激光原理与技术 9787118105599 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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陈海燕著 著

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出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118105599

商品编码：29624498075

包装：平装

出版时间：2016-01-01

基本信息

书名:激光原理与技术

定价：34.80元

售价：25.4元,便宜9.4元,折扣72

作者:陈海燕著

出版社：国防工业出版社

出版日期：2016-01-01

ISBN：9787118105599

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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本书可作为普通高等院校光电子技术、光电信息工程、应用物理等专业本科及高职高专教材，也可以作为光学工程、物理电子学等专业研究生的参考书，并可供高等院校相关专业师生及从事激光技术的科技人员参考阅读。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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光的奥秘与人类智慧的结晶——《激光原理与技术》 《激光原理与技术》是一部深度剖析激光这一革命性技术及其广泛应用的书籍。本书不仅仅是一本技术手册，更是一次对光与物质相互作用的精妙探索，一次对人类创造力如何将科学理论转化为改变世界的强大工具的赞颂。通过深入浅出的讲解，本书带领读者走进激光的奇妙世界，理解其核心原理，领略其多姿多彩的应用，并展望其未来的无限可能。 第一章：光与物质的交响——理解激光产生的根基 要理解激光，首先必须回溯到光的基本性质。光，作为一种电磁波，拥有波粒二象性，其行为既表现出波动性（如干涉、衍射），又表现出粒子性（如光子）。原子和分子，构成物质的基本单元，其电子在特定的能量轨道上运动。当光子与物质相互作用时，会发生能量的吸收、发射和散射。 原子能级与量子跃迁： 物质的原子或分子并非拥有连续的能量，而是存在一系列离散的能量“阶梯”，即能级。电子只能占据这些特定的能级。当一个低能级电子吸收了具有恰当能量的光子时，它会跃迁到更高的能级，这个过程称为吸收。反之，当一个高能级电子回到低能级时，它会发射出一个光子，这个过程称为受激发射。 自发辐射与受激辐射： 自发辐射是电子在不受外界影响的情况下，随机地从高能级跃迁到低能级并发射出光子的过程。这种辐射的方向、相位和频率都是随机的。而受激辐射，则是在一个处于高能级的原子被一个具有相同能量的光子激发时发生的。此时，入射光子会诱导原子向低能级跃迁，并额外发射出一个与入射光子在频率、相位、方向和偏振上都完全相同的光子。这是激光产生的关键机制。 粒子数反转： 在正常情况下，物质中的原子更多地处于低能级状态。要实现激光，必须打破这种平衡，让处于高能级状态的原子数量超过处于低能级状态的原子数量，形成“粒子数反转”。只有这样，受激辐射才有更大的机会发生，并产生比自发辐射更强的光。 第二章：从原理到实践——激光器的核心构成与运作 理解了光与物质相互作用的基本原理，便可以深入探索激光器的内部构造和工作机制。一台典型的激光器通常包含三个核心部分：增益介质、激励源和光学谐振腔。 增益介质： 这是产生激光的核心物质，可以是气体（如氦氖、二氧化碳）、固体（如红宝石、钕玻璃）、液体（如染料）或半导体材料。增益介质中的原子或分子在被激励后，能够产生受激发射。不同类型的增益介质适用于产生不同波长和功率的激光。 激励源： 激励源的作用是向增益介质提供能量，使其原子或分子能够跃迁到高能级，实现粒子数反转。常见的激励方式包括： 光学泵浦： 使用另一束光（如闪光灯、另一束激光）来激励增益介质。 电激励： 通过电场或放电来激发气体或半导体材料。 化学反应： 利用化学反应释放能量来激发。 光学谐振腔： 这是一个由两个或多个反射镜组成的系统，通常放置在增益介质的两侧。谐振腔的作用是： 放大受激辐射： 通过反射镜的多次反射，光子在增益介质中来回穿梭，不断诱导更多的受激发射，从而放大光信号。 选择特定模式： 谐振腔的设计决定了激光的横模和纵模，影响激光的光束质量和光谱特性。 输出激光： 其中一个反射镜通常是部分反射的，允许一部分受激辐射的光子以激光束的形式输出。 