激光原理及应用（第4版）
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。 fEHh]%GT` 7fap* : : F! `l+ >iM 第1章辐射理论概要与激光产生的条件 J"/ JRn UedvA9$&; 1.1光的波粒二象性 o9_(D J<{ $?[ 1#% 1.1.1光波 G /NT e 's$A+8;L 1.1.2光子 jN 31\)/i c_@XQ&DC` 1.2原子的能级和辐射跃迁 ~!8%_J _ {z.[tvE8h 1.2.1原子能级和简并度 2=i gS #h R#"U/ 8b>z 1.2.2原子状态的标记 %y~`"l$- ]cx" 1.2.3玻尔兹曼分布 qgwv=5| zj~8>QnKk 1.2.4辐射跃迁和非辐射跃迁 I(z>)S'7r xP8iz?6"V 1.3光的受激辐射 N90\]dFmy B@ZqJw9J[ 1.3.1黑体热辐射 [>b
'}4 {D;Xa`:O 1.3.2光和物质的作用 .'l.7t 0t5Q9#RY 1.3.3自发辐射、受激辐射和受激吸收之间的关系 @J~ lV\ <bEN8b 1.3.4自发辐射光功率与受激辐射光功率 o>xxmyW| F3k C"H 1.4光谱线增宽 03X<x| 9F2 P(aS 1.4.1光谱线、线型和光谱线宽度 4q\.I +r^ v+xgxQGY H 1.4.2自然增宽 ^t m++ l(h;e&9x 1.4.3碰撞增宽 L
LYHr iYO
wB'z 1.4.4多普勒增宽 3R)cbwL a<O CO0irJ 1.4.5均匀增宽和非均匀增宽线型 ^ 4 u3Q opUKrB 1.4.6综合增宽 ;whFaQi 4 5;3c< 1.5激光形成的条件 u~/M
"| . +L 1.5.1介质中光的受激辐射放大 s`8M%ZLu 7&;[an^w 1.5.2光学谐振腔和阈值条件
At`1) TE aD-mY 3 思考练习题1 es.\e.HK ^}i5 0SG:y 第2章激光器的工作原理 ~pd1 ) ]wkSAi5z* 2.1光学谐振腔结构与稳定性 9B!im\]O >wg9YZ~8 2.1.1共轴球面谐振腔的稳定性条件 ^D W# <|KK v5[ 2.1.2共轴球面腔的稳定图及其分类 &;6|nl9; r 85Xa'hh 2.1.3稳定图的应用 YLA557~ %=NM_5a}] 2.2速率方程组与粒子数反转 |xsV(jK8 )Dk0V!%N 2.2.1三能级系统和四能级系统 Z ,|1G6f@ PBxK>a 2.2.2速率方程组 3PvZ_!G _V_8p) % 2.2.3稳态工作时的粒子数密度反转分布 b2/N H1A Y^c, mK^ 2.2.4小信号工作时的粒子数密度反转分布 APHtJ oS ? B HWzo! 2.2.5均匀增宽型介质的粒子数密度反转分布 |
Q1ub S Ac5 o K 2.2.6均匀增宽型介质粒子数密度反转分布的饱和效应 O]Ry3j uh C= 2.3均匀增宽介质的增益系数和增益饱和 dPH!
