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。
7]p>XAb h7bPAW=(
y\^@p=e >F/XZC 第1章辐射理论概要与激光产生的条件
xU@1!%l@ xLA~1ZSVJw 1.1光的波粒二象性
?TIV2m^? L<bYRGz 1.1.1光波
j'3j}G%\T JT4wb]kdV 1.1.2光子
HwB {8S?sm t:\l&R& 1.2原子的能级和辐射跃迁
r)gCTV(kb uc 'p]WhQ 1.2.1原子能级和简并度
ID)^vwn `-4'/~G 1.2.2原子状态的标记
(jMtN?&0H- DH:J 1.2.3玻尔兹曼分布
dw~[9oh ypH8QfxLTr 1.2.4辐射跃迁和非辐射跃迁
h aCKv |)9thIQF 1.3光的受激辐射
#S%4? G@9u:\[l 1.3.1黑体热辐射
$50\"mo~z q7|:^#{av 1.3.2光和物质的作用
Vr 8:nP: Q8;#_HE 1.3.3自发辐射、受激辐射和受激吸收之间的关系
Hk@r5<{ ,I ZqLA 1.3.4自发辐射光功率与受激辐射光功率
0x\2#i 0mTEim 1.4光谱线增宽
)Nbc/nB$ )u0O_R 1.4.1光谱线、线型和光谱线宽度
.l\r9I( [9OSpq 1.4.2自然增宽
h}h^L+4 BBxc*alG0 1.4.3碰撞增宽
#:#Dz.$L
r@k"4ce- 1.4.4多普勒增宽
cJ.
7Mt \ZMP_UU( 1.4.5均匀增宽和非均匀增宽线型
-j&Vtr qbb6,DL7J
1.4.6综合增宽
|H
W(
vA sm 1.5激光形成的条件
fz3lR2~G KnJx{8@z 1.5.1介质中光的受激辐射放大
3htq[Ren fJy)STQ4 1.5.2光学谐振腔和阈值条件
wX0l?xdI pA.._8(t 思考练习题1
+< yhcSSTB p>q&&;fe 第2章激光器的工作原理
v5T`K=qC C',6%6P 2.1光学谐振腔结构与稳定性
3rNc1\a; qBYg[K> 2.1.1共轴球面谐振腔的稳定性条件
mw4JQ\ 4z_n4= 2.1.2共轴球面腔的稳定图及其分类
IE;\7r+h #dxvz^2V.3 2.1.3稳定图的应用
q jz3<`7- q>-R3HB 2.2速率方程组与粒子数反转
ZVL
gK}s {E51Kv&_ 2.2.1三能级系统和四能级系统
w{`Acu a8Uk[^5 2.2.2速率方程组
z]=8eV\ .x-J44i@/ 2.2.3稳态工作时的粒子数密度反转分布
_R^y\1Qu ^"x<)@X 2.2.4小信号工作时的粒子数密度反转分布
qSTW b% zTY;8r+ 2.2.5均匀增宽型介质的粒子数密度反转分布
Ie@Jb{x VI_+v[Hk/ 2.2.6均匀增宽型介质粒子数密度反转分布的饱和效应
? %(spV XA{F:% 2.3均匀增宽介质的增益系数和增益饱和
Od{jt7 <j# NYB "jKMk 2.3.1均匀增宽介质的增益系数
,h&a9:+i xS8,W 2.3.2均匀增宽介质的增益饱和
