
h~.V[o7=  
6.4.2激光衍射准直仪 W[ "HDR  
T=yCN#cqQ`  
6.4.3激光多自由度测量 0&o WfTg  
.6I%64m  
6.5激光多普勒测速 U:Fpj~E_w  
u dUXc6U  
6.5.1运动微粒散射光的频率 a5I%RY  
*hl<Y,W(  
6.5.2差频法测速 :9O|l)N)W=  
Q}ZBr^*]1e  
6.5.3激光多普勒测速技术的应用 a~ F u  
!z.^(Tj  
6.6环形激光测量角度和角加速度 v5gQ9  
L`JY4JM"  
6.6.1环形激光精密测角 0Sz/c+ 6  
tpd|y|  
6.6.2光纤陀螺 T)O]:v  
aH9L|BN*  
6.7激光环境计量 3V!W@[ }:  
=/f74s t  
6.8激光散射板干涉仪 OT"lP(,  
n_ OUWvs  
思考练习题6 2O^32TdS  
3 dY6;/s  
第7章激光加工技术 H|'$dO)W  
`oan,wq+  
7.1激光热加工原理 7~ILRj5Nq  
gFgcxe6  
7.2激光表面改性技术 <6gU2@1  
s>V*=#L  
7.2.1激光淬火技术的原理与应用 cRPr9LfD@  
'fX er!L}  
7.2.2激光表面熔凝技术 C=M?  
%{c2lyw  
7.2.3激光熔覆技术 H?ieNXP7{  
8g&uE*7N  
7.3激光去除材料技术 l'P[5'.  
Iy-u`S  
7.3.1激光打孔 %9cqJ]S  
Q&tFv;1w6  
7.3.2激光切割 ]IL3$eR  
&<m WA]cAL  
7.4激光焊接 v UJ sFR  
l ,ZzB,"  
7.4.1激光热导焊  ; \Y-  
)bF)RL Z  
7.4.2激光深熔焊 vs* _;vx  
(d1V1t2r6  
7.4.3激光复合焊 p3i qW,[@  
6eVe}V4W  
7.5激光快速成型技术 `7+tPbjs  
6S` ,j  
7.5.1激光快速成型技术的原理及主要优点 g=)U_DPRi  
)GQ D*b  
7.5.2激光快速成型技术 e=|F(iW  
)yfOrsM  
7.5.3激光快速成型技术的重要应用 `=WzG"  
*T1L )Cp  
7.6其他激光加工技术 L+`}euu5  
5LnB]dW  
7.6.1激光清洗技术 Y>c5:F;  
PLl x~A  
7.6.2激光弯曲 !: `Ra  
a?f5(qW3  
思考练习题7 Fvcq^uZ  
r5<e}t-  
第8章激光在医学中的应用 ;L MEU_  
.l" _ K  
8.1激光与生物体的相互作用 LK oM\g(  
Xb8:*Y1'  
8.1.1生物体的光学特性 t2`X!`  
P<g|y4h  
8.1.2激光对生物体的作用 `3H?*\<(  
7zi^{]  
8.1.3激光对生物体应用的优点 Ji)a%j1V9  
%t(, *;  
8.2激光在临床治疗中的应用 c>%z)uY>/  
rYP8V >  
8.2.1激光临床治疗的种类与现状 oC;l5v<  
'ocwXyP,  
8.2.2激光在皮肤科及整形外科领域中的应用 F\YcSDM  
M ?: f^  
8.2.3激光在眼科中的应用 "fX8xZdS  
-+Awm{X_@  
8.2.4激光在泌尿外科中的应用 'bQ s_  
bE%mgaOh  
8.2.5激光在耳鼻喉科中的应用 ;Ln7_  
$rV:&A  
8.2.6最新的技术——间质激光光凝术 J_)z:`[yE  
v f/$`IJ  
8.2.7光动力学治疗 h1D~AgZOVj  
,T1XX2? :  
8.3激光在生物体检测及诊断中的应用 zrWq!F*-V\  
6H. L!tUI  
8.3.1利用激光的生物体光谱测量及诊断 (urfaZ;@+  
3IRRFIiO  
8.3.2激光断层摄影 EIVQu~,H  
-;DE&~p  
8.3.3激光显微镜 1Tts3O .  
