激光器件与技术(上册) 激光器件 田来科 等 编 大中专 文轩网

第1章激光器件概论1
1.1激光器件的分类1
1.2典型激光器件简介2
1.3激光器件运转原理6
1.3.1光学谐振腔6
1.3.2工作物质的能级结构与辐射线型8
1.3.3粒子能级的有效寿命10
1.3.4三、四能级激光系统的阈值粒子反转数10
1.3.5粒子、光子数变化的速率方程12
1.3.6激光振荡的条件14
1.4激光器件的泵浦激励17
习题18
第2章固体激光器20
2.1固体激光器的基本特性21
2.1.1固体激光器的基本结构21
2.1.2固体激光器的能量转换22
2.1.3部分光学泵浦的固体激光系统的参数23
2.2固体激光工作物质24
2.2.1激活离子和基质24
2.2.2掺杂与敏化28
2.3蓝宝石晶体基质的固体激光物质与器件28
2.3.1红宝石固体激光物质与器件28
2.3.2掺钛蓝宝石固体激光物质与器件30
2.4金绿宝石基质的固体激光物质与器件32
2.5YAG晶体基质激光物质与器件33
2.5.1Nd3+：YAG激光物质与器件33
2.5.2Er3+：YAG激光物质与器件34
2.5.3Yb3+：YAG激光物质与器件35
2.5.4Tm3+：YAG激光物质与器件37
2.5.5(Cr3++Tm3++Ho3+)：YAG物质与器件37
2.6Nd3+：YVO4晶体及器件38
2.7玻璃基质激光物质与器件39
2.7.1硅酸盐基质激光物质与器件39
2.7.2磷酸盐基质激光物质与器件40
2.7.3其他固体激光材料41
2.8全固态(LD泵浦)固体激光器42
2.8.1全固态激光器的类型43
2.8.2高功率LD泵浦固体圆盘激光器48
2.8.3高功率、高稳定性LD泵浦Nd3+：YAG激光器49
2.8.4LD泵浦固体高功率可见激光器50
2.8.5LD泵浦微片可见固体激光器51
2.8.6LD泵浦UV固体激光器52
2.8.7全固体蓝光激光器53
2.9聚光与冷却系统57
2.9.1聚光器57
2.9.2冷却系统65
习题78
第3章光纤激光器80
3.1光纤放大器结构及工作原理82
3.1.1光纤放大器的基本结构82
3.1.2掺铒光纤的放大原理84
3.2双包层光纤激光器88
3.2.1脉冲光纤激光器89
3.2.2连续光纤激光器90
3.2.3多芯光纤耦合91
3.3单频和可调谐光纤激光器91
3.4超快光纤激光器91
3.5光纤激光器的频率转换92
3.6Raman放大器93
习题93
第4章气体激光器94
4.1微观粒子的量子态表示法及光谱符号94
4.1.1电子组态94
4.1.2原子态的LS耦合表示与帕邢符号表示95
4.1.3粒子光谱96
4.1.4原子光谱跃迁选择定则97
4.2气体放电97
4.2.1直流连续放电97
4.2.2高频放电101
4.2.3脉冲放电101
4.2.4气体放电相似定律101
4.2.5气体放电过程粒子的碰撞与激发102
4.3He-Ne气体原子激光器104
4.3.1He-Ne激光器的结构及类型105
4.3.2He-Ne激光器的工作原理106
4.3.3He-Ne激光器的输出特性116
4.3.4He-Ne激光器的设计120
4.3.5提高He-Ne激光器的632.8nm激光输出功率的方法124
4.3.6He-Ne激光器的寿命126
4.4CO2激光器127
4.4.1CO2激光器的类型和结构128
4.4.2CO2激光器的工作机理131
4.4.3CO2激光器的寿命140
4.4.4高功率横向电激励CO2激光器141
4.4.5CO2波导激光器147
4.5自发辐射光放大器件—氮分子气体激光器149
4.5.1氮分子激光器的工作原理150
4.5.2氮分子激光器的结构及激励方法152
4.5.3氮分子激光器的工作特性153
4.6Ar+激光器157
4.6.1Ar+激光器的工作原理158
4.6.2Ar+激光器的结构160
4.6.3Ar+激光器的工作特性163
4.6.4Ar+激光器的输出特性165
4.6.5Ar+激光器的设计168
4.6.6Ar+激光器的电源系统170
4.7金属蒸气激光器171
4.7.1金属蒸气激光器概述171
4.7.2自终止跃迁激光器173
4.7.3铜蒸气激光器175
4.8He-Cd激光器182
4.8.1He-Cd激光器的结构182
