激光原理及应用(第4版)

发布:cyqdesign 2020-03-30 17:35 阅读:5144
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。 "}pNe"ok  
wF|fK4F  
CjlKMbnBH  
3pv4B:0  
第1章辐射理论概要与激光产生的条件 uT}' Y)m  
Min ^>  
1.1光的波粒二象性 9cf:pXMi  
in~D  
1.1.1光波 2] zq#6ix  
3[O=x XB  
1.1.2光子 {$R' WXVs  
J3n-`k8  
1.2原子的能级和辐射跃迁 t.laO. 3  
m=}B,']O  
1.2.1原子能级和简并度 =at@Vp/y  
@&X|5p"[g  
1.2.2原子状态的标记 x 7~r,x(xM  
KVD8YfF  
1.2.3玻尔兹曼分布 8g&? Cc  
&K.?p2$X  
1.2.4辐射跃迁和非辐射跃迁 i%/Jp[e\W>  
Zn ''_fjh  
1.3光的受激辐射 W}5xmz  
#a<Gxj  
1.3.1黑体热辐射 c2&q*]?l;  
vU767/  
1.3.2光和物质的作用 ,wIONDnLZ  
byT h/H  
1.3.3自发辐射、受激辐射和受激吸收之间的关系 TMig-y*[  
73xAG1D$r  
1.3.4自发辐射光功率与受激辐射光功率 0URji~?|x  
|962G1.  
1.4光谱线增宽 5<UVD:~z  
S4G^z}{_  
1.4.1光谱线、线型和光谱线宽度 v#.r.{t  
j#+!\ft5  
1.4.2自然增宽 1UE6 4Kl:S  
.ox8*OO<  
1.4.3碰撞增宽 D'J 0wT#  
<$X3Hye  
1.4.4多普勒增宽 j!]YNH@  
NdzSz]q}  
1.4.5均匀增宽和非均匀增宽线型 O*0l+mop  
m^b Nuo  
1.4.6综合增宽 ;\=M; Zt  
W3 'q\+  
1.5激光形成的条件 ~} ,=OF-b  
> U%gctIg  
1.5.1介质中光的受激辐射放大 jV4\A  
\'|> p/5I  
1.5.2光学谐振腔和阈值条件 JwAYG5W  
BFo5\l:q8  
思考练习题1 V+VkY3  
prTw'~(B  
第2章激光器的工作原理 U-R6xxPZ  
maXG:l|  
2.1光学谐振腔结构与稳定性 q U]gj@R  
l]8D7(g  
2.1.1共轴球面谐振腔的稳定性条件 `NgAT 3zq  
_Em.  
2.1.2共轴球面腔的稳定图及其分类 %k'!Iq+  
S/4^ d &Gr  
2.1.3稳定图的应用 jO!y_Y]B  
JV]^zW  
2.2速率方程组与粒子数反转 aB7+Tb  
uf&myV7  
2.2.1三能级系统和四能级系统 w+1 |9Y  
rEv$+pP  
2.2.2速率方程组 { S3ZeN,kZ  
wid;8%m  
2.2.3稳态工作时的粒子数密度反转分布 2T V X)q<\  
1 D<_N  
2.2.4小信号工作时的粒子数密度反转分布 [Pq}p0cD  
F W/W%^  
2.2.5均匀增宽型介质的粒子数密度反转分布 :'~ Y  
( 5tvfz%  
2.2.6均匀增宽型介质粒子数密度反转分布的饱和效应 *#tJM.Z  
Y#u}tE d  
2.3均匀增宽介质的增益系数和增益饱和 ?e,pN,4  
RPE5K:P  
2.3.1均匀增宽介质的增益系数 E )5E$  
