醉染图书激光原理与技术9787302562849

绪论

章激光基本原理

1.1光的描述

1.1.1电磁理论

1.1.2光量子理论

1.1.3两种理论的统一——光波模式和光子状态

1.2光子的相干

1.2.1光子的相干

1.2.2光子简并度

1.3激光的基本概念

1.3.1原子的能级

1.3.2爱因斯坦受激辐理论

1.3.3光的受激辐放大

1.3.4光的自激振荡

1.3.5产生激光的条件

1.4激光器的基本结构

1.4.1工作物质

1.4.2泵浦源

1.4.3光学谐振腔

1.5激光的特

1.5.1方向和空间相干

1.5.2单色和时间相干

1.5.3高亮度(强相干光)

本章小结

习题

第2章光学谐振腔

2.1光学谐振腔的基本概念

2.1.1光腔的构成和分类

2.1.2光腔的模式

2.1.3光腔的损耗

2.1.4光子在腔内的平均寿命

激光原理与技术

2.1.5光腔的品质因数

2.2共轴球面腔的稳定条件

2.2.1几何光学的矩阵分析

2.2.2共轴球面腔的稳定条件

2..谐振腔的稳区图

.谐振腔的本征模式和衍积分理论分析方法

..1谐振腔的本征模式

..2孔阑传输线

..菲涅尔基尔霍夫衍积分

..4自再现模的积分方程

..5复常数γ的意义

..分离变量法

2.4方形镜共焦腔的自再现模

2.4.1求解积分方程

2.4.2镜面上场的分布

2.4.3单程损耗

2.4.4单程相移与谐振频率

2.4.5腔内、外的行波场

2.5高斯光束的传播特

2.5.1振幅分布和光斑尺寸

2.5.2相位分布

2.5.3远场发散角

2.6圆形镜共焦腔的模

2.6.1拉盖尔高斯近似

2.6.2模的特征

2.6.3行波场

2.7一般稳定球面腔的模式特征

2.7.1等价共焦腔

2.7.2一般稳定球面腔的模式特征

2.8高斯光束

2.8.1高斯光束的质和q参数

2.8.2高斯光束的变换规律

2.8.3高斯光束的聚焦

2.8.4高斯光束的准直

2.9激光光束质量因子

本章小结

习题

第3章光场与物质的相互作用

3.1光场与物质相互作用的理论

3.1.1光场与物质相互作用的理论体系

3.1.2光场与物质相互作用的经典理论

3.2谱线加宽和线型函数

3.2.1基本概念

3.2.2均匀加宽

3..非均匀加宽

3.2.4综合加宽

3.3典型激光器速率方程

3.3.1爱因斯坦系数的修正

3.3.2单模振荡速率方程组

3.4小信号增益系数

3.4.1增益系数

3.4.2反转粒子数

3.4.3小信号增益系数

3.5大信号增益系数

3.5.1反转粒子数饱和

3.5.2均匀加宽工作物质的大信号增益系数

3.5.3非均匀加宽工作物质的大信号增益系数

3.5.4综合加宽工作物质的大信号增益系数

本章小结

习题

第4章激光振荡特

4.1连续激光器和脉冲激光器

4.2连续激光器的振荡特

4.2.1阈值条件

4.2.2振荡模式

4..输出功率

4.3脉冲激光器的振荡特

4.3.1阈值条件

4.3.2输出能量

4.3.3激光器的效率

4.4弛豫振荡

4.4.1弛豫振荡的形成过程

4.4.2弛豫振荡的线近似分析

4.5单模激光器的线宽极限

4.6激光器的频率牵引

本章小结

习题

第5章激光调制技术

5.1激光调制的基本概念

5.1.1激光调制的分类

5.1.2内调制和外调制

5.1.3模拟调制

5.1.4数字调制

5.1.5激光调制的特点

5.2电光调制

5.2.1电光调制的物理基础

5.2.2电光强度调制

5..电光相位调制

5.3声光调制

5.3.1声光调制的物理基础

5.3.2声光衍

5.3.3声光调制器

5.4磁光调制

5.4.1磁光效应

5.4.2磁光调制器

本章小结

习题

第6章激光调技术

6.1调的基本原理

6.1.1调的工作原理

6.1.2调技术的分类

6.1.3调对激光器的要求

6.2调激光器速率方程

6.2.1调激光器的速率方程

6.2.2调速率方程的解

6.3电光调

6.3.1基本原理

6.3.2典型电光调方法

6.3.3设计电光调Ｑ激光器应考虑的问题

6.4声光调

6.4.1基本原理

6.4.2声光调器件的结构

6.4.3声光调激光器的输出特