4.8.2工作原理184
4.8.3输出特性186
4.9准分子激光器187
4.9.1准分子激光器概述187
4.9.2准分子能级结构及其特性188
4.9.3稀有气体准分子激光器193
4.9.4其他准分子激光器198
习题199
第5章液体激光器200
5.1无机液体激光器200
5.1.1激光产生机理200
5.1.2无机液体激光器的结构201
5.1.3无机液体激光器的优缺点及典型参数202
5.1.4稀土螯合物203
5.2有机液体激光器—染料激光器203
5.2.1激光染料的结构及其能级图203
5.2.2染料激光器的速率方程与泵浦方式205
5.2.3脉冲染料激光器209
5.2.4选频、调谐与带宽压窄技术214
5.2.5连续波染料激光器220
习题226
第6章半导体激光器227
6.1半导体激光器概述227
6.2半导体晶体的基本知识229
6.2.1半导体的能带229
6.2.2直接带隙与间接带隙半导体232
6.2.3电子和空穴的统计分布234
6.2.4平衡状态下pn结的能带结构236
6.2.5加正向电压时pn能带结构237
6.3注入式同质结半导体GaAs激光器239
6.4半导体的粒子数反转分布和阈值240
6.4.1半导体的粒子数反转分布条件240
6.4.2半导体激光器的阈值条件242
6.5异质结半导体激光器245
6.6其他类型的半导体激光器247
6.6.1半导体蓝、绿光激光器247
6.6.2半导体红光激光器248
6.6.3量子阱激光器249
6.6.4垂直腔面发射激光器251
6.6.5分布布拉格反射式半导体激光器256
6.6.6分布反馈式半导体激光器258
6.6.7宽幅半导体激光器260
6.6.8量子级联激光器260
6.7半导体激光器的输出特性261
6.7.1半导体激光器的调制频率响应特性261
6.7.2半导体激光器的输出特性参数263
6.7.3激光模式265
6.7.4激光器发散角与光纤耦合效率269
6.7.5噪声特性272
6.7.6器件的可靠性274
6.8半导体激光器的进展275
6.8.1混合硅倏逝波激光275
6.8.2纳米激光器276
习题280
第7章化学激光器281
7.1化学激光器的特点与类型281
7.2化学激光的激发282
7.3激光振荡的阈值条件283
7.4化学激光器的效率286
7.5典型化学激光器287
7.5.1氟化氢化学激光器287
7.5.2碘原子激光器289
7.5.3其他类型的卤化氢化学激光器291
7.5.4一氧化碳化学激光器291
7.5.5能量转移型化学激光器292
7.6化学激光器展望293
习题296
第8章自由电子激光器297
8.1自由电子激光器工作原理298
8.1.1自由电子激光器形成的结构原型298
8.1.2自由电子激光形成的动力学299
8.2自由电子激光器的组成及其类型301
8.2.1自由电子激光器的组成301
8.2.2自由电子激光器的类型303
8.3自由电子激光器的结构308
习题311
第9章X射线激光器312
9.1X射线激光器概述312
9.2X射线激光器的工作原理312
9.2.1X射线激光器的组成312
9.2.2激光产生的等离子体313
9.2.3等离子体X射线激光的传播与产生315
9.3等离子体X射线激光的基本特性316
9.3.1自发辐射的光放大317
9.3.2高的泵浦功率密度317
9.3.3X射线激光器的输出特点318
9.3.4核激励X射线激光器319
9.4X射线激光应用319
9.4.1生物科学中的应用319
9.4.2基础科学中的应用320
9.4.3军事方面的应用321
9.5X射线激光器的研究进展321
习题323
第10章物质波激光器324
10.1物质波激光器概述324
10.2物质波激光器的原理及其核心部分325
10.2.1物质波激光器的原理325
10.2.2物质波激光器的核心—BEC系统325
10.3物质波激光器的结构特点和工作过程327
10.3.1物质波激光器的结构特点327
10.3.2物质波激光器的工作过程328
10.3.3物质波激光器与光学激光器的对比329
10.4物质波激光器的应用前景与展望330
习题336
参考文献337
附录339
附录1常用的物理常数339
附录2常用的物理单位340
后记343