光学与光子学丛书：强光光学 下载 mobi epub pdf 电子书 2024

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内容简介

　　《光学与光子学丛书：强光光学》作者为国际知名学者，长期在非线性光学领域从事基础与前沿性研究。《光学与光子学丛书：强光光学》主要描述强相干光辐射与物质相互作用过程中的各种非线性光学效应，包括它们产生的物理原理、实验技术、新近研究成果，以及在现代科学技术发展中的独特应用。主要内容有：二阶和三阶非线性混频效应，强光引起的感应折射率变化、自聚焦、自散焦、相位自调制和光谱自加宽效应，强光受激散射效应，非线性光谱学效应，光学相位共轭效应，瞬态相干光学效应，多光子吸收和激发效应，以及时间和空间光学孤子效应和应用等，《光学与光子学丛书：强光光学》具有概念描述清楚、公式推导简洁、理论与实验并重，以及图文并茂等特点。
　　《光学与光子学丛书：强光光学》可作为物理、光学、光电子学、信息与通信工程等专业之高年级本科生或研究生“非线性光学”课程的教学参考书，也可作为相关课题领域内科技工作者的专业参考书。

作者简介

　　赫光生（G.S.He），国际知名激光物理学家和非线性光学研究学者，1963年毕业于长春光学精密机械学院（首届），先后工作于中国科学院电子学研究所。中国科学院上海光学精密机械研究所（1965—1986年），从事与激光物理和非线性光学有关的基础研究。1987年赴美国纽约州立大学布法罗分校光子学研究实验室工作，现任该校激光、光子学与生物光子学研究所的资深研究科学家。先后合作出版过的专著有：《激光物理学》（1975）、《激光器设计基础》（1979）、《强光光学及其应用》（1995）。以及《Physics 0f Nonlinear Optics》（2000）等；发表学术论文140佘篇。赴美后主要研究领域为强光受激散射、光学相位共轭、多光子激发过程及其应用。首创性研究成果有：发现并命名受激Kerr散射（1990）和受激Rayleigh—Bragg散射（2004）；首次理论阐述光频Pockels效应（1986）；统一解释反向受激散射和激光发射的相位共轭特性；在国际上首次实现三光子泵浦（2002）以及四光子泵浦（2005）频率上转换激光发射。
　　
　　刘颂豪（S.H.Liu）：著名光学和激光专家，中国科学院院士，1951年毕业于广东文理学院物理系。1951年起，先后在中国科学院长春。上海、安徽光学精密机械研究所从事光学和激光研究。主要研究方向先后为新型光学材料和激光器件、强激光与物质相互作用、新型激光光谱技术、激光生命科学研究，以及光纤传感器、光孤子技术和纳米光电材料等；科研成果丰硕，曾获多项国家科技成果奖。先后在国内外重要学术刊物及国际会议上发表论史400多篇，出版专著4部，其中《光子学技术与应用》2008年获第二届中华优秀出版物图书奖。曾任中国科学院安徽光学精密机械所所长、中国科学院合肥分院副院长、华南师范大学校长、全国政协委员、全国科协委员、美国光学学会会士（fellow）。

内页插图

目录

前言

第1章 强光光学导论
1．1 强光光学的学科定义
1．2 强激光与物质相互作用的主要特点
1．3 强光光学效应的应用价值和科学意义
1．4 描述强光光学效应的两种理论体系

第2章 非线性电极化过程的基础知识
2．1 光学介质的非线性感应电极化效应
2．2 介质产生感应电极化的物理机制
2．3 非线性电极化率的张量表现形式
2．4 非线性电极化率的基本性质
2．5 非线性电极化作用下的耦合波动方程
参考文献

第3章 二阶非线性（三波）混频效应
3．1 光学二次谐波效应
3．1．1 二次谐波产生的量子图像描述
3．1．2 二次谐波的半经典理论定量描述
3．1．3 产生二次谐波的工作物质
3．1．4 产生二次谐波的实验装置
3．2 光学和频与差频效应
3．2．1 光学和频效应
3．2．2 光学差频效应
3．2．3 光学和频与差频产生的实验装置
3．3 光学参量放大与振荡效应
3．3．1 光学参量效应的物理描述
3．3．2 光学参量放大和振荡条件的推导
3．3．3 光学参量放大器和振荡器实验系统
参考文献