6.5被动调

6.5.1被动调原理

6.5.2典型被动调激光器

6.6PTM调

6.6.1PTM电光调

6.6.2PTM声光调

本章小结

习题

第7章模式选择技术

7.1横模选择原理

7.1.1单横模激光器

7.1.2横模选择原理

7.2横模选择方法

7.2.1参数选择法

7.2.2小孔光阑法

7..透镜法

7.2.4非稳腔法

7.3纵模选择原理和方法

7.3.1纵模选择原理

7.3.2纵模选择方法

7.4模式测量方法

7.4.1直接观测法

7.4.2光点扫描法

7.4.3扫描干涉仪法

7.4.4FP照相法

本章小结

习题

第8章锁模技术

8.1超短脉冲概述

8.2锁模的基本原理

8.2.1多纵模激光器的输出特

8.2.2锁模的基本原理

8.3主动锁模

8.3.1振幅调制锁模

8.3.2相位调制锁模

8.3.3主动锁模激光器

8.4被动锁模

8.4.1固体激光器的被动锁模

8.4.2染料激光器的被动锁模

8.5同步泵浦锁模

8.5.1同步泵浦锁模原理

8.5.2同步泵浦锁模激光器

8.6自锁模

8.6.1自锁模原理

8.6.2自锁模掺钛蓝宝石激光器

本章小结

习题

第9章稳频技术

9.1频率的稳定

9.1.1频率的稳定和复现

9.1.2影响频率稳定的因素

9.1.3稳频方法

9.1.4对标准频率的要求

9.2兰姆凹陷稳频

9.2.1系统组成

9.2.2工作原理

9..注意事项

9.3塞曼效应稳频

9.3.1纵向塞曼效应

9.3.2塞曼效应双频稳频激光器

9.3.3塞曼效应吸收稳频

9.4饱和吸收稳频

9.4.1系统组成

9.4.2工作原理

9.5稳频激光器

9.5.1CO2激光器的稳频

9.5.2固体脉冲激光器的稳频

9.5.3半导体激光器的稳频

9.5.4光纤激光器的稳频

本章小结

习题

0章频率变换技术

10.1非线极化

10.1.1原子的电极化

10.1.2非线极化

10.1.3非线介质中的波耦合方程

10.2激光倍频技术

10.2.1倍频的波耦合方程

10.2.2相位匹配的意义

10..准相位匹配方法

10.2.4倍频方式

10.3和频与三倍频技术

10.3.1和频技术

10.3.2三倍频技术

10.4光参量振荡技术

10.4.1光参量放大

10.4.2光参量振荡

10.4.3光参量振荡运转方式

10.4.4光参量振荡器的频率调谐方法

10.5受激拉曼散技术

10.5.1拉曼散

10.5.2受激拉曼散的调谐作用

10.5.3拉曼散激光器

本章小结

习题

1章固体激光器

11.1固体激光器的基本原理

11.1.1固体激光器的基本结构

11.1.2固体激光放大器的结构

11.1.3固体激光器的能量转换

11.2固体工作物质

11.2.1红宝石晶体

11.2.2掺钕钇铝石榴石晶体

11..钕玻璃

11.2.4激光陶瓷

11.2.5铒玻璃(掺铒磷酸盐玻璃)

11.2.6掺钬钇铝石榴石

11.2.7掺钛蓝宝石晶体

11.3泵浦光源

11.3.1惰气体放电灯

11.3.2激光二极管

11.3.3太阳光

11.4典型固体激光器

11.4.1灯泵固体激光器

11.4.2侧面泵浦固体激光器

11.4.3端面泵浦固体激光器

本章小结

习题

附录

参考文献

柳强，教授，博士生导师，长江学者特聘教授，现任光子测控技术重点实验室主任，十三五重点研发计划项目首席。主要从事全固态激光及频率变换技术研究。主持了重点研发计划项目、自然科学等20余项目的研究工作，获得省部级以上奖励5项，入选新世纪人才支持计划，获得清华大学学术新人奖，发表SCI收录100余篇，现任中国光学学会理事，《中国激光》，《激光技术》编委等。

本教材共11章，~4章为激光原理，重点阐述激光的产生原理和过程，包括光子的描述、爱因斯坦受激辐理论、激光器的基本结构和激光特、光学谐振腔的相关理论、光与物质的相互作用、速率方程、激光振荡特等内容；5~1章为激光技术部分，重点介绍提高激光输出特的方法和实现过程，如激光调制技术、调技术、模式控制、频率变换等技术。在每章后配有思维导图进行归纳总结，并辅以思考题和练习题。本教材适合作为高度院校光技术、光信息科学与技术等专业教材，也可以作为激光加工和制造等相关科技人员的参考书。