第1章 激光的基本原理及其特性
1.1 激光的特性
1.1.1 單色性與時間相乾性
1.1.2 方嚮性與空間相乾性
1.1.3 高亮度
1.1.4 高階相關
1.2 光波模式和光子狀態
1.2.1 光波模式
1.2.2 光子狀態
1.2.3 光子的相乾性
1.2.4 光子簡並度
1.3 原子的能級、分布和躍遷
1.3.1 原子的能級
1.3.2 能級間的躍遷和輻射
1.3.3 Boltzman分布
1.4 激光産生的必要條件
1.4.1 二能級係統的三種躍遷
1.4.2 激光産生的必要條件
1.5 激光産生的充分條件
1.5.1 飽和光強的概念
1.5.2 飽和光強的簡單計算
1.5.3 産生激光的充分條件
1.6 譜綫加寬和綫型函數
1.6.1 概述
1.6.2 均勻加寬
1.6.3 非均勻加寬
1.7 譜綫加寬下的增益係數
1.7.1 譜綫加寬下的躍遷係數修正
1.7.2 吸收截麵和發射截麵
1.7.3 譜綫加寬下的增益係數
1.8 激光器的速率方程
1.8.1 速率方程的建立
1.8.2 固體三能級係統速率方程組
1.8.3 固體四能級係統速率方程組
1.8.4 速率方程的穩態解
1.8.5 反轉粒子數及增益的飽和
1.9 連續與脈衝工作
1.9.1 速率方程的解
1.9.2 激光器的工作狀態
1.10 激光放大的閾值條件
1.10.1 粒子數反轉分布條件
1.10.2 閾值增益係數和閾值反轉粒子數密度
1.10.3 連續/長脈衝閾值光泵功率
1.10.4 短脈衝工作閾值光泵能量
1.11 激光器的振蕩模式
1.11.1 起振縱模數目的估算
1.11.2 激光器穩定工作狀態的建立
1.11.3 均勻加寬激光器的模競爭
1.11.4 非均勻加寬激光器的多模振蕩
1.11.5 頻率牽引
1.12 激光器的輸齣特性
1.12.1 連續激光器的輸齣功率
1.12.2 脈衝激光器的輸齣能量
1.13 激光器的單模綫寬極限和弛豫振蕩
1.13.1 激光器的單模綫寬極限
1.13.2 弛豫振蕩
1.14 激光器的泵浦技術
1.14.1 直接泵浦
1.14.2 間接泵浦
第2章 光學諧振腔理論
2.1 光學諧振腔的基本知識
2.1.1 光學諧振腔的構成和分類
2.1.2 光學諧振腔的作用
2.1.3 腔模
2.2 光學諧振腔的損耗
2.2.1 光腔的損耗及其描述
2.2.2 光子在腔內的平均壽命
2.2.3 無源腔的品質因數——Q值
2.2.4 無源腔的單模綫寬
2.3 光學諧振腔的穩定性條件
2.3.1 光綫傳播的矩陣錶示
2.3.2 共軸球麵腔的穩定性條件
2.3.3 穩區圖
2.4 諧振腔的衍射積分理論
2.4.1 菲涅耳一基爾霍夫衍射積分
2.4.2 自再現模所應滿足的積分方程式
2.4.3 積分方程解的物理意義
2.5 平行平麵腔的自再現模
2.5.1 平行平麵腔的模式積分方程
2.5.2 平行平麵腔模的數值迭代解法
2.6 對稱共焦腔的自再現模
2.6.1 方形球麵鏡共焦腔模式積分方程及其解
2.6.2 方形球麵鏡共焦腔自再現模的特徵
2.6.3 方形球麵鏡共焦腔的行波場
2.6.4 圓形球麵鏡共焦腔
2.7 一般穩定球麵腔的模式理論
2.7.1 等價共焦腔
2.7.2 一般穩定球麵腔的模式特徵
2.8 高斯光束
2.8.1 高斯光束的基本性質
2.8.2 高斯光束的q參數
2.8.3 高斯光束q參數的變換規律
2.8.4 ABED定律在諧振腔中的應用
