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普通高等教育“十三五”規劃教材激光原理與技術 版權信息
- ISBN：9787030462800
- 條形碼：9787030462800 ; 978-7-03-046280-0
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
普通高等教育“十三五”規劃教材激光原理與技術 內容簡介
闡述激光器的基本原理、理論和實施方法。內容包括激光器諧振腔理論、高斯光束、光場與物質相互作用、激光工作物質增益特性、速率方程理論和半經典理論；激光調制技術、調Q技術、超短脈沖技術、放大技術、模式選擇技術、穩頻技術、非線性光學技術及激光傳輸技術；對典型激光器、新型激光器也作了簡要介紹。
普通高等教育“十三五”規劃教材激光原理與技術 目錄
目錄
第1章 激光的基本原理 1
1.1 激光概述 1
1.2 光的受激輻射 4
1.2.1 黑體輻射的普郎克公式 5
1.2.2 光量子理論 7
1.2.3 玻爾的原子?量子理論 9
1.2.4 受激輻射和自發輻射的概念 9
1.3 光的受激輻射放大 13
1.2.5 相干性的光子描述 13
1.3.2 光放大概念的產生 17
1.3.3 光放大的必要條件:粒子數反轉 17
1.3.4 工作物質的增益系數 18
1.4 光的自激振蕩 19
1.4.1 自激振蕩的概念 19
1.4.2 振蕩條件 21
1.5 激光的特性 21
1.5.1 激光的空間相干性和方向性 21
1.5.2 時間相干性和單色性 22
1.5.3 激光的高強度(相干光強) 23
習題一 23
第2章 光線的傳播及高斯光束 25
2.1 光線的傳播 25
2.1.1 光線矩陣 25
2.1.2 雙周期性透鏡波導 28
2.1.3 相同周期性透鏡波導 30
2.1.4 光線在反射鏡之間的傳播 30
2.2 光束在均勻介質中傳輸 33
2.2.1 均勻介質中的基本高斯光束 33
2.2.2 均勻介質中的高斯光束 35
2.2.3 均勻介質中的高階高斯光束 41
2.2.4 類透鏡介質中的高斯光束 42
2.2.5 高斯光束的特征參數 43
2.2.6 高斯光束的變換:ABCD 45
2.3 高斯光束的傳輸與變換規律 46
2.3.1 高斯光束傳輸與q參數 46
2.3.2 高斯光束通過薄透鏡的傳輸 48
2.3.3 高斯光束的聚焦 51
2.3.4 高斯光束的準直 54
2.3.5 高斯光束的自再現變換 56
2.3.6 高斯光束的匹配 59
2.3.7 激光光束質量因子 61
習題二 63
第3章 光學諧振腔 66
3.1 光學諧振腔的穩定性 66
3.1.1 光學諧振腔的穩定性條件 66
3.1.2 光學諧振腔的構成與分類 67
3.1.3 光學諧振腔的作用 68
3.1.4 光學諧振腔的穩定性判別方法 69
3.2 光學諧振腔的損耗 71
3.2.1 光腔的損耗 71
3.2.2 光子壽命與無源腔的線寬 73
3.2.3 無源腔的Q值 73
3.3 光學諧振腔的模式 74
3.3.1 光學諧振腔中的縱模 74
3.3.2 光學諧振腔中的橫模 78
3.4 平行平面鏡腔模的迭代解法 84
3.4.1 Fox-Li迭代法 85
3.4.2 平行平面鏡腔自再現模 85
3.5 穩定球面腔中的模式 91
3.5.1 方形鏡共焦腔的自再現模 91
3.5.2 方形鏡共焦腔的行波場 99
3.5.3 圓形鏡共焦腔 102
3.5.4 一般穩定球面腔與對稱共焦腔的等價性 106
3.5.5 一般穩定球面腔的模式 108
3.6 非穩定球面腔 112
3.6.1 非穩腔的一般特點和種類 112
3.6.2 非穩定腔的幾何自再現波形 114
3.6.3 非穩腔的幾何放大率和能量損耗 117
習題三 122
第4章 光場與物質的相互作用 125
4.1 光場與物質相互作用的理論 125
4.1.1 光場與物質相互作用的理論體系 125
4.1.2 光場與物質相互作用的經典理論 126
4.2 譜線加寬與線型函數 136
4.2.1 均勻加寬 137
4.2.2 非均勻加寬 141
4.2.3 綜合加寬 143
4.3 激光器速率方程 146
4.3.1 愛因斯坦系數的修正 147
4.3.2 單模振蕩速率方程組 150
習題四 152
第5章 連續激光器的增益和工作特性 153
5.1 小信號增益系數 153
5.1.1 增益系數 153
5.1.2 小信號反轉粒子數 154
5.1.3 小信號增益系數 155
5.2 均勻加寬工作物質的增益飽和 156
5.2.1 增益飽和現象及其物理機制 156
5.2.2 均勻加寬工作物質的反轉粒子數飽和 156
5.2.3 均勻加寬工作物質的大信號增益 157
5.3 非均勻加寬工作物質的增益飽和 159
5.3.1 非均勻加寬工作物質的反轉粒子數飽和 159
5.3.2 非均勻加寬工作物質的大信號增益 160
5.4 連續激光器穩態工作特性 162
5.4.1 連續激光器的閾值條件 162