V6r zulf%aaL 2.3.1均匀增宽介质的增益系数 ;G%wc! 9z| >ro Ne 2.3.2均匀增宽介质的增益饱和 {0A[v}X ~ g9([3pV, 2.4非均匀增宽介质的增益饱和 %|D\j -~ FfD
,cDs 2.4.1介质在小信号时的粒子数密度反转分布值 6uCk0
B| @ V7ooo! 2.4.2非均匀增宽型介质在小信号时的增益系数 (Qx-K RH 0'V - 2.4.3非均匀增宽型介质稳态粒子数密度反转分布 siss_1J j?f,~Y<k 2.4.4非均匀增宽型介质稳态情况下的增益饱和 s!j(nUd/ +QXYU8bYZ 2.5激光器的损耗与阈值条件 H4y1Hpa, \[IdR^<YM 2.5.1激光器的损耗 .kB3jfw0, XZe p7d} 2.5.2激光谐振腔内形成稳定光强的过程 _ntW}})K *xv /b= 2.5.3阈值条件 9?}rp A`P * 0&i'0> 2.5.4对介质能级选取的讨论 # )PGQ)( /SqFP
L] 思考练习题2 +}(B856+ 2 W"cTm
第3章激光器的输出特性 uZ0 $s$ \6`%NhkM_ 3.1光学谐振腔的衍射理论 Iu1Sj`A RZV1:hNN 3.1.1数学预备知识 pZ_FVID OuBMV n 3.1.2菲涅耳-基尔霍夫衍射公式 #o r7T^ Z z; <P 3.1.3光学谐振腔的自再现模积分方程 ~\)&{ ' ,a]~hNR*X 3.1.4激光谐振腔的谐振频率和激光纵模 G%p!os\> qh(-shZ4Du 3.2对称共焦腔内外的光场分布 e@2Vn? 5 T 24#gF~ 3.2.1共焦腔镜面上的场分布 2;?wN`}5g= S!I <m&Cgc 3.2.2共焦腔中的行波场与腔内外的光场分布 IjB*myN. o wpJ7S1~ 3.3高斯光束的传播特性 0m+5Zn t~<-4N$( 3.3.1高斯光束的振幅和强度分布 d"d)<f
9Pob|UA 3.3.2高斯光束的相位分布 <k-@R!K~JC li_pM!dWU_ 3.3.3高斯光束的远场发散角 {ZsWZ J! d T,m {[+ 3.3.4高斯光束的高亮度 WlQ&Yau _[OEE<( 3.4稳定球面腔的光束传播特性 Wse*gO E]eqvT NH 3.4.1稳定球面腔的等价对称共焦腔 /"%Ih X- RkH oT^
3.4.2稳定球面腔的光束传播特性 v/TlXxfil n"d) 3.5其他几种常用的激光光束 #PLB$$ D 917[ <$ 3.5.1厄米-高斯光束 q/2K=BOh !K^kKP*l 3.5.2拉盖尔-高斯光束 jVFRq T% 7si*%><X 3.5.3贝塞尔光束 x+:,b~Skk |7Xpb 3.6激光器的输出功率 `1d`9AS2g W Pp\sIP 3.6.1均匀增宽型介质激光器的输出功率 I`$I0 iQ}sp64 3.6.2非均匀增宽型介质激光器的输出功率 7@y!R
sv{0XVn+^ 3.7激光器的线宽极限 :Ye#NPOI io? {ew 3.8激光光束质量的品质因子M2 * sIG& Oi%~8J> 3.9模式激光的某些一阶统计性质 q(PT'z K"6+X|yxE 3.9.1单模激光的一阶统计性质 h, 6S$,UI u*-<5& X 3.9.2多模激光的一阶统计性质 x< y [na e}O -I 思考练习题3 m6Cd^'J9^ , a_{ Y+ 第4章激光的基本技术 F']%q 0 =#")G1A 4.1激光器输出的选模 ,;e-37^0l Ty4%du6 ?d 4.1.1激光单纵模的选取 ' /< b[ JHh9> .1 4.1.2激光单横模的选取 Rb}&c) 4 "O1*uwm 4.2激光器的稳频 dpn&)?f f,
j(uP 4.2.1影响频率稳定的因素 H6C Gc0NS+ %b%<g%@i 4.2.2稳频方法概述 !#4 HGjPI E?h2e~ ,] 4.2.3兰姆凹陷法稳频 ,, #rv-* l G Hu@(n< 4.2.4饱和吸收法稳频 GKx,6E#JM y~ 4nF 4.3激光束的变换 ecI
2]aKi ,Yprk%JT 4.3.1高斯光束通过薄 透镜时的变换 I ;.E}k Sq8Q * 4.3.2高斯光束的聚焦 ,~ ?A.
