單頻光縴激光器(精)/光學與光子學叢書 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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周炳琨... 編

圖書標籤:

• 光縴激光器
• 單頻激光
• 激光技術
• 光學
• 光子學
• 激光物理
• 非綫性光學
• 光縴通信
• 精密測量
• 光學器件

店鋪： 錦瑭圖書專營店

齣版社： 科學

ISBN：9787030557629

商品編碼：29623487186

齣版時間：2017-12-01

基本信息

• 商品名稱：單頻光縴激光器(精)/光學與光子學叢書
• 作者：楊中民//徐善輝|總主編:周炳琨
• 定價：99
• 齣版社：科學
• ISBN號：9787030557629

其他參考信息（以實物為準）

• 齣版時間：2017-12-01
• 印刷時間：2017-12-01
• 版次：1
• 印次：1
• 開本：
• 頁數：188

作者簡介

楊中民：教授，博士生導師，長江學者特聘教授，**傑齣青年科學基金獲得者，現任廣東省光縴激光材料與應用技術重點實驗室主任、華南理工大學物理與光電學院院長、科技部“863”計劃主題專傢、第七屆***科技委學部委員、十三五重點專項“材料基因工程關鍵技術與支撐平颱”專傢委員會委員、全國科技創新領軍人纔聯盟副理事長。 主要從事光縴與光縴器件研究工作，近年來主持**重點研發計劃、863計劃、**自然科學基金、軍品配套以及省部級項目20餘項。申請專利80餘項，授權40餘項。先後發錶SCI收錄論文170餘篇。獲**技術發明奬二等奬2項（排名**和3）、***技術發明一等奬1項（排名**）、廣東省自然科學一等奬1項（排名第2）；獲廣東省特支計劃傑齣人纔（南粵百傑）、南粵創新奬以及何梁何利科學與技術創新奬等。

目錄

前言
**章 緒論
1.1 引言
1.2 發光離子的能級躍遷
1.2.1 發光離子的能級
1.2.2 發光離子的能級躍遷
1.3 譜綫展寬
1.3.1 均勻展寬和非均勻展寬
1.3.2 介質中發光粒子的光譜
1.3.3 譜綫展寬與激光
參考文獻
第2章 單頻光縴激光的基本特性及測量方法
2.1 單頻光縴激光的基本參數
2.1.1 功率、波長以及光譜特性
2.1.2 單縱模特性
2.1.3 模式質量
2.1.4 偏振態
2.2 單頻光縴激光綫寬特性及測試方法
2.3 單頻光縴激光噪聲特性
2.3.1 強度噪聲的定義及測試方法
2.3.2 頻率噪聲的定義及測試方法
參考文獻
第3章 單頻光縴激光的産生
3.1 單頻光縴激光器的分類
3.1.1 分布布拉格反射（DBR）型單頻光縴激光器
3.1.2 分布反饋（DFB）型單頻光縴激光器
3.1.3 環形腔單頻光縴激光器
3.2 短綫型DBR腔單頻光縴激光器
3.2.1 高增益光縴材料的製備
3.2.2 異質光縴熔接技術
3.2.3 連續單頻光縴激光腔的設計與製作
3.2.4 脈衝單頻光縴激光器
3.2.5 頻率調製單頻光縴激光器
參考文獻
第4章 單頻光縴激光噪聲産生機理及其抑製技術
4.1 噪聲産生機理分析
4.1.1 強度噪聲機理
4.1.2 頻率噪聲機理
4.2 噪聲抑製技術
4.2.1 強度噪聲抑製
4.2.2 頻率噪聲抑製
參考文獻
第5章 單頻光縴激光綫寬控製與穩頻技術
5.1 單頻光縴激光的綫寬控製
5.1.1 綫寬壓窄技術
5.1.2 綫寬展寬技術
5.2 單頻光縴激光器的穩頻技術
5.2.1 單頻光縴激光器頻率穩定方法
5.2.2 DBR短腔單頻光縴激光器穩頻實例
參考文獻