3v1 7" ){P^P!s$ 2.4非均匀增宽介质的增益饱和
RlRs}yF ~.oj.[} 2.4.1介质在小信号时的粒子数密度反转分布值
c)~h<=) 9S>g6}[E#0 2.4.2非均匀增宽型介质在小信号时的增益系数
>zngJ$ "^Rv# 2.4.3非均匀增宽型介质稳态粒子数密度反转分布
g_aCHEFBv hw=GR_, 2.4.4非均匀增宽型介质稳态情况下的增益饱和
1nI^-aQ3 |m;L?)F< 2.5激光器的损耗与阈值条件
}y6q\#G y=Q!-~5|fF 2.5.1激光器的损耗
x2W#ROfg F!yV8XQ 2.5.2激光谐振腔内形成稳定光强的过程
"=A>}q@;H K_ke2{4Jm 2.5.3阈值条件
|V|+lx'sc N3%*7{X
9 2.5.4对介质能级选取的讨论
3FNT|QF %8r/oS 思考练习题2
& mt)d 2K{6iw"h 第3章激光器的输出特性
lH2wG2 .=c<>/
0 3.1光学谐振腔的衍射理论
h`Tz5% n
u0
y 1 3.1.1数学预备知识
2SG$LIV 9Y sKL:p3r 3.1.2菲涅耳-基尔霍夫衍射公式
A.En+-[\ S6D^3n 3.1.3光学谐振腔的自再现模积分方程
`u
XQ z7 :a0zT#u 3.1.4激光谐振腔的谐振频率和激光纵模
z|N3G E(.@ m3.sVI0I 3.2对称共焦腔内外的光场分布
-VT+O+9_A gfg n68k 3.2.1共焦腔镜面上的场分布
{whvTN1#dh Or0O/\D) 3.2.2共焦腔中的行波场与腔内外的光场分布
'@=PGpRF QHlU|dR)Ry 3.3高斯光束的传播特性
s'\$t V diJ>d[ 3.3.1高斯光束的振幅和强度分布
GTl
xq%?b dl~|Izm 3.3.2高斯光束的相位分布
-e]7n*}H$ ",Cr,;] 3.3.3高斯光束的远场发散角
n<7q`tM# bt/ =Kq# 3.3.4高斯光束的高亮度
r ?m6$ @n+=vC.xO 3.4稳定球面腔的光束传播特性
_NZ@4+aW 3n;K!L%zMT 3.4.1稳定球面腔的等价对称共焦腔
pv,45z0 Jkt4@h2Q} 3.4.2稳定球面腔的光束传播特性
s60
TxB Y.6SOu5$] 3.5其他几种常用的激光光束
~bK9R0|< {XCf-{a]~ 3.5.1厄米-高斯光束
>3.X? g(E"4M@t! 3.5.2拉盖尔-高斯光束
gm"#:< ) f 2YLk 3.5.3贝塞尔光束
R.9V,R5 YN/}9. 3.6激光器的输出功率
5*-3?
<)e 8V/L:h#7 3.6.1均匀增宽型介质激光器的输出功率
>SbK.Q@ei 2f~($}+* 3.6.2非均匀增宽型介质激光器的输出功率
9pKGr@ & #]Y>KX2HG 3.7激光器的线宽极限
\wvg,j= !ZXUPH 3.8激光光束质量的品质因子M2
~FU@wV^ ""iaGH+Cxw 3.9模式激光的某些一阶统计性质
Fr2N[\>s 0%`4px4J 3.9.1单模激光的一阶统计性质
Di.3113t f .