5 YGp p:8pen 4.3.3高斯光束的准直 a; ow G/\p +P)[|y +e 4.3.4激光的扩束 $JSC+o(q3# `ia yh 4.4激光调制技术 S9#N%{8P 3pjYY$' 4.4.1激光调制的基本概念 RT A= |q x|i3e& D 4.4.2电光强度调制 QT l._j@ d47:2Zj 4.4.3电光相位调制 D!$ =oK {1U*: @j 4.5激光偏转技术 Ollv _o3 Xg3[v3m| 4.5.1机械偏转 ^Ro
du m+^;\DFJ, 4.5.2电光偏转 k^\ &.63( /IW=+ri 4.5.3声光偏转 >N1]h'q> e^_@^(||!6 4.6激光调Q技术 $D\l%y/C zjh9ZLu[ 4.6.1激光谐振腔的品质因数Q s@[t5R
gWH9=%! 4.6.2调Q原理 >!F ,y3"5S D#[ :NXahn 4.6.3电光调Q Y"rV[oe g E+OQWu 4.6.4声光调Q /lQ0`^yB %
j{pz 4.6.5染料调Q "?&bh@P& dq/?&X 4.7激光锁模技术 ]hVXFHr R ,( W98}nB 4.7.1锁模原理 ^&/&I9z |(v=1 #i 4.7.2主动锁模 ?q }wl\"8 JwVC?m). 4.7.3被动锁模 aDv/kFfn i*w-Q= 思考练习题4
QLU; .& NG!Q< !Y 第5章典型激光器介绍 Vzm+Ew
_ 2Wf qgR [3 5.1固体激光器 G-?9;w'@ Y8{1?LO 5.1.1固体激光器的基本结构与工作物质 VCRv(Ek F tDA k? 5.1.2固体激光器的泵浦系统 LK/V ]YG )stWr r& 5.1.3固体激光器的输出特性 8'Bl=C|0X lj*913aFh 5.1.4新型固体激光器 <OfzE5 BXw,Rz } 5.2气体激光器 )K3
vzX <qY>d,+E' 5.2.1氦氖(HeNe)激光器 [IA==B7 `b'J*4|oGo 5.2.2二氧化碳激光器 e`1s[ ^B EZ RZ)h 5.2.3Ar＋离子激光器 >g0@ Bk E9-'!I ! 5.3染料激光器 Vho0f< `E ulo7d1OVkJ 5.3.1染料激光器的激发机理 31Mc<4zI8 6dp_R2zH~o 5.3.2染料激光器的泵浦 CoXL; \ XQ; d ew+ 5.3.3染料激光器的调谐 K): sq{ l #z` 4< 5.4半导体激光器 )!-'S H
`.WKU"To 5.4.1半导体的能带和产生受激辐射的条件 ^BTNx2VHf j=>G fo 5.4.2PN结和粒子数反转 Bd[Gsns a Z, Wa-k 5.4.3半导体激光器的工作原理和阈值条件 !iOu07<n&D B*N 8:u 5.4.4同质结和异质结 半导体激光器 ~J: lC u E |3aiC,5 5.5其他激光器 dsuW4 ^ l Te #[+B? 5.5.1准分子激光器 yo6IY _'a4I ; 5.5.2自由电子激光器 \D a$bJ i mQNfNm 5.5.3化学激光器 n\9*B##
t[,\TM^h}0 思考练习题5 iO`f{?b <P - r)=^ 第6章激光在精密测量中的应用 N3RwcM9+; YaNVpLA 6.1激光干涉测长 -. {7;6:(k Z3{Qtysuv3 6.1.1干涉测长的基本原理 M!'tD!NWc SoIMf tX 6.1.2激光干涉测长系统的组成 (6'Hzl^ Kp ;\.&FMi 6.1.3激光外差干涉测长技术 j <?4N*S hp}8
3.oA 6.1.4激光干涉测长应用举例 sOmYQ{R ep|u_|sB/r 6.2激光衍射测量 | 'G$}]H XWV ~6" 6.2.1激光衍射测量原理 omP 7| H5)WxsZ R 6.2.2激光衍射测量的方法 r; !us ~ 4R6 .GO 6.2.3激光衍射测量的应用 5GP' cE s]OXB {M 6.3激光测距 +.St"f/1 ,0xN#&?Ohh 6.3.1激光脉冲测距 G>"[ nXmcu u e~1144 6.3.2激光相位测距 Jo]g{GX[ '/?&Go l- 6.4激光准直及多自由度测量 p*A//^wQ -xlI'gNg7 6.4.1激光准直仪 (aLnbJeJ 2e &Zs%u 6.4.2激光衍射准直仪 =6:Iv"< d1N&J`R\1 6.4.3激光多自由度测量 ?jnEHn ;H.r6 6.5激光多普勒测速 u#QQCgrs ^m\n[<x^ 6.5.1运动微粒散射光的频率 WObfHAp. kJ
>B ) 6.5.2差频法测速 Lm/^ 8V+ Ff30 % 6.5.3激光多普勒测速技术的应用 1Cthi[ B 89l}6p/L 6.6环形激光测量角度和角加速度 qSR
%# ;2^=#7I? 6.6.1环形激光精密测角 F7d f IiL?@pIq 6.6.2光纤陀螺 X |as1Y$O+ &o(?