光學前沿：多維光場調控與先進傳感技術 本書深入探討瞭光學領域中極具挑戰性且富有前景的兩個重要分支：多維光場調控與先進傳感技術。在現代科學研究與工業應用中，對光場的精細操控能力以及利用光實現高精度測量與探測的需求日益增長。本書旨在係統梳理這兩個領域的最新進展、核心理論、關鍵技術以及未來發展方嚮，為光學研究者、工程師以及相關領域的研究生提供一本全麵的參考資料。 第一部分：多維光場調控 光場，作為一種基礎而強大的物理實體，其強大的信息承載能力和靈活的操控潛力使其成為實現前沿科學突破的關鍵。傳統的激光器輸齣的光通常是單維度的，即隻在強度上有一定的控製。然而，隨著科學技術的進步，我們對光場提齣瞭更高的要求，需要對其在多個維度上進行精確調控，例如空間、時間、偏振、頻率、軌道角動量等。這些多維度的調控能力為信息傳輸、精密測量、量子信息處理、生物醫學成像等眾多領域打開瞭新的可能性。 第一章：空間光場調控 本章聚焦於如何對光的空間分布進行精細控製。我們將從經典的空間光場（如高斯光束、厄米-高斯光束、拉蓋爾-高斯光束等）的性質齣發，詳細介紹産生和操控這些光場的關鍵技術。 衍射光學元件： 全息光柵、衍射透鏡、衍射光學器件（DOEs）等在空間光場整形方麵扮演著至關重要的角色。我們將分析其工作原理，討論如何設計和製造這些元件以實現特定的光束整形，例如産生貝塞爾光束、艾裏光束等無衍射或自愈光束，以及光束的聚焦和衍射控製。 空間光調製器（SLMs）： SLMs是實現動態、可編程空間光場調控的核心器件。我們將深入探討不同類型的SLMs（如液晶空間光調製器LCSLMs、微機電係統DMDs）的工作原理，並介紹如何利用SLMs加載全息圖、相位掩模等來實時生成任意空間光場，包括復雜光束的産生（如叉狀光束、光渦鏇）、光束的偏轉和聚焦控製、以及多光束的閤成與乾涉。 光束整形技術： 除瞭衍射光學元件和SLMs，我們還將介紹其他先進的空間光場整形技術，例如利用非綫性光學效應進行光束整形、基於介質光柵的光束整形、以及激光腔內光束整形等。 應用實例： 本節將結閤具體應用，展示空間光場調控的強大威力。例如，在光學捕獲與操縱中，利用光渦鏇産生的三維力場可以實現微粒的三維捕獲與精細操控；在光學顯微成像中，利用衍射光學元件和SLMs可以實現超分辨率成像、光片成像等；在激光加工中，可以實現對加工材料的精確光斑整形，提高加工精度和效率。 第二章：時間與頻率光場調控 除瞭空間維度，對光場的時間和頻率進行精確控製同樣是現代光學的核心內容。 飛秒激光技術： 飛秒激光因其極短的脈衝寬度，可以實現對物質的超快過程進行精細探測和加工。我們將介紹飛秒激光的産生機製（如鎖模、Q開關），以及如何對飛秒激光脈衝的時間輪廓、脈衝序列進行調控。 脈衝壓縮與展寬： 介紹通過光學元件（如光柵、棱鏡對、色散反射鏡）實現飛秒脈衝的壓縮和展寬，以獲得不同時間尺度的超快脈衝。 光梳技術： 光梳是一種具有周期性頻譜的激光，其精確的頻率間隔使其成為精密測量的“終極尺子”。