激光的形成过程： 激励源为增益介质提供能量，使其实现粒子数反转。此时，即使是微弱的自发辐射也可能在谐振腔内被放大。被放大的光束在谐振腔内来回反射，不断触发更多的受激发射。当受激发射产生的能量增益大于光在谐振腔内传输的损耗时，就会形成相干光束，并从部分反射镜输出，成为我们所见的激光。 第三章：激光的独特魅力——理解其非凡特性 激光之所以能够颠覆众多领域，源于其与普通光源截然不同的独特特性： 单色性（Monochromaticity）： 激光输出的光具有非常窄的频率范围，几乎只包含一种颜色（波长）。这意味着激光的光非常纯净，不像白炽灯那样包含多种颜色。这种高度的单色性使得激光在光谱分析、激光雷达等领域具有无可替代的优势。 方向性（Directionality）： 激光束非常狭窄且几乎不发散，可以传播很远的距离而不会明显扩散。这使得激光在远距离通信、测量和瞄准方面表现出色。普通光源的光则向四面八方散射，能量迅速衰减。 相干性（Coherence）： 激光的所有光子都具有相同的相位关系，就像一支整齐划一的军队。这种高度的相干性使得激光在干涉、全息术等领域得以应用，能够产生精密的测量和三维成像。 高亮度（High Brilliance）： 激光在极小的空间内集聚了巨大的能量，因此具有极高的亮度。这种高亮度使得激光能够用于切割、焊接、雕刻等需要强大能量的精密加工。 第四章：无处不在的激光——从工业到生活的多彩应用 正是凭借上述独特的性能，激光已经渗透到我们生活的方方面面，深刻地改变了工业生产、医疗健康、科学研究、信息技术乃至日常生活。 工业领域： 激光切割与焊接： 凭借高能量密度和精准控制，激光能够高效、精确地切割和焊接各种金属、塑料和陶瓷材料，广泛应用于汽车制造、航空航天、电子产品等行业。 激光打标与刻蚀： 激光可以对产品表面进行永久性的标记和雕刻，用于产品标识、防伪溯源以及精密器件的加工。 激光测量与定位： 激光测距仪、激光扫描仪能够实现高精度的距离测量和三维建模，应用于建筑、工程测量和机器人导航。 激光清洗： 激光可以高效地去除物体表面的污垢、油漆和污染物，实现环保、无损的清洗。 医疗健康领域： 激光手术： 激光在眼科手术（如近视矫正）、肿瘤治疗、皮肤科治疗中扮演着重要角色，其精确性和微创性大大降低了手术风险和恢复时间。 激光诊断： 激光诱导荧光技术可用于癌细胞的早期检测；激光多普勒血流测量技术可用于监测血流变化。 激光治疗： 激光理疗能够缓解疼痛、促进组织修复。 信息技术与通信： 光纤通信： 激光是光纤通信系统的核心光源，通过光信号传输数据，极大地提升了信息传输的速度和带宽。 激光打印与扫描： 激光打印机通过激光在感光鼓上成像，实现高效、高质量的文本和图像打印。激光扫描仪则用于信息采集。 激光存储： CD、DVD、蓝光光盘的读写都依赖于激光技术。 科学研究领域： 光谱学： 激光作为一种理想的光源，在原子、分子光谱学研究中发挥着关键作用，帮助科学家揭示物质的结构和性质。 精密测量： 激光干涉仪是衡量长度、位移的最高精度仪器，广泛应用于基础物理研究和精密制造。 粒子加速与受控核聚变： 高能激光器被用于粒子加速器的研究，以及探索受控核聚变的可行性。 日常生活： 条形码扫描： 超市、快递点随处可见的条形码扫描器，都使用了激光技术。 激光指示器： 演示、演讲中常用的激光笔。 激光投影仪： 电影院、会议室中的激光投影仪提供了更清晰、更鲜艳的视觉体验。 第五章：前沿探索与未来展望——激光技术的无限可能 激光技术的发展从未止步，科学家们正在不断突破技术的边界，探索更加新颖的应用和更强大的性能。 超快激光： 飞秒、皮秒级别的超快激光器，其脉冲持续时间极短，能够实现对物质进行极端精密的加工和科学研究，例如在材料科学、生物成像等领域。 自由电子激光： 这种新型激光器可以产生极宽范围的波长，并在强度和相干性上具有独特优势，为基础科学研究提供了强大的新工具。 量子激光： 探索利用量子效应实现更高性能或全新功能的激光器，例如单光子激光器，有望在量子通信和量子计算领域发挥作用。 激光通信与遥感： 进一步提升激光在空间通信、地月通信以及对地观测、行星探测等领域的应用潜力。 激光制造与增材制造（3D打印）： 激光在高性能材料的3D打印中起着核心作用，能够制造出结构复杂、性能优异的部件。 《激光原理与技术》这部著作，以其严谨的学术态度、详实的理论阐述和丰富的应用案例，为读者构建了一个关于激光的全面认知框架。它不仅揭示了光这一古老物质所蕴含的深刻科学原理，更展示了人类如何通过智慧和不懈的努力，将其转化为驱动现代社会进步的强大引擎。本书的价值在于，它不仅仅传授知识，更激发读者对科学探索的热情，对技术创新的向往，以及对未来可能性的无限遐想。理解激光，便是理解科技进步的脉搏，便是洞察人类社会发展的未来趋势。