}W
6.7激光环境计量 _]NM@ 'e 3ul 6.8激光散射板干涉仪
aG!! z> ;a|A1DmZ 思考练习题6 ;X>KP,/r$ ~![R\gps 第7章激光加工技术 RV~w+%f XyhdsH5%3! 7.1激光热加工原理 J_tJj8 &c 'unKH 7.2激光表面改性技术 ITTC} l#%w,gX 7.2.1激光淬火技术的原理与应用 Sx}h$E: nt7ui*k 7.2.2激光表面熔凝技术 D F#Ob( 1 GlaWBF# 7.2.3激光熔覆技术 h`)r :a7 Jyn>:Yq( 7.3激光去除材料技术 b`IC)xN$ @|M10r9E 7.3.1激光打孔 +`ZcYLg)# 5 p750`n 7.3.2激光切割 @$aCUJ/mE 6SpkeXL 7.4激光焊接 OLv ( tNtP+v-{ 7.4.1激光热导焊 =|6IyL_N ?x:\RNB/ 7.4.2激光深熔焊 VF4F7' TJCoID7a8 7.4.3激光复合焊 3Z`oI#-x 4aGHks8Z,\ 7.5激光快速成型技术 +Q{ jV^IT9 [scPs,5Y 7.5.1激光快速成型技术的原理及主要优点 _3`{wzM A h><; TAp 7.5.2激光快速成型技术 \KG{
11 :R _(+EK1 7.5.3激光快速成型技术的重要应用 R+5x:mpHy X(/W|RY{@ 7.6其他激光加工技术 Hkpn/,D5 E*[X\70 7.6.1激光清洗技术 ,cS|fG =oSv=xY 7.6.2激光弯曲 RS$e^_ W @]~\H-8 思考练习题7 H -`7T;t~ f9!wO';P6 第8章激光在医学中的应用 "8s0~ [6S Rj-<tR{ 8.1激光与生物体的相互作用 :?&N/ 7 cU+/I>V 8.1.1生物体的 光学特性 s`&8tP #b:8-L t:M 8.1.2激光对生物体的作用 8K{
TRPy I#m5Tl|# 8.1.3激光对生物体应用的优点 KyDQ<Dq& S&9{kt|BI 8.2激光在临床治疗中的应用 9Y~A2C C:W}hA! 8.2.1激光临床治疗的种类与现状 #;H+Kb5O ;/$zBr`' 8.2.2激光在皮肤科及整形外科领域中的应用 P#6y p9Ks=\yvL 8.2.3激光在眼科中的应用 S =2-<R 'a*tee ^RS 8.2.4激光在泌尿外科中的应用 nKch _Jb Q 4C28-# 8.2.5激光在耳鼻喉科中的应用 z>hA1*Ti [|e7oNT(Q 8.2.6最新的技术——间质激光光凝术 ?~ ;G)5 59IxY
? 8.2.7光动力学治疗 *s<FE F !XQG1!|ww 8.3激光在生物体检测及诊断中的应用 eQNo'cz }h>QkV,{2 8.3.1利用激光的生物体光谱测量及诊断 GAV| x ]R Zn| vT&:Hg 8.3.2激光断层摄影 q@H?ohIH "^yTH /m 8.3.3激光显微镜 xn} sh[<:P -ZBk^p 8.4医用激光设备 8NWvi%g \-gZ_>) 8.4.1医用激光 光源 EJ"[{A V 3w#kvtDVm 8.4.2医用激光传播用 光纤 b&. o9PV" Yu`b []W 8.5激光应用于医学的未来 nJNdq`y2 J[ du>1D 8.5.1医用激光新技术 +2 !F6"hP AN ZD7v6a 8.5.2光动力学治疗的前景 y7txIe!<5 CQ9 B;i` 思考练习题8 UF3WpA $d'GCzYvZ 第9章激光在信息技术中的应用 T]Pp\6ff ;J Fy
8Rj 9.1光纤通信系统中的激光器和光放大器 f =B)jYI ^W{+ ?q' 9.1.1半导体激光器 q ;1]M[& qQv?J]l 9.1.2光纤激光器 ayTEQS 9K-=2hvv 9.1.3光放大器 i!@L`h!rw "X=l7{c/ 9.2激光全息三维显示 =Wn11JGh tT>~;l%' 9.2.1全息术的历史回顾 LzEs_B=9 wz3BtCx 9.2.2激光全息术的基本原理和分类 3@f@4t@5V 2&S*> ( 9.2.3白光再现的全息三维显示 F
0 q#. x|&A^hQ 9.2.4计算全息图 l:5x*QSX ,Y6Me+5B 9.2.5数字全息术 +}@1X&v: e p* ( 9.2.6全息三维显示的优点 n$i}r\