我們將深入探討不同類型光梳（如全氟化碳光梳、光學頻率梳）的産生原理，以及其在時間測量、頻率測量、光譜分析、雷達等領域的應用。 頻率掃描與穩定： 介紹利用激光頻率鎖定技術、主動反饋係統等來穩定和掃描激光頻率，以實現高精度光譜測量和頻率閤成。 應用實例： 本節將展示時間與頻率光場調控在高速通信、激光雷達（LiDAR）、原子鍾、精密光譜學、光電器件測試等領域的關鍵作用。 第三章：偏振與軌道角動量（OAM）光場調控 偏振和軌道角動量是光場中另外兩個重要的自由度，對它們進行調控可以極大地擴展光場的信息承載能力。 偏振光調控： 從綫偏振、圓偏振到橢圓偏振，再到任意偏振態的光。我們將介紹綫偏振片、波片、偏振控製器等器件的工作原理，以及如何利用SLMs實現對偏振的動態、空間可調控，産生偏振梯度光場、偏振奇點等。 軌道角動量（OAM）光場： OAM光是一種具有螺鏇相位結構的光束，其相位圍繞光軸呈螺鏇式分布，且攜帶的軌道角動量是光子數量的整數倍。我們將深入探討OAM光束的産生機製（如利用全息圖、SLMs、螺鏇相位闆），以及OAM模式的多路復用和解復用技術。 OAM光場的性質與應用： 分析OAM光場的特殊性質，例如其攜帶的角動量、在衍射和聚焦時的行為等，並重點介紹其在光通信（OAM復用）、量子信息（OAM編碼）、光學成像（增強分辨率）、粒子操縱等領域的創新應用。 多維度光場耦閤： 探討如何將空間、時間、頻率、偏振、OAM等多個光場維度進行耦閤調控，以實現更復雜、更強大的光場調控能力，為未來的光技術應用提供更豐富的解決方案。 第二部分：先進傳感技術 傳感技術是連接物理世界與信息世界的橋梁。隨著科技的發展，我們對傳感器的精度、靈敏度、選擇性、響應速度以及工作環境的要求越來越高。光學傳感技術以其非接觸、高分辨率、抗電磁乾擾等優勢，在各個領域展現齣強大的應用潛力。本部分將聚焦於當前光學傳感領域的前沿技術與發展趨勢。 第四章：光學乾涉與衍射傳感 乾涉與衍射是光的基本波動屬性，利用其對環境變化的敏感性，可以設計齣高精度的光學傳感器。 乾涉儀原理與類型： 詳細介紹邁剋爾遜乾涉儀、薩格納剋乾涉儀、馬赫-曾德爾乾涉儀等經典乾涉儀的工作原理，以及不同類型乾涉儀在位移、摺射率、形變、振動等參數測量中的應用。 相位測量技術： 重點介紹各種相位提取算法，如四步相移法、自相關法、傅裏葉變換法等，這些算法對於從乾涉條紋中精確提取相位信息至關重要。 衍射傳感： 探討如何利用衍射原理設計傳感器，例如利用衍射光柵對溫度、壓力、化學物質等敏感材料的形變響應進行測量。 光刻與全息傳感： 介紹利用光刻和全息技術實現的超高精度位移測量、錶麵形貌測量等。 應用實例： 闡述光學乾涉與衍射傳感在精密測量（如長度測量、錶麵粗糙度測量）、無損檢測、生物醫學檢測（如細胞形變測量）、環境監測（如氣體濃度測量）等方麵的成功應用。 第五章：拉曼光譜與熒光傳感 拉曼光譜和熒光光譜是兩種重要的分子指紋識彆技術，其對物質的特異性響應使其成為化學、生物、醫學等領域不可或缺的分析手段。 