(`sH3&Kl  
2.3.2均匀增宽介质的增益饱和 Aq0S-HKF  
Ah k8  
2.4非均匀增宽介质的增益饱和 ]dI2y=[!C  
e S<lwA_  
2.4.1介质在小信号时的粒子数密度反转分布值 kH]yl 2  
ENGg ~D  
2.4.2非均匀增宽型介质在小信号时的增益系数 V`bi&1?6\  
FE2f'e  
2.4.3非均匀增宽型介质稳态粒子数密度反转分布 pXJpK@z  
SRrw0&ts  
2.4.4非均匀增宽型介质稳态情况下的增益饱和 !+L/Khw/ C  
~~SwCXZ+b^  
2.5激光器的损耗与阈值条件 ;K!]4tfJ  
f"u%J/e&  
2.5.1激光器的损耗 0Sgaem`  
Cb9;QzBVA#  
2.5.2激光谐振腔内形成稳定光强的过程 2Fq<*pxAY  
4*e0 hWp  
2.5.3阈值条件 D (h18  
Bc6|n :;u  
2.5.4对介质能级选取的讨论 V{^!BBQ  
7tcPwCc{  
思考练习题2 O'W0q;rT  
($}`R xj1@  
第3章激光器的输出特性 $aN&nhoO<  
\>7^f 3m  
3.1光学谐振腔的衍射理论 WnGGo ' Z  
+TQ47Z c  
3.1.1数学预备知识 [L:o`j  
49w=XJ  
3.1.2菲涅耳-基尔霍夫衍射公式 xYhrO  
JvT"bZk( o  
3.1.3光学谐振腔的自再现模积分方程 ,ztI,1"k  
l PK +$f$  
3.1.4激光谐振腔的谐振频率和激光纵模 V}SBuQp"  
3 AsT  
3.2对称共焦腔内外的光场分布 DM}YJ  
A` AaTP  
3.2.1共焦腔镜面上的场分布 il \$@Bn  
Pri`K/  
3.2.2共焦腔中的行波场与腔内外的光场分布 %YSu8G_t  
w Axrc+  
3.3高斯光束的传播特性 aEWWFN  
hrhb!0  
3.3.1高斯光束的振幅和强度分布 pGK;1gVj  
9Iz%ht  
3.3.2高斯光束的相位分布 <_XWWT%  
vh*U]3@  
3.3.3高斯光束的远场发散角 uvV;Mlo]  
L30$%G|  
3.3.4高斯光束的高亮度 `/~8}Y{  
JM\m)RH0  
3.4稳定球面腔的光束传播特性 GF5^\Rf  
aMvI?y {  
3.4.1稳定球面腔的等价对称共焦腔 E[bd@[N 8  
;Hj~n+  
3.4.2稳定球面腔的光束传播特性 ODC8D>ZYl  
tc!wLnhG  
3.5其他几种常用的激光光束 Ldl 5zc  
Ns[ym>x#2  
3.5.1厄米-高斯光束 @$2))g`  
X_g 3rv1J  
3.5.2拉盖尔-高斯光束 Pw;!uag  
Ce")[<:  
3.5.3贝塞尔光束 kJ-*fe'S  
yNqe8C,>e  
3.6激光器的输出功率 `A,g] 1C:  
mUz\ra;z  
3.6.1均匀增宽型介质激光器的输出功率 Wxbq)Z[V  
& _g TD  
3.6.2非均匀增宽型介质激光器的输出功率 O=dJi9;`#_  
{nvLPUL  
3.7激光器的线宽极限 f4guz  
sPb=82~z  
3.8激光光束质量的品质因子M2 =pk)3<GwF  
+5&wOgx  
3.9模式激光的某些一阶统计性质 ,57`D'  
Gsc\/4Wx  
3.9.1单模激光的一阶统计性质 x"CZ]p&m  
}QsZ:J.  