so J39,x=8LL 9.2.7全息三维显示的应用 * _ {w0U) VC,wQb1J/ 9.2.8全息三维显示技术的展望 C(qqGK{ ~_OtbNj# 9.3激光存储技术 BR;f! <iD qt5)N 9.3.1激光存储的基本原理、分类及特点 4RTuy+
M </(bwc~2 9.3.2激光光盘存储 of!Bz @=B'<&g$Xv 9.3.3激光体全息光存储 v0&E!4q*' :f<3`x' 9.3.4激光存储技术的新进展 P]hS0,sE<( `],'fT|,S 9.4激光扫描和激光打印机 \x\_I1| 2A'!kd$2 9.4.1激光扫描 k \rzvo=U rw/WD( 9.4.2激光打印机 ! c,= %4Pb s_xWvx8?4. 9.5量子光通信中的激光源 /ZlPEs) AdMA|!|:hc 9.5.1量子光通信 MdM^!sk&` 3}V`]B#a 9.5.2量子态发生器及应用 'S]7:/CI |>(d^<nR^v 思考练习题9 uSh !A !.9pV.~ 第10章激光在科学技术前沿问题中的应用 w],+l N; X+2 aP'D 10.1激光核聚变 X=$WsfN.h 2 ~[f<N 10.1.1受控核聚变 Jv(9w[ +s?0yH-%p 10.1.2磁力约束和惯性约束控制方法 xrb %-vT M5DQ{d<r 10.1.3激光压缩点燃核聚变的原理 ;T6{J[
h "|<6 bA 10.2激光冷却 ?`T <
sk8c 7 $AEh+f 10.3激光操纵微粒
L7oLV?k C Za Urr 10.3.1光捕获 rS1mBrqD Teq1VK3Hr 10.3.2微粒操纵 5MUM{(C 3>LyEXOW 10.4超越经典衍射极限的分辨率 d67Q@ ')00 k+Ew+j1_ 10.4.1解析延拓 n/*BK; v[4A_WjT 10.4.2综合孔径傅里叶全息术 Zq w xi1 FgA'X< 10.4.3傅里叶叠层算法 m]LR4V6k| TTB1}j+V6 10.4.4相干谱复用 IO/%X;Y_ +|6
'7Z(9 10.4.5非相干结构光 照明成像 f44b=,Lry5 Fl)p^uUtl 10.4.6超分辨荧光显微镜 !J<}=G5 ={_.} 10.5激光光谱学 ' *h y!f] LvP{"K; 10.5.1拉曼光谱 &.XYI3Ab1 o&M2POI~q 10.5.2空间高分辨的激光显微光谱 8w,U[aJm x\HHu] 10.5.3频率高分辨的双光子光谱 'nH/Z 84 2BTFK"=U 10.5.4时间高分辨的激光闪光光谱 "{a-I=s\C 5:[<pY!s# 10.5.5各种特殊效能的激光光谱技术 #XSs.i{ 0Vu&UD 10.6激光用于反常多普勒效应的基础物理研究 nsO! BN!N_r 10.6.1电磁波的正常多普勒效应 l+# l\q%l Yr9>ATR 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 dOm`p W ^ xDRNt Lj<u 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 c,WRgXL ym* ,X@Qg^ 10.6.4反常多普勒效应的测量光路设计及理论分析 jpND" `Q H8^U!"~E 10.6.5反常多普勒效应的测量实验结果 V p3 r f"^G\ 思考练习题10 OGmOk>_ <hG=0Zc r 附录A随机变量 2^-Z17Z} h@nNm30i A.1概率的定义和随机变量 +( >!nsf -w8c;5X A.2分布函数和密度函数 i21ybXA=Z Obl']Hr{y9 A.3推广到两个或多个联合随机变量 lZyxJDZ A e;LJdd A.4统计平均 8<z]rLQw?% "S$4pj`< 附录B随机过程 c ;M7 [y& dV{N,;z B.1随机过程的定义和描述 " oWiQ{\IP O0`k6$=6r B.2平稳性和遍历性 RI,Z&kXj2o P38D-fLq 参考文献 d'1 L#`? C[cNwvz  l}|KkW\y ~N</;{}fL4 （实体书推荐，有需求者，可以购买！）
|
帖子
勋章
关注
任务