2.9 非穩腔的模式理論
2.9.1 非穩腔的幾何自再現波型
2.9.2 非穩腔的幾何放大率
2.9.3 非穩腔的能量損耗率
第3章 典型激光器
3.1 概述
3.1.1 激光器的基本結構
3.1.2 激光器的分類及其主要輸齣特性
3,2氣體激光器
3.2.1 氣體放電激勵基礎
3.2.2 He-Ne激光器
3.2.3 CO2激光器
3.3 固體激光器
3.3.1 固體工作物質
3.3.2 光泵浦係統
3.3.3 工作物質的熱效應及其散熱
3.3.4 摻鈦藍寶石激光器
3.4 染料激光器
3.4.1 染料激光器的工作原理
3.4.2 染料激光器的泵浦方式與典型器件結構
第4章 半導體激光器
4.1 半導體的能帶結構和電子狀態
4.1.1 能帶概念的引入
4.1.2 半導體中的電子狀態
4.2 激發與復閤輻射
4.2.1 直接躍遷和半導體激光材料
4.2.2 態密度和電子的激發
4.2.3 非本徵半導體材料
4.3 激光振蕩條件
4.3.1 半導體中的光增益
4.3.2 損耗和閾值振蕩條件
4.4 異質結半導體激光器
4.4.1 異質結
4.4.2 激光器的結構
4.5 半導體激光的波長與綫寬
4.5.1 半導體激光的波長
4.5.2 綫寬與頻率控製
4.6 半導體激光器當前發展趨勢
4.6.1 大功率半導體激光器
4.6.2 錶麵發射激光器
4.7 半導體激光的應用
4.7.1 概述
4.7.2 半導體激光器在各種CD盤中的應用
4.7.3 半導體激光器在光縴通信中的應用
第5章 光縴激光器
5.1 引言
5.2 光縴激光器的工作原理
5.3 模及單模運轉條件
5.3.1 塊狀工作介質
5.3.2 光縴工作物質
……
第6章 熱容激光器
第7章 模式選擇技術與穩頻技術
第8章 激光光束質量的評價和測量
第9章 調Q技術與鎖模技術
第10章 激光調製技術
第11章 光束功率閤成
一本讓我愛不釋手的經典之作。從封麵設計到內頁排版,都透露齣一種沉甸甸的學術厚重感,讓人一看就知道不是那種快餐式的讀物。我是一名光電專業的在讀研究生,平時接觸激光的領域非常廣泛,從科研實驗到工業應用,可以說無處不在。在選擇學習資料的時候,我總是抱著一種嚴謹的態度,希望能找到一本能夠係統深入地講解激光原理和技術,並且能夠緊跟行業最新進展的書籍。在翻閱瞭市麵上眾多同類書籍後,我最終被這本《激光原理與技術(第2版)》深深吸引。它的內容涵蓋瞭從激光的基本産生機製,到各種類型激光器的詳細介紹,再到激光在通信、測量、加工、醫療等各個領域的應用。尤其讓我印象深刻的是,書中對光學元件、腔體設計、增益介質選擇等關鍵環節的闡述,邏輯清晰,條理分明,配以大量的插圖和公式推導,使得那些原本抽象的物理概念變得生動形象,易於理解。我特彆喜歡其中關於半導體激光器和光縴激光器那一章,在現有文獻中,很難找到如此詳盡且深入的分析,它不僅解釋瞭其工作原理,還探討瞭材料選擇、器件結構優化等前沿問題,這對於我從事相關方嚮的研究非常有啓發。而且,作者在講解過程中,並沒有迴避復雜的數學推導,但又做到瞭恰到好處,既保證瞭理論的嚴謹性,又不至於讓讀者望而卻步。相反,這些推導過程反而讓我對激光的精妙之處有瞭更深的認識。這本書不僅僅是一本教材,更像是一位循循善誘的老師,引領我一步步探索激光的奧秘,解決我在學習和研究中遇到的各種難題。它的價值,遠超其印刷的成本。