3.9.2多模激光的一阶统计性质 ~~6^Sh60g  
a /:@"&Y  
思考练习题3 !grVR157P  
Y"6w,_'m  
第4章激光的基本技术 yH<$k^0r*  
3^Q]j^e4Ny  
4.1激光器输出的选模 m/@<c'i  
fS"Hr0  
4.1.1激光单纵模的选取 F1Hh7 F  
>N?2""  
4.1.2激光单横模的选取 jh.@-  
k~|-gf FP  
4.2激光器的稳频 Izv+i*(dl  
DS%\SrC  
4.2.1影响频率稳定的因素 2*w:tT8+X  
}h}<! s  
4.2.2稳频方法概述 XK5<Tg  
R3!@?mcr  
4.2.3兰姆凹陷法稳频 ,.o<no  
!2|=PB' M  
4.2.4饱和吸收法稳频 ((^sDE6(  
wfP5@!I  
4.3激光束的变换 3tmdi3s  
"9bN+1[<  
4.3.1高斯光束通过薄透镜时的变换 ;kJu$U  
f(eQ+0D  
4.3.2高斯光束的聚焦 $DP&a1'g  
Bs M uQ|!  
4.3.3高斯光束的准直 "aFhkPdWn  
LjH*rjS4  
4.3.4激光的扩束 eJo3 MK  
NKmoG\*  
4.4激光调制技术 kGUJ9Du  
wO>L#"X^v  
4.4.1激光调制的基本概念 Y=T'WNaL)0  
\@;\t7~  
4.4.2电光强度调制 )C.yF)Ql  
 P N*JR  
4.4.3电光相位调制 OGrBUP  
`:eViVl6e  
4.5激光偏转技术 _7D_72  
IjfxR mV  
4.5.1机械偏转 }elH75[64  
)!Bd6-  
4.5.2电光偏转 1'4J[S\cM  
"W#t;;9Wz  
4.5.3声光偏转 9F^;!  
G3G6IP  
4.6激光调Q技术 vwr74A.g0  
"|m|E/Z-9  
4.6.1激光谐振腔的品质因数Q =D^TK-H  
3},Zlu  
4.6.2调Q原理 dtAbc7  
RAjkH`  
4.6.3电光调Q WM)F0@"  
dxj*Q "K  
4.6.4声光调Q 0q9>6?=i  
'lS `s(  
4.6.5染料调Q <g9"Cr`  
b%t+,0s|  
4.7激光锁模技术 dS`Bk6 Y  
J@9}`y=K  
4.7.1锁模原理 7rHS^8'H&  
?_`0G/xl  
4.7.2主动锁模 &)pK%SAM  
wG8Wez%  
4.7.3被动锁模 7);:ZpDv%L  
#' hLb  
思考练习题4 c {I"R8  
8#` 6M5  
第5章典型激光器介绍 * \HRw +cL  
A7P`lJgv  
5.1固体激光器 2BzqY`O  
Yn9j-`  
5.1.1固体激光器的基本结构与工作物质 (}:C+p 'I  
X;!D};;M  
5.1.2固体激光器的泵浦系统 RH~3M0'0  
%So] 3;'  
5.1.3固体激光器的输出特性 ZB5?!.ND  
(P==VZQg  
5.1.4新型固体激光器 +dkS/b  
yZJ*dadAr  
5.2气体激光器 ~k'V*ERNSj  
PG,U6c #  
5.2.1氦氖(HeNe)激光器 %McO6.M@  
\%,&~4 !  
5.2.2二氧化碳激光器 Oe1 t\  
!5x Ly6=}  
5.2.3Ar+离子激光器 "D* Wi7  
THhy~wC".  
5.3染料激光器 ]#<  
i9UI,b%X  
5.3.1染料激光器的激发机理 KIL18$3J  
v\ZBv zd  
5.3.2染料激光器的泵浦 F?Or;p5`Y  
zL s^,x  
5.3.3染料激光器的调谐 9e<Zgr?N  
&WZP2Q|  
5.4半导体激光器 }gsO&g"8  
ew#T8F[  
5.4.1半导体的能带和产生受激辐射的条件 w 7tC|^#G  
r3I,11B  
5.4.2PN结和粒子数反转 oTOfK}  
9u wL{P&  
5.4.3半导体激光器的工作原理和阈值条件 S2$5!(P  
nR8]@cC  
5.4.4同质结和异质结半导体激光器 L)-*,$#<oW  
W81o"TR|pt  
5.5其他激光器 J"[3~&em  
~,}s(`~   
5.5.1准分子激光器 g=A$<k  
!=[uT+v  
5.5.2自由电子激光器 ]5|z3<K^  
I{dl%z73  
5.5.3化学激光器 BV9*s  
2ALj}  
思考练习题5 RT"O;P  
Vdvx"s[`m  
第6章激光在精密测量中的应用 p[YWSjf  
I^fP k  
6.1激光干涉测长 6tOi^+qN  
Mr6E/7g%  
6.1.1干涉测长的基本原理 s!h5hwBY  
- 8syjKTg  
6.1.2激光干涉测长系统的组成 3kLOoL?  