拉曼光譜原理： 深入講解拉曼散射的物理機製，包括分子振動、轉動與光子散射的相互作用。介紹錶麵增強拉曼散射（SERS）和間增強拉曼散射（SEERS）等增強技術，以及其在提高靈敏度方麵的優勢。 熒光光譜原理： 闡述熒光發射的機理，包括光激發、能量弛豫、熒光發射等過程。介紹不同類型的熒光染料、熒光蛋白，以及熒光壽命、熒光共振能量轉移（FRET）等概念。 光譜傳感器的設計與實現： 討論如何設計基於拉曼或熒光原理的光譜傳感器，包括光譜儀的組成（光源、樣品池、光譜探測器）、光譜解析方法等。 應用實例： 重點介紹拉曼和熒光傳感在食品安全檢測、藥物分析、疾病診斷（如癌癥標記物檢測）、環境汙染物監測、材料成分分析等領域的廣泛應用。 第六章：光縴傳感技術 光縴傳感以其體積小、重量輕、抗腐蝕、抗電磁乾擾、傳輸損耗低等優點，成為分布式、長距離、惡劣環境下傳感的首選技術。 光縴傳感機理： 介紹基於光縴本體特性變化（如摺射率、長度、彎麯）以及光縴端麵或錶麵塗層特性變化的光縴傳感原理。 常見光縴傳感器類型： 詳細介紹基於布拉格光柵（FBG）、長周期光柵（LPG）、乾涉儀（如法布裏-珀羅乾涉儀、Sagnac光縴乾涉儀）、光縴光敏效應（如瑞利散射、拉曼散射）等原理的光縴傳感器，並分析其各自的優勢與適用範圍。 分布式光縴傳感： 重點介紹分布式光縴傳感技術，例如基於瑞利散射的分布式溫度傳感（DTS）和分布式應變傳感（DSS），以及基於布裏淵散射的分布式傳感技術。這些技術能夠實現對長距離光縴綫路的實時監測。 光縴傳感器網絡： 探討如何構建大規模、多參數的光縴傳感器網絡，實現對大型基礎設施（如橋梁、隧道、管道）、環境（如森林火災、地震監測）等的全方位、實時監測。 應用實例： 聚焦於光縴傳感在結構健康監測、工業過程控製、石油天然氣管道監測、電力電纜監測、環境監測、醫療診斷等領域的創新應用。 第七章：新興光學傳感技術與未來展望 本章將對當前光學傳感領域中湧現齣的新興技術進行介紹，並對未來發展趨勢進行展望。 錶麵等離激元共振（SPR）傳感： 介紹SPR現象及其在生物、化學傳感領域的應用，以及SPR傳感器的靈敏度和選擇性。 量子傳感技術： 探討基於量子糾纏、量子疊加等量子力學原理實現的高精度傳感技術，例如量子計量、量子成像等。 納米光子學傳感： 介紹利用納米結構（如等離激元納米粒子、納米天綫）增強光學信號，實現超高靈敏度傳感。 微腔傳感： 探討利用微腔的強光場效應和高Q值特性實現高靈敏度、高選擇性的傳感。 智能光學傳感係統： 討論如何將人工智能、機器學習等技術與光學傳感相結閤，構建具備自適應、自學習、自優化的智能光學傳感係統。 多模態光學傳感： 展望未來光學傳感技術的發展方嚮，例如融閤多種傳感原理，實現對目標物體的多維度、多信息量的全麵感知。 本書的寫作力求清晰、嚴謹，理論介紹與技術細節相結閤，並輔以豐富的實例，旨在為讀者提供一個全麵、深入的認識。我們希望通過本書的齣版，能夠激發更多研究者在多維光場調控和先進傳感技術領域進行探索與創新，為推動光學科學與技術的進步貢獻力量。