评分☆☆☆☆☆

拿起这本书，我脑海里首先浮现的是那些我所熟知的、但又对之知之甚少的“应用”。激光，对我而言，早已不是什么遥不可及的科幻概念，它渗透在我们生活的方方面面。我期待在这本书中看到那些触手可及的、具体的应用场景。例如，我想要了解激光是如何在我们的日常生活中发挥作用的，比如在 CD/DVD 播放器中的光学读取，在条形码扫描仪中的信息识别，或者在激光打印机中的成像技术。更进一步，我希望能深入了解激光在更复杂的工业和科研领域中的应用，像是精确的材料加工、远程通信的光纤技术、以及在天文学和物理学研究中的高精度测量。我希望这本书能通过详实的案例和生动的描述，让我看到激光技术是如何被巧妙地运用，以解决各种实际问题，并为人类社会带来便利和进步。它应该是一本充满“故事感”的书，讲述着激光技术如何从一个科学概念，变成改变我们世界的力量。

评分☆☆☆☆☆

我翻开这本书，心中涌起的首先是对“技术”二字的无限好奇。我总是对那些能够解决实际问题、改变生活方式的“硬核”技术充满兴趣。激光，在我看来，便是这样一个充满了魔力的存在。它不像那些虚无缥缈的理论，而是实实在在能够被运用到方方面面的强大技术。我希望能在这本书中看到激光技术是如何从一个科学的设想，一步步演变成如今我们生活中无处不在的工具。我期待着学习那些具体的工程设计，例如激光器的结构、不同类型激光器的优缺点、以及它们在不同领域的集成应用。比如，在工业制造中，激光切割和焊接是如何实现高精度和高效率的？在医疗领域，激光又是如何被用来进行精细的手术和治疗的？我甚至对那些与信息技术相关的激光应用感兴趣，例如激光雷达（LiDAR）在自动驾驶中的作用，或者激光全息投影的未来发展。我希望这本书能提供丰富的案例和图示，让我能够清晰地看到这些技术是如何落地生根，并为人类社会带来切实的进步。它应该是一本关于如何“制造”和“应用”激光的书，而非仅仅停留在理论层面。

评分☆☆☆☆☆

我拿到这本《激光原理与技术》，内心是带着一种对“前沿”和“未来”的憧憬。激光技术，在我看来，一直是科技领域最具代表性的前沿领域之一。我期待着在这本书中找到那些能够展现激光技术最新发展和未来趋势的内容。比如，我希望能了解到当前最先进的激光器技术，像是超快激光、高功率激光在科研和工业领域的最新突破。我也对激光在新兴技术中的应用充满兴趣，例如量子计算中的激光操控，或者先进的生物医学成像技术，以及在空间探索和通信中的激光应用。我希望这本书能够为我揭示激光技术如何成为推动下一轮科技革命的重要力量，它将如何改变我们的生产方式、生活方式，甚至我们对世界的认知。我希望它不仅仅是一本介绍基础原理和成熟技术的书籍，更是一扇窥探未来科技之门，让我能够感受到科技进步的脉搏，并对未来的发展充满信心和想象。

评分☆☆☆☆☆

我拿起这本书，首先是被“原理”二字吸引。我一直对事物的底层逻辑和运作机制充满求知欲。激光，在我看来，是一种极其迷人的物理现象，它背后蕴含着深刻的量子力学和电磁学原理。我渴望在这本书中找到对这些基本原理的清晰解释，了解光是如何被“放大”和“定向”的，例如受激发射、共振腔的构成、以及激光束的相干性和单色性到底意味着什么。我希望作者能够用严谨的数学推导和直观的物理图像，将这些抽象的概念呈现在我面前。例如，我很好奇，为什么激光能够产生如此高强度的能量？是什么样的物理条件造就了激光的特殊光束特性？我期待着能够理解不同类型激光器（如气体激光器、固体激光器、半导体激光器）在原理上的差异，以及这些差异如何影响它们的光学特性和应用范围。这本书，我希望它能成为我理解激光“是什么”和“为什么”的指南，帮助我构建起一个坚实的理论基础，从而更好地欣赏和理解这项技术的神奇之处。

评分☆☆☆☆☆

这本书，嗯，实在让我有些意想不到。我抱着对“激光”这个词的神秘感和对“原理与技术”这类标题的期待去翻开它。原本以为会是一场关于光线如何被驯服，如何以一种极高的精度和能量去工作的奇妙旅程，甚至脑海里已经勾勒出无数科幻电影中激光束划破黑暗的场景。我期待着深入理解其中的物理概念，像是腔体反射、增益介质的激活、光束的聚焦和衍射，以及这些基础原理如何在各种复杂的技术应用中得到体现。我设想的“技术”部分，应该涵盖从早期的红宝石激光器到现代的半导体激光器，再到那些我们日常生活中几乎无法察觉但又至关重要的应用，比如光纤通信、医疗美容、工业切割，甚至科研领域的高精度测量。我希望这本书能以一种既严谨又不失生动的语言，带领我穿越激光世界的宏观与微观，了解它从实验室的奇思妙想到改变世界的巨大力量。我想知道，是什么样的智慧和毅力，让科学家们一步步揭开了激光的奥秘，并将其转化为如此强大的工具。这本书，我希望它能成为我理解这个光之利刃的启蒙之钥。