評分這是一本令人耳目一新的教材,它的深度和廣度都給我留下瞭深刻的印象。我是一名從事激光物理理論研究的學者,平時閱讀大量的學術文獻和專著,對激光理論的瞭解已經達到一定的深度。然而,當我翻開這本《激光原理與技術(第2版)》時,依然被其精煉的錶述和獨到的見解所摺服。書中對激光産生和傳播的量子力學基礎進行瞭嚴謹的推導,清晰地闡述瞭其中的物理過程。我尤其欣賞關於激光穩定性理論和多模行為分析的部分,作者在處理復雜數學模型時,能夠抓住核心問題,並以一種邏輯嚴密的方式呈現齣來。這對於我們這些需要進行深入理論研究的學者來說,非常有價值。此外,書中還涵蓋瞭許多前沿的激光技術,例如超快激光、高功率激光、量子激光等,並且對這些技術的發展趨勢和潛在應用進行瞭深入的探討。這為我的研究方嚮提供瞭新的思路和參考。讓我感到驚喜的是,書中還涉及瞭一些激光與物質相互作用的理論,這對於理解激光在材料加工、生物醫學等領域的應用至關重要。作者在講解這些內容時,不僅保持瞭理論的嚴謹性,還兼顧瞭物理過程的直觀性,這使得理論和應用能夠有機地結閤起來。總的來說,這本書為我提供瞭一個全麵而深入的激光技術知識框架,讓我能夠更好地理解和把握該領域的發展脈絡。
評分作為一名長期關注光學前沿發展的科普愛好者,我一直對激光技術充滿瞭好奇。直到我偶然間遇到瞭這本《激光原理與技術(第2版)》,纔真正領略到激光世界的無窮魅力。這本書以一種非常易於理解的方式,將復雜的物理原理娓娓道來,仿佛一位博學的朋友在嚮我娓娓講述。我最喜歡的部分是關於激光發展曆史的敘述,從最初的概念提齣到如今的廣泛應用,作者生動地展現瞭科學傢們剋服重重睏難,不斷推動技術進步的過程。書中對於激光基本概念的解釋,例如受激輻射、粒子數反轉、激光腔等,都使用瞭非常形象的比喻和類比,讓我這個非專業人士也能輕鬆理解。例如,作者用“能量的接力賽”來比喻受激輻射的過程,用“共鳴的音樂廳”來比喻激光腔的作用,這些都極大地降低瞭理解門檻。而且,書中關於不同類型激光器(如氣體激光器、固體激光器、半導體激光器)的介紹,也配以精美的圖片和簡潔的文字,讓我對這些“神奇的光”有瞭直觀的認識。我尤其喜歡書中關於激光在信息存儲、全息成像等領域的應用介紹,這些科技成果聽起來就充滿瞭未來感,而本書則讓我瞭解瞭它們背後的科學原理。它不僅滿足瞭我對激光技術的好奇心,更激發瞭我進一步學習和探索的興趣。這本書是一扇通往激光世界的窗戶,讓我看到瞭更廣闊的天地,我非常推薦給所有對科學技術感興趣的讀者。
評分這本書的精髓在於它對基礎理論的紮實把握和對前沿技術的敏銳洞察。我是一名在激光材料科學領域從事研究的博士後,平時的研究重點是新型激光增益介質的開發和性能優化。在尋找相關文獻的過程中,我偶然發現瞭這本《激光原理與技術(第2版)》,並被其內容深深吸引。書中對增益介質的物理化學性質、能級結構、光學特性等方麵的深入分析,為我提供瞭寶貴的理論基礎。我尤其欣賞書中關於稀土離子摻雜激光材料和量子點激光材料的討論,作者不僅詳細介紹瞭它們的能級躍遷機製和發光特性,還探討瞭如何通過改變材料組分和製備工藝來優化其激光性能。這對於我正在進行的研究工作具有直接的指導意義。此外,書中還對激光器腔體的設計和優化進行瞭詳細的闡述,包括諧振腔的穩定性、模式選擇、損耗分析等。這些內容也為我理解和設計新型激光器提供瞭重要的參考。我感到驚喜的是,書中還涉及瞭一些關於激光器可靠性和壽命預測的理論,這對於實際應用中的器件設計和壽命評估非常重要。總而言之,這本書為我提供瞭一個全麵而深入的激光技術知識體係,讓我能夠更好地開展我的研究工作。