}c7 3.9.2多模激光的一阶统计性质
C~%
1w%nn nw:-J1kWR 思考练习题3
iA
}vKQ
t+uE 第4章激光的基本技术
-V.d?A4" {-/^QX]6 4.1激光器输出的选模
Dh4
6o|P 2/
rt@{V( 4.1.1激光单纵模的选取
Z~ t<iEj"5 4.1.2激光单横模的选取
tz NlJ~E fh8j2S9J 4.2激光器的稳频
bpAv1udX-W gY-5_Ab 4.2.1影响频率稳定的因素
#]WqM1u y[};J
vk 4.2.2稳频方法概述
"_UdBG 0pb'\lA 4.2.3兰姆凹陷法稳频
qy1F*kY +0wT!DZW\= 4.2.4饱和吸收法稳频
&
WOiik am1[9g8L 4.3激光束的变换
Y*oDO$6 DE$q+j0P 4.3.1高斯光束通过薄
透镜时的变换
n{0Ld -zH CK+d!Eg 4.3.2高斯光束的聚焦
B;6]NCxD $lA
V 6I. 4.3.3高斯光束的准直
p/Sbt/R Cs3^9m6;d 4.3.4激光的扩束
]va>ex$d /wShUR{ 4.4激光调制技术
.R*!aK hOv={: 4.4.1激光调制的基本概念
qVqRf.-\ Vgb *% I 4.4.2电光强度调制
(:V>Hjt $q?$]k|M` 4.4.3电光相位调制
e1myH6$W g:l.MJT 4.5激光偏转技术
p^kUs0$GS fc=Patg 4.5.1机械偏转
f"u*D,/sS `^JJ&)4iv 4.5.2电光偏转
Qp,DL@mp>8 Gl %3XdU 4.5.3声光偏转
'7Nr8D4L 5wao1sd# 4.6激光调Q技术
B5V_e!*5F* 7M_U2cd|TD 4.6.1激光谐振腔的品质因数Q
r~-.nb"P v44}%$ 4.6.2调Q原理
V"o7jsFH6n D-Vai#Cd 4.6.3电光调Q
]r!>{ 3ya1'qUC 4.6.4声光调Q
,d+fDmm3 >7`<!YJkK 4.6.5染料调Q
keW~ NM LTV{{Z+ 4.7激光锁模技术
1(Y7mM8\ iB0WEj[? 4.7.1锁模原理
aJL^AG \I-#1M 4.7.2主动锁模
87%*+n:?* .#u_#=g? 4.7.3被动锁模
L9Z;:``p |{*}| 思考练习题4
X{n- N5* w~_;yQ 第5章典型激光器介绍
R3)57OyV e~ aqaY~} 5.1固体激光器
^,F;M`[ s](aNe2j 5.1.1固体激光器的基本结构与工作物质
\~d";~Y` EV#MQM 5.1.2固体激光器的泵浦系统
KTvzOI8 8zLY6@ 5.1.3固体激光器的输出特性
""Zp:8o &1l=X]% 5.1.4新型固体激光器
9YsR~SM )15Z#`x 5.2气体激光器
f)c~cJz<q $@d9<83= 5.2.1氦氖(HeNe)激光器
;Sd\VR /(.6bv 5.2.2二氧化碳激光器
>{eCh$L }pk#!N 5.2.3Ar+离子激光器
bWl5(S` Z >e2<!#er| 5.3染料激光器
+$xeoxU>; 6Ao%>;e* 5.3.1染料激光器的激发机理
,*4p?|A
{7!UQrm< 5.3.2染料激光器的泵浦
Am8x74? Eh-n 5.3.3染料激光器的调谐
c`lJu_ =ji1S}e~p 5.4半导体激光器
5Zmw} M N=:5eAza 5.4.1半导体的能带和产生受激辐射的条件
e*(b "dR|[a<#g 5.4.2PN结和粒子数反转
*Ype>x{ fgNU03jp^x 5.4.3半导体激光器的工作原理和阈值条件
d!KsNkk ug{R 3SS 5.4.4同质结和异质结
半导体激光器
y%sroI('y `X,yM-( 5.5其他激光器
D+~_TA 7iHK_\t n 5.5.1准分子激光器
Q^p|Ldj hYQ_45Z*? 5.5.2自由电子激光器
\MxoZ Qn ^bVhG+ 5.5.3化学激光器
k OvDl!^ :16P.z1L 思考练习题5
