高等院校精品教材：激光原理（第2版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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陈钰清，王静环 著

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• 激光原理
• 光学
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• 教材
• 激光技术
• 光电子学
• 电