評分這是一本真正能夠點亮思維火花的書籍。作為一名在自動化控製領域摸爬滾打多年的工程師,我深知精確測量和高效加工的重要性,而激光技術正是實現這些目標的關鍵。在一次偶然的機會下,我接觸到瞭這本《激光原理與技術(第2版)》,從此便一發不可收拾。這本書的獨特之處在於,它並沒有僅僅停留在理論層麵,而是將豐富的工程實踐經驗融入其中。書中關於激光器的性能參數,如功率穩定性、光束質量、模式特性等,都進行瞭詳細的解讀,並且提供瞭實際應用中的考量因素,這對於我這樣一個需要將理論知識轉化為實際工程解決方案的工程師來說,簡直是雪中送炭。我尤其欣賞書中對激光加工技術那一章的深入探討,例如激光焊接、激光切割、激光打標等。作者不僅闡述瞭其基本原理,還詳細介紹瞭不同材料在激光作用下的物理化學變化,以及相關的工藝參數優化。我記得書中有一個案例,分析瞭不同脈衝寬度和能量密度對金屬材料切割質量的影響,這正是我在實際工作中遇到的一個棘手問題,通過閱讀該章節,我找到瞭解決問題的思路和方法,大大提高瞭工作效率。此外,書中還提及瞭一些激光器的選擇指南,以及在不同應用場景下如何權衡成本、性能和可靠性,這對於工程師在項目初期做齣明智的決策至關重要。這本書的價值在於,它能夠幫助讀者建立起一個完整的激光技術知識體係,並能將這些知識轉化為解決實際工程問題的能力。它不是一本堆砌概念的書,而是真正能夠指導實踐的書。
評分這是一本能夠激發想象力的讀物,它讓我看到瞭科技的無限可能。作為一名科技領域的撰稿人和內容創作者,我一直在尋找能夠幫助我理解和傳播前沿科技的書籍。《激光原理與技術(第2版)》無疑是一本讓我驚喜的作品。它以一種清晰、流暢且富有吸引力的方式,介紹瞭激光的原理和技術。我特彆喜歡書中關於激光在信息技術領域的應用,例如激光通信、光存儲等。作者用生動的語言解釋瞭激光如何在信息傳輸和存儲中扮演著關鍵角色,這讓我對“光縴通信”等概念有瞭更深刻的理解。書中關於全息技術的部分,更是讓我大開眼界,它展示瞭激光如何創造齣令人驚嘆的三維圖像,仿佛置身於科幻世界。我非常欣賞書中對這些高科技概念的科普性解讀,它能夠讓非專業讀者也能輕鬆地理解其背後的科學原理。此外,書中還提及瞭激光在藝術、娛樂等領域的應用,例如激光錶演、激光雕刻等,這讓我看到瞭激光技術在不同領域所展現齣的獨特魅力。這本書不僅僅是一本技術書籍,更是一本激發思考和想象力的讀物,它讓我對未來的科技發展充滿瞭期待。
評分一本真正能夠激發學習熱情的書。我是一名即將步入大學學習物理專業的學生,對於未來將要學習的專業知識充滿瞭期待,同時也有些許迷茫。在選擇入門書籍時,我希望找到一本既有科學的嚴謹性,又不失趣味性的讀物。《激光原理與技術(第2版)》正是這樣一本讓我眼前一亮的教材。它從最基礎的光學知識講起,循序漸進地引入激光的概念。我特彆喜歡書中關於“光子的故事”的比喻,將抽象的光子概念生動地描繪齣來,讓我很容易就理解瞭光子的能量和動量。接著,書中詳細介紹瞭激光的産生原理,例如受激輻射和粒子數反轉,作者用生動的圖示和簡單的語言解釋瞭這些物理過程,讓我這個初學者也能豁然開朗。我最感興趣的是關於不同類型激光器的工作原理介紹,例如紅寶石激光器、He-Ne激光器、CO2激光器等,書中不僅解釋瞭它們的結構和工作物質,還介紹瞭它們各自的特點和應用場景。這讓我對激光技術的多樣性和應用性有瞭初步的認識。此外,書中還提及瞭一些激光器的發展曆史和未來展望,這讓我感受到瞭科學的魅力和進步的活力。這本書不僅僅教會瞭我知識,更重要的是,它點燃瞭我對物理和激光科學的濃厚興趣,讓我對未來的大學學習充滿瞭期待。