評分☆☆☆☆☆

這是一本寫給光學儀器設計人員的寶典級讀物。它並沒有過多糾纏於光的基礎理論的數學證明，而是將重點放在瞭如何將光學原理轉化為可製造、可量産的精密儀器上。書中詳細闡述瞭光學係統誤差分析、公差分配的實用技巧，以及如何利用像差理論優化鏡頭組的設計。特彆是關於計量光學和傳感技術應用的章節，提供瞭許多標準化的設計流程和測試方法，對於項目經理和係統工程師來說，簡直是按圖索驥的指南。語言風格偏嚮工程實踐，非常直截瞭當，沒有太多文學色彩，直擊痛點，效率極高。我感覺自己像是跟隨一位經驗豐富的光學工程師在進行項目復盤，學到瞭許多書本上學不到的“竅門”和權衡之道。

評分☆☆☆☆☆

這本書的側重點似乎在於材料科學與光相互作用的微觀機製。我特彆關注瞭其中關於非綫性光學效應的那幾個章節，作者對拉曼散射、倍頻以及自相位調製等現象的物理圖像刻畫得非常到位。書中引用瞭大量的實驗數據來佐證理論模型的有效性，使得閱讀體驗非常踏實。我特彆欣賞它對不同材料體係——從無機晶體到有機聚閤物——在強光作用下的響應差異的對比分析，這對於開發新型光電器件材料具有極高的指導價值。遺憾的是，相較於理論的深度，書中對最新的超材料或拓撲光子學等新興領域的介紹相對比較簡略，可能需要結閤其他資料進行補充閱讀，但就其核心內容的紮實力而言，它絕對是領域內的佼佼者。

評分☆☆☆☆☆

這本關於光學基礎的書籍真是讓人受益匪淺，作者的敘述方式非常清晰，即便是像我這樣對物理學隻有初步瞭解的讀者，也能輕鬆跟上他的思路。書中對光的波動性和粒子性的探討深入淺齣，特彆是對衍射和乾涉現象的解釋，配上豐富的實例和圖示，讓抽象的概念變得具體可感。我尤其欣賞它在介紹經典光學理論時，並沒有停留在理論層麵，而是緊密結閤瞭現代技術應用，比如如何利用這些原理設計齣高性能的光學元件。這本書的排版設計也做得很好，術語的解釋和公式的推導都安排得井井有條，查閱起來非常方便。它不僅僅是一本教材，更像是一位耐心的老師，引導我一步步揭開光的世界的神秘麵紗。讀完之後，我對光學領域的熱情被極大地激發瞭，迫不及待地想去探索更深層次的專業內容，這本書無疑為我打下瞭極其堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

我最近在研究超快激光的進展，所以翻閱瞭這本介紹激光物理與工程的專著。這本書的覆蓋麵相當廣，從激光器的基本原理，到各種工作介質的特性分析，再到後端的係統集成和應用拓展，都有詳盡的論述。對於如何優化腔內光場分布以實現高增益和低閾值，書中的數學建模和仿真方法非常實用，讓我得以理解當前許多前沿研究背後的理論支撐。作者的寫作風格非常嚴謹，每一處論斷都有堅實的理論依據支撐，這對於需要進行嚴謹實驗設計的研究人員來說至關重要。雖然某些高級主題的推導過程略顯復雜，需要一定的數學功底，但這恰恰說明瞭本書的深度和專業性。它更像是一本為研究生和資深工程師準備的參考手冊，提供瞭解決實際工程難題的有力工具。

評分☆☆☆☆☆

我對光譜學的應用非常感興趣，這本書在介紹光譜儀的原理和結構時，展現瞭極高的專業水準。它不僅詳盡地描述瞭色散元件（如光柵和棱鏡）的性能參數和選擇標準，還深入探討瞭如何通過優化光路布局來提高儀器的信噪比和分辨率。書中的案例研究部分尤其精彩，針對不同波段（從紫外到紅外）的應用場景，提供瞭具體的係統設計案例和調試經驗。作者對儀器的“性能瓶頸”有著敏銳的洞察力，並提供瞭切實可行的解決方案，比如如何處理雜散光和熱噪聲問題。這本書的結構邏輯非常清晰，層層遞進，從基礎的光譜采集到復雜的數據處理，構建瞭一個完整的知識體係框架，是從事光譜分析和儀器研發人員不可多得的優秀參考書。