#jAqra._b pLMRwgzr 第6章激光在精密测量中的应用
Ladsw tb:L\A^: 6.1激光干涉测长
}M1sksk5 fzjU<?} 6.1.1干涉测长的基本原理
7W6cM%_B 9}B`uJ 6.1.2激光干涉测长系统的组成
b 1&i# I?{ i,13b
e 6.1.3激光外差干涉测长技术
&a/__c/l [D5t{[i 6.1.4激光干涉测长应用举例
"Jjs"7 sC[yI Up 6.2激光衍射测量
3E
f1bhi y=Mq(c:'UN 6.2.1激光衍射测量原理
bYz&P`o} CG'.:`t 6.2.2激光衍射测量的方法
$3Z-)m @!&}}"< 6.2.3激光衍射测量的应用
9 Pw0m=4 j@Yi`a(sdm 6.3激光测距
E;21?`x5 4tSv{B/} 6.3.1激光脉冲测距
/ywD{* [~:-& 6.3.2激光相位测距
E~<`/s y~IuP c 6.4激光准直及多自由度测量
g%u&Zkevx RzhWD^b B 6.4.1激光准直仪
H3{GmV8 K78rg/` 6.4.2激光衍射准直仪
+n}$pM|NKU 9w9jpe# 6.4.3激光多自由度测量
(M
=Y&M'f UD~p'^.m_ 6.5激光多普勒测速
TpA\9N#$ T32BnmB{ 6.5.1运动微粒散射光的频率
[FUjnI l"n{.aL 6.5.2差频法测速
kt4d;4n S osj$9E 6.5.3激光多普勒测速技术的应用
!ZDzEP* EBtLzbj 6.6环形激光测量角度和角加速度
uP\lCqK, 50dGBF 6.6.1环形激光精密测角
2iu_pjj `Q+moX 6.6.2光纤陀螺
>:=|L%]s;\ ]d[ge6 6.7激光环境计量
ND<!4!R^ ,3I^?5 6.8激光散射板干涉仪
`V[!@b: "m{,~'x 思考练习题6
qH"Gm -/]W+[ 第7章激光加工技术
nN$Y(2ZN XWJwJ 7.1激光热加工原理
Iqs+r? mj?16\|] 7.2激光表面改性技术
8+mH:O
s95vK7I 7.2.1激光淬火技术的原理与应用
]4+s$rG fAZiC+ 7.2.2激光表面熔凝技术
d2X[(3 TwyM\9l7 7.2.3激光熔覆技术
39{{7(hh M.h`&8 7.3激光去除材料技术
@?C#r.vgp s08u @ 7.3.1激光打孔
gBu1QviU c62=* ] , 7.3.2激光切割
tgL$"chj@x s=?aox7 7.4激光焊接
iAY!oZR(WT hP J4Oj1O 7.4.1激光热导焊
)o!XWh 0=w K:Ex 7.4.2激光深熔焊
RkFD*E$ P7B:%HiAx 7.4.3激光复合焊
1
4LI5T 9*6]&:fm 7.5激光快速成型技术
pIWI UDf9FnG}L 7.5.1激光快速成型技术的原理及主要优点
iE0ab,OF n(~\l#o@ 7.5.2激光快速成型技术
G0n'KB
Lw1T 4n 7.5.3激光快速成型技术的重要应用
v+6@cC uhN%Aj\iu( 7.6其他激光加工技术
4^6.~6a 4!`bZ`_Bw 7.6.1激光清洗技术
()PKw,pD +@X5!S6 7.6.2激光弯曲
G;gJNK"e /R
X1UQ.s 思考练习题7
Q5S,{ ZeT CeT~p6= 第8章激光在医学中的应用
}4co)B" 9ykM3 8.1激光与生物体的相互作用
9^P2I)aD +.[\g|G 8.1.1生物体的
光学特性
3*DXE9gA9 g|P C$p-z+ 8.1.2激光对生物体的作用
Y^$HrI(vq P+e KZo 8.1.3激光对生物体应用的优点
%u?HF4S' Np)3+!^1" 8.2激光在临床治疗中的应用
HOt>}x U7&x rif 8.2.1激光临床治疗的种类与现状
OH<?DcfeL mxrG)n6Y 8.2.2激光在皮肤科及整形外科领域中的应用
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