評分這本《激光原理與技術(第2版)》是一本非常值得反復閱讀和深入思考的書籍。我是一名在光學工程領域工作的技術人員,平時的工作需要處理大量的光學元件和係統。在實際工作中,我常常會遇到一些看似簡單但又難以解釋的現象,而這本書為我提供瞭解決這些問題的關鍵思路。書中對激光束的傳播特性,例如衍射、乾涉、聚焦等,進行瞭非常詳盡的講解,並且配以豐富的數學公式和圖解。我尤其欣賞書中關於激光束質量評估的內容,例如M2因子、光束發散角等,這些參數對於評價和選擇激光器在不同應用中的適用性至關重要。書中還深入探討瞭不同類型光學元件(如透鏡、反射鏡、分束器等)與激光束相互作用的原理,以及如何根據激光器的特性來選擇和設計閤適的光學係統。我記得書中曾詳細分析過高斯光束通過不同透鏡的聚焦情況,這對於我理解和優化光學係統的成像質量非常有幫助。此外,書中還提及瞭激光乾涉儀在精密測量中的應用,這讓我對激光在測量領域的強大能力有瞭更直觀的認識。這本書的價值在於,它能夠幫助讀者建立起對激光光學係統運作機製的深刻理解,並能將這些知識應用於實際工程設計中。
評分這本書不僅僅是一本技術手冊,更是一本蘊含著深刻工程智慧的著作。我是一名在光學儀器研發領域工作多年的資深工程師,在工作中經常會遇到各種與激光相關的挑戰。在項目研發過程中,我經常需要查閱各種技術資料,以確保設計的精度和性能。這本《激光原理與技術(第2版)》無疑是我案頭必備的參考書之一。書中對於激光器性能評估和指標解讀的深入分析,讓我受益匪淺。例如,關於激光器的空間相乾性和時間相乾性的詳細論述,以及如何通過這些參數來優化光學係統的設計,這對於我來說至關重要。我特彆欣賞書中關於激光腔損耗的分析,以及各種損耗機製對激光性能的影響。作者通過詳細的數學推導和實驗數據,清晰地揭示瞭不同結構和材料對損耗的影響,這有助於我更好地選擇和設計激光腔體。此外,書中還提供瞭大量關於激光安全操作和防護措施的指導,這對於保障研發人員的安全具有極其重要的意義。我記得書中曾提及一個關於激光反射對操作者眼睛潛在危害的案例,這讓我深刻認識到安全規範的重要性。這本書的價值在於,它將理論知識與實際工程應用緊密結閤,為工程師提供瞭切實可行的解決方案和指導。
評分這是一本能夠激發創新思維的指南。我是一名在光學設計領域工作的初級工程師,對激光技術在各個領域的應用充滿瞭好奇和探索精神。在尋找能夠幫助我拓展視野的書籍時,我發現瞭這本《激光原理與技術(第2版)》。它不僅講解瞭激光的基本原理,更重要的是,它展示瞭激光技術在各個尖端領域的應用,讓我看到瞭無限的創新可能。我尤其喜歡書中關於激光在生物醫學領域的應用,例如激光手術、激光治療、激光顯微成像等。作者用生動的故事和具體的案例,描繪瞭激光如何改變醫療診斷和治療的麵貌,這讓我對科技如何造福人類有瞭更深刻的認識。書中關於激光在天文學、地球科學等領域的應用介紹,也讓我大開眼界,它展示瞭激光作為一種強大的工具,如何幫助我們探索宇宙的奧秘和瞭解地球的演變。我非常欣賞書中對於這些前沿應用的科普性解讀,它不僅滿足瞭我對未知的好奇,更激發瞭我思考如何將這些技術應用於未來的創新項目中。這本書就像是一扇窗,讓我看到瞭激光技術廣闊的應用前景,也為我未來的職業發展提供瞭重要的啓示。
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