5.4.2 均勻加寬激光器中的模式競爭 164
5.4.3 非均勻加寬激光器中的多縱模振蕩 165
5.4.4 連續激光器的輸出功率 168
習題五 170
第6章 脈沖激光器的工作特性 173
6.1 多縱模振蕩的速率方程 173
6.1.1 三能級多縱模振蕩的速率方程 173
6.1.2 四能級多縱模振蕩的速率方程 175
6.2 脈沖激光器的工作特性 176
6.2.1 振蕩條件 176
6.2.2 輸出能量及功率 180
6.2.3 脈沖激光器的尖峰脈沖和弛豫振蕩 181
6.3 放大技術 186
6.3.1 連續激光放大器 187
6.3.2 脈沖激光放大器 190
6.4 放大的自發輻射 193
6.4.1 放大的自發輻射對激光輸出的影響 194
6.4.2 放大的自發輻射的方向性 195
6.4.3 放大的自發輻射的線寬 195
6.4.4 放大的自發輻射的空間分布 197
習題六 198
第7章 激光調制技術 199
7.1 激光調制的基本概念 199
7.1.1 振幅調制 200
7.1.2 相位調制 200
7.1.3 強度調制 201
7.1.4 脈沖調制 201
7.1.5 脈沖編碼調制 202
7.1.6 激光調制的特點 203
7.2 電光調制 203
7.2.1 電光調制的物理基礎 204
7.2.2 電光調制器 213
7.2.3 典型電光晶體的特性 223
7.3 聲光調制 229
7.3.1 聲光調制的物理基礎 230
7.3.2 聲光互作用的兩種類型 234
7.3.3 聲光互作用的粒子模型 236
7.3.4 聲光調制器 243
7.4 磁光調制 252
7.4.1 磁光效應 252
7.4.2 磁光調制器 253
習題七 255
第8章 調Q技術 257
8.1 激光調Q的基本原理 258
8.1.1 諧振腔的損耗與Q值 258
8.1.2 調Q脈沖產生原理 260
8.1.3 調Q技術的分類 261
8.1.4 實現調Q對激光器的要求 262
8.2 激光調Q速率方程及關鍵參量 262
8.2.1 激光調Q速率方程 262
8.2.2 速率方程的求解 264
8.2.3 激光調Q脈沖參數的測量 271
8.3 電光調Q方法 272
8.3.1 電光調Q方法 272
8.3.2 電光調Q激光器的設計 277
8.4 聲光調Q方法 281
8.4.1 聲光調Q激光器 281
8.4.2 聲光調Q激光器的輸出特性 285
8.5 被動式調Q方法 286
8.5.1 被動式調Q原理 286
8.5.2 典型被動式調Q激光器 288
8.6 PTM調Q方法 291
8.6.1 PTM電光調Q 291
8.6.2 PTM聲光調Q 293
8.7 其他激光調Q方法簡介 293
8.7.1 轉鏡調Q簡介 293
8.7.2 受抑全內反射式調Q 294
8.8 調Q技術的其他功能 295
8.8.1 選橫模的功能 295
8.8.2 選單縱模的功能 296
習題八 296
第9章 鎖模技術 298
9.1 概述 298
9.1.1 多縱模自由運轉激光器的輸出特性 299
9.1.2 鎖模的基本原理 301
9.2 主動鎖模 306
9.2.1 振幅調制主動鎖模 306
9.2.2 相位調制主動鎖模 311
9.2.3 主動鎖模激光器的設計 313
9.3 被動鎖模 316
9.3.1 可飽和吸收體 316
9.3.2 被動鎖模物理過程 318
9.3.3 慢飽和吸收體被動鎖模 320
9.3.4 快飽和吸收體被動鎖模 323
9.4 利用光克爾效應的固體鎖模激光器 329
9.4.1 光克爾效應 330
9.4.2 克爾透鏡鎖模或自鎖模 330
9.4.3 加成脈沖鎖模 334
9.4.4 自鎖模激光器的啟動問題 335
9.5 鎖模過程中的色散補償 336
9.5.1 介質中的色散效應 336
9.5.2 色散器件應用 338
習題九 340
第10章 激光頻率變換技術 342
10.1 概述 342
10.1.1 非線性光學效應 342
10.1.2 非線性極化 342
10.1.3 非線性介質中的波耦合方程 346
10.2 激光倍頻技術 348
10.2.1 倍頻的波耦合方程及其解 348
10.2.2 相位匹配的意義與方法 350
10.2.3 準相位匹配方法 356
10.2.4 倍頻方式 357
10.2.5 倍頻晶體 358
10.3 和頻與三倍頻技術 359
10.3.1 和頻技術 359
10.3.2 三倍頻技術 362
10.4 光參量振蕩技術 364
10.4.1 光參量放大 364
10.4.2 光參量振蕩 365
10.4.3 光參量振蕩運轉方式 367
10.4.4 光參量振蕩器的頻率調諧方法 368
10.5 受激拉曼散射 369
10.5.1 拉曼散射效應 370
10.5.2 波耦合分析 371
10.5.3 受激拉曼散射的調諧應用 373
10.5.4 拉曼頻移激光器件 374
習題十 375
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