第4章 三阶非线性（四波）混频效应
4．1 四波混频（四光子参量作用）的几种方式
4．2 光学三次谐波的产生
4．2．1 三次谐波效应的非线性电极化理论描述
4．2．2 实现三次谐波相位匹配的方法
4．2．3 三次谐波产生的共振增强
4．2．4 产生三次谐波及和频幅射的介质和装置
4．3 拉曼共振增强的四波混频
4．3．1 相干斯托克斯与反斯托克斯环状辐射的产生
4．3．2 两拉曼差频光束成微小角度入射的情况
4．4 非共振四光子参量作用
4．4．1 部分简并四光子参量作用
4．4．2 简并四光子参量作用
参考文献

第5章 强光引起的折射率变化
5．1 线性光学中对折射率的描述
5．2 非线性光学中对折射率的描述
5．3 双光束入射引起的折射率变化
5．4 双光子共振引起的折射率增强变化
5．5 拉曼共振引起的折射率增强变化
5．6 折射率感应变化的物理机制
5．6．1 引起折射率变化的不同物理机制
5．6．2 分子再取向克尔效应引起折射率变化的表示式
5．6．3 电致伸缩效应导致的折射率变化的表示式
5．6．4 感应折射率变化的时间特性
5．7 二阶非线性电极化过程导致的折射率耦合变化（光频泡克耳斯效应）
参考文献

第6章 强光自然焦、自相位调制与光谱自加宽
6．1 强光自聚焦的基本理论描述
6．1．1 自聚焦现象概述
6．1．2 光束自陷的感应波导模型
6．1．3 稳态自聚焦解析理论
6．1．4 稳态自聚焦焦距的半经验公式
6．1．5 动态自聚焦描述
6．2 自聚焦的直接观测实验
6．2．1 自聚焦光束多焦点结构的直接观测
6．2．2 对超短脉冲产生多焦点自聚焦行为的模拟数值计算
……
第7章 强光受激散射效应
第8章 光学相位共轭效应
第9章 非线性光谱学效应
第10章 瞬态相干光学效应
第11章 光学时间孤子
第12章 光学空间孤子
第13章 多光子激发过程和应用
第14章 非线性电极化率的详尽理论
附录

前言/序言

　　“强光光学”或通常所称的“非线性光学”是一门随着激光技术的出现而发展起来的新兴学科，它着重研究激光技术出现后，人们通过强相干光与物质间相互作用而陆续发现的一系列前所未知的光学现象和效应，包括它们的实验表现、物理解释、理论描述以及技术应用。
　　1961年*一个非线性光学效应——光学二次谐波的被发现，标志着这一新兴学科的诞生，至今这一学科已经历了相当长的发展历程。可以毫不夸张地说，到目前为止，人们对这一学科领域内有关光与物质相互作用规律的理解和知识，已经远远超过了激光技术出现前几百年所积累的相关知识的总和。当今激光技术应用领域的诸多方面，如光学相干变频、超短光脉冲技术、超高分辨光谱术、高速率长距离光纤通信、光信息存储与处理等，均在不同程度上利用了非线性光学的一些基本原理。
　　本书的两位作者以前曾出版过《强光光学及其应用》（刘颂豪与赫光生著，广东科技出版社，1995），以及Physicsof Nonlin，ear Optics（G。S。He＆S.H.Liu，World Scientific，2000）。这两本书着重介绍了各种非线性光学效应的基本物理原理、实验现象特征，以及它们的独特技术应用等。本书则是作者在整合与精炼上述两本书的基础上，着重补充和加强了有关近些年来的新发展和新成就的介绍，其中也包括了作者及其合作者们多年来在非线性光学这一学科领域的某些重要专题方面（强光受激散射、光学相位共轭、多光子过程与应用等）所做出的一些成果和贡献。
　　从作者本身的写作意愿来说，力求能做到体系完整、立论严谨、理论与实验并重，以及图文并茂。至于本书出版后是否能够达到上述要求，则需要经过读者和时间的检验。本书采用国际单位制（SI）。
　　作者感谢中国科学院科学出版基金对本书出版的资助，此外，在本书的成书和定稿过程中，承蒙崔一平教授、王慧田教授、郑庆东研究员、沈宇震研究员、吕昌贵副教授、朱菁博士、蔡红星副教授、郭邦红博士等给予的支持和帮助，作者谨向他们表示诚挚的谢意。最后，作者感谢王飞龙先生对本书初稿成型和刘凤娟女士对本书最后定稿所做出的贡献。
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