~eo^`4O{{  
6.1.3激光外差干涉测长技术 |vy]8?Ak  
*1;23BiH-  
6.1.4激光干涉测长应用举例 n0.8)=;2  
WbzA Jx 5  
6.2激光衍射测量 rh$1-Y  
\o9@>&2  
6.2.1激光衍射测量原理 ||a`fH  
'P/taEi=R  
6.2.2激光衍射测量的方法 (G5T%[/U  
Y}/jR6hK  
6.2.3激光衍射测量的应用 ?1m ,SK  
DyI2Ye  
6.3激光测距 *?Wtj  
a R#Cot  
6.3.1激光脉冲测距 n.;3X  
mcMb*?]  
6.3.2激光相位测距 ^"`Z1)V  
70<K .T<b  
6.4激光准直及多自由度测量 4 ? {*(  
,iOZ |  
6.4.1激光准直仪 G4yUC<TqBP  
P7 8uq  
6.4.2激光衍射准直仪 m9g^ -X  
/$OIlu  
6.4.3激光多自由度测量 ,'-?:`hP'  
Y?.gfEXSQo  
6.5激光多普勒测速 1OPfRDn.bk  
Ge9}8  
6.5.1运动微粒散射光的频率 a&:>Ped"  
7h1"^}M&  
6.5.2差频法测速 Lnx2xoNk  
vUfO4yfdg  
6.5.3激光多普勒测速技术的应用 9R:(^8P8  
tD^a5qPh  
6.6环形激光测量角度和角加速度 (v|`LmV  
lDU#7\5.  
6.6.1环形激光精密测角 #]5)]LF1q  
&O{t^D)F  
6.6.2光纤陀螺 &`sR){R  
DD6'M U4  
6.7激光环境计量 7?]!Ecr"  
HtS#_y%(  
6.8激光散射板干涉仪 @ YrGyq  
9>zDJx  
思考练习题6 ,QL(i\  
HqDa2q4  
第7章激光加工技术 +ks$UvtY  
+9}' s{  
7.1激光热加工原理 (77Dif0)'  
TQ2i{e  
7.2激光表面改性技术 %SFw~%@3&~  
6<Be#Y]b  
7.2.1激光淬火技术的原理与应用 ?bCTLt7k  
iQ0&W0D]  
7.2.2激光表面熔凝技术 b`?M9f5  
t3M0La&  
7.2.3激光熔覆技术 ^zkd{ov  
@+Pf[J41  
7.3激光去除材料技术 ur`V{9g  
s!=!A  
7.3.1激光打孔 %0Vc\M@"G  
?/^VOj4&  
7.3.2激光切割 @nW'(x(  
fVv$K&  
7.4激光焊接 =1_jaDp  
Q,O]x#  
7.4.1激光热导焊 M`q#,Y?3^I  
6l=M;B7:i  
7.4.2激光深熔焊 :hi$}xHa  
ud!r*E  
7.4.3激光复合焊 d?E4[7<t$1  
a#>t+.dd  
7.5激光快速成型技术 Psg +\14  
@$_rEdwi  
7.5.1激光快速成型技术的原理及主要优点 ta2z  
g9! d pP  
7.5.2激光快速成型技术  8APTk  
KF*B  
7.5.3激光快速成型技术的重要应用 jWz|K  
mT}Aje-L  
7.6其他激光加工技术 <`^>bv9  
pZW}^kg=  
7.6.1激光清洗技术 7?)m(CFy  
D_]i/ F%  
7.6.2激光弯曲 -_:JQ  
 \q|e8k4p  
思考练习题7 ok8JnQC  
zX006{vig  
第8章激光在医学中的应用 3Ro7M=]  
REeD?u j  
8.1激光与生物体的相互作用 t"4Rn<-  
8j({=xbg&  
8.1.1生物体的光学特性 hnlU,p&y3  
mOgx&ns;j  
8.1.2激光对生物体的作用 !NQf< ch  