NUO,"Bqq  
8.4医用激光设备 Y+Q,4s  
2*UE&Gp  
8.4.1医用激光光源 71.:p,Z@z  
S'H0nJ3  
8.4.2医用激光传播用光纤 :pV("tHE  
.\hib. n3  
8.5激光应用于医学的未来 .w*{=x0k  
%V" +}Dr  
8.5.1医用激光新技术 LMhY"/hAXa  
1V?Sj  
8.5.2光动力学治疗的前景 *j|Tm7C  
l%)=s~6z  
思考练习题8 "Ee/q:`  
hU)f(L  
第9章激光在信息技术中的应用 1x<rh\oo  
WRU@i;l  
9.1光纤通信系统中的激光器和光放大器 ,:Ix s^-  
vN6]6nUOiT  
9.1.1半导体激光器 =-B3vd:LF  
ztxQv5=:,  
9.1.2光纤激光器 =Q8^@i4[&D  
  } k%\  
9.1.3光放大器 }C2i#;b  
[HZCnO|N  
9.2激光全息三维显示 yK2*~T,6@  
E'kQ  
9.2.1全息术的历史回顾 3B_} :  
Y.hH fSp  
9.2.2激光全息术的基本原理和分类 F|ML$  
PXQ9P<m  
9.2.3白光再现的全息三维显示 4~D>oNx4  
cB"F1~z  
9.2.4计算全息图 bz,cfc;?$  
2b&;Y/z  
9.2.5数字全息术 {XUfxNDf  
3U.B[7fOM  
9.2.6全息三维显示的优点 &oEq&  
K]]r OF  
9.2.7全息三维显示的应用 B7jlJqV  
5FR#_}k]_F  
9.2.8全息三维显示技术的展望 "=RoI  
UDi3dH=  
9.3激光存储技术 Gw\HL  
]j#$.$q  
9.3.1激光存储的基本原理、分类及特点 %TggNU,  
dfk TDG+  
9.3.2激光光盘存储 ~q%9zO'  
7VZ JGRnn  
9.3.3激光体全息光存储 _e@qv;*  
wyhf:!-I  
9.3.4激光存储技术的新进展 l8d%hQVqT  
.aH?H]^  
9.4激光扫描和激光打印机 4uVmhjT:X  
<!nWiwv  
9.4.1激光扫描 _G*x:<  
g~["O!K3  
9.4.2激光打印机 ifCGNvDR  
5J#g JFA  
9.5量子光通信中的激光源 {%k;V ~  
&,kB7r"  
9.5.1量子光通信 xla^A}{  
!?M_%fNE  
9.5.2量子态发生器及应用 O]LuL&=s y  
k{w^MOHNg  
思考练习题9 Leick 6  
HNyDWD)_  
第10章激光在科学技术前沿问题中的应用 A,[m=9V  
R;,HtN  
10.1激光核聚变 l6U'  
5GxM?%\  
10.1.1受控核聚变 m@2xC,@  
Ln%_8yth  
10.1.2磁力约束和惯性约束控制方法 #UN{ J6{  
F"P:9`/  
10.1.3激光压缩点燃核聚变的原理 >f05+%^[  
qtQ:7WO  
10.2激光冷却 1mPS)X_  
\$|UFx  
10.3激光操纵微粒 \4X{\ p<  
Y9ce"*b  
10.3.1光捕获 H 6<@  
#zD+DBTAu  
10.3.2微粒操纵 Cx'=2Y7  
&-Y:4.BXZ  
10.4超越经典衍射极限的分辨率 }4MG114j  
%4^/.) Q  
10.4.1解析延拓 #_|^C(]!  
;mxT >|z  
10.4.2综合孔径傅里叶全息术 5|t&qUV  
W >IKy#  
10.4.3傅里叶叠层算法 u"|nu!p`  
M_)T=s *  
10.4.4相干谱复用 1T?%i  
LtIZgOd<  
10.4.5非相干结构光照明成像 Mxp4YQl  
_)" 5 gv  
10.4.6超分辨荧光显微镜 iW$i%`>  
^Wz{su2  
10.5激光光谱学 ZSb+92g{L$  
V$D d 7  
10.5.1拉曼光谱 O]!DNN  
qz2d'OhmtH  
10.5.2空间高分辨的激光显微光谱 ;BvWU\!  
'(>N gd[  
10.5.3频率高分辨的双光子光谱 -e\kIK %  
z<=t3dj  
10.5.4时间高分辨的激光闪光光谱 o>%W7@Pr  
9K(b Z {  
10.5.5各种特殊效能的激光光谱技术 m&8_i`%<  
2*FZ@?X@r  
10.6激光用于反常多普勒效应的基础物理研究 _{);n$`  
Vi-@z;k  
10.6.1电磁波的正常多普勒效应 8Qy |;T}  
w]XBq~KO  
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 <O&s 'A[  
{ ,srj['RS  
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 PrxXL/6  
Rznr 9L  
10.6.4反常多普勒效应的测量光路设计及理论分析 [%q":Ig  
a$A S?`L  
10.6.5反常多普勒效应的测量实验结果 jqmP^ZS  
@) wXP@7  
思考练习题10 D=]P9XDvb.  
eU*h qy?0  
附录A随机变量 5=e@yIr'#  
0\A[a4crj  
A.1概率的定义和随机变量 #2iA-5  
>MLqOUr#  
A.2分布函数和密度函数 \t3i9#Q  
SOJHw6  
A.3推广到两个或多个联合随机变量 i^Q^F  
:l{-UkbB  
A.4统计平均 _uacpN/<|  
3]A'C&  
附录B随机过程 <jjaqDSmz  
W'yICt(#G  
B.1随机过程的定义和描述 ZN/")  
BZsxf'eN'  
B.2平稳性和遍历性 'UCL?$  
wu3ZSLY  
参考文献 ]RJ2`xf  
4BX*-t  
U6"50G~u  
N0NMRU]zT  
(实体书推荐,有需求者,可以购买!)
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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