mvxc[  
8.1.3激光对生物体应用的优点 v #zfs'  
}d$vcEI$3  
8.2激光在临床治疗中的应用 Zm?G'06  
C _ k_D  
8.2.1激光临床治疗的种类与现状 \v B9fA:*  
!!\4'Q[  
8.2.2激光在皮肤科及整形外科领域中的应用 m|g$'vjk  
ZfF`kD\  
8.2.3激光在眼科中的应用 &ij^FAM  
jFK9?cLT  
8.2.4激光在泌尿外科中的应用 n$A(6]z5O  
4?* `:  
8.2.5激光在耳鼻喉科中的应用 "y3dwSS  
5[0l08'D  
8.2.6最新的技术——间质激光光凝术 9e|{z9z[l  
,DW0A//  
8.2.7光动力学治疗 !'c6Hs  
4 g/<).1<b  
8.3激光在生物体检测及诊断中的应用 Ra*k  
_j|n}7a  
8.3.1利用激光的生物体光谱测量及诊断 ?.|wfBI  
xf{C 'uF/  
8.3.2激光断层摄影 =!Baz&#}  
!~VR|n-  
8.3.3激光显微镜 ?`BED6$`G9  
< '+R%6  
8.4医用激光设备 pU\xzLD  
_dB0rsCnU%  
8.4.1医用激光光源 0n=9TmE  
{&Gk.ODI7  
8.4.2医用激光传播用光纤 ! S$oaCxM  
s}p GJ&C  
8.5激光应用于医学的未来 *]DJAF]  
~P_d0A~T  
8.5.1医用激光新技术 |M0,%~Kt  
'44nk(hM69  
8.5.2光动力学治疗的前景 aL$c).hq0  
cC(ubUR  
思考练习题8 Q?I"J$]&L  
"|~B};|MFF  
第9章激光在信息技术中的应用 FcbA)7dD  
~,3v<A[5Vi  
9.1光纤通信系统中的激光器和光放大器 WhVmycdv  
R*c0NJF  
9.1.1半导体激光器 M<|~MR  
eUUD|U*b   
9.1.2光纤激光器 'AlSq:gZ  
PSrt/y!  
9.1.3光放大器 4<K ,w{I  
Wy0a2Ve  
9.2激光全息三维显示 MX< ($M  
SS<+fWXE  
9.2.1全息术的历史回顾 `'tw5}  
cB9KHqB  
9.2.2激光全息术的基本原理和分类 s D8xH  
{D_4~heF  
9.2.3白光再现的全息三维显示 7;#dX~>@{  
9"u @<]  
9.2.4计算全息图 \t~u : D  
wW)&Px n  
9.2.5数字全息术 2w.9Q (Sn  
'c+qBSDA  
9.2.6全息三维显示的优点 5/eS1NJ@  
N#6A>  
9.2.7全息三维显示的应用 :J)l C =  
\~1zAiSd>#  
9.2.8全息三维显示技术的展望 c75vAKZ2  
O|g!Y(  
9.3激光存储技术 2|_Jup  
/;(%Xd&:  
9.3.1激光存储的基本原理、分类及特点 C?c-V,  
YF[!Hpzq  
9.3.2激光光盘存储 aPP<W|Cmo2  
~uD;_Y=u)r  
9.3.3激光体全息光存储 Q)|LiCR,  
keq[ 6Lv  
9.3.4激光存储技术的新进展 N55=&-p  
b42pLbpe'E  
9.4激光扫描和激光打印机  ,IvnNnl2  
^OcfM_4pN  
9.4.1激光扫描 E*b[.vUp  
igbb=@QBJ  
9.4.2激光打印机 !JQ~r@j  
TD=/C|  
9.5量子光通信中的激光源 .g`*cDW^=  
YQ`#C #Wb  
9.5.1量子光通信 n^(yW  
+(k)1kCMn  
9.5.2量子态发生器及应用 <{).x 6  
zinl.8Uk  
思考练习题9 <rI$"=7  
?g*T3S"  
第10章激光在科学技术前沿问题中的应用 Da[X HUk  
(uxQBy  
10.1激光核聚变 bOGDz|H``  
>^ 1S26  
10.1.1受控核聚变 pnw4QQ9  
<T% hfW  
10.1.2磁力约束和惯性约束控制方法 \6 0WP-s  
= FJ9wiL  
10.1.3激光压缩点燃核聚变的原理 8ch~UBq/  
*b l{F\  
10.2激光冷却 M&T/vByTn_  
ZV^J5wYE  
10.3激光操纵微粒 3a[(GW _  
qJzK8eW  
10.3.1光捕获 c] 0  
RV*Zi\-X  
10.3.2微粒操纵 K?m:.ZM  
|.8=gS5  
10.4超越经典衍射极限的分辨率 [hj'Yg8{  
-6Si  
10.4.1解析延拓 '>3RZ& O  
d_qVk4h\  
10.4.2综合孔径傅里叶全息术 S_;:iC]B  
qtQ:7WO  
10.4.3傅里叶叠层算法 1mPS)X_  
\$|UFx  
10.4.4相干谱复用 \4X{\ p<  
*B}R4Y|g  
10.4.5非相干结构光照明成像 H 6<@  
#zD+DBTAu  
10.4.6超分辨荧光显微镜 Cx'=2Y7  
&-Y:4.BXZ  
10.5激光光谱学 }4MG114j  
%4^/.) Q  
10.5.1拉曼光谱 #_|^C(]!  
"?.Wb L  
10.5.2空间高分辨的激光显微光谱 6oBt<r?CJ  
SO<K#HfE$?  
10.5.3频率高分辨的双光子光谱 Ri0+nJ6  
gbZX'D  
10.5.4时间高分辨的激光闪光光谱 G7JZP T  
LKY Q?  
10.5.5各种特殊效能的激光光谱技术 ebVfny$D  
g<c^\WG  
10.6激光用于反常多普勒效应的基础物理研究 F RUt}*  
2`eu3vA  
10.6.1电磁波的正常多普勒效应 ;.a)r  
Z|wDM^Lf  
10.6.2在负折射率材料中传播的电磁波的反常多普勒效应 =#fvdj  
MT gEq  
10.6.3折射光子晶体棱镜的设计以及负折射性质的实验验证 %LW~oI.  
.lS6KBf@  
10.6.4反常多普勒效应的测量光路设计及理论分析 `<Nc Y*  
m_f^#:  
10.6.5反常多普勒效应的测量实验结果 t!N >0]:mo  
htlWC>*  
思考练习题10 ^i 7a2< z  
Q{kuB+s  
附录A随机变量 C@W0fz  
Y" |U$  
A.1概率的定义和随机变量 4B pm{b  
(dZ&Af  
A.2分布函数和密度函数 kS!*kk*a  
gE(03SX  
A.3推广到两个或多个联合随机变量 A 76yz`D  
2 ARh-zLb  
A.4统计平均 5?"ZM'4  
Z)0R$j`2  
附录B随机过程 q[g^[~WM#  
YJ`>&AJ  
B.1随机过程的定义和描述 qQryv_QP  
2US8<sq+  
B.2平稳性和遍历性 l6O(+*6Us  
<C(2(3  
参考文献 W;W\L? r  
T;7|d5][  
Hqv(X=6E0  
}wKU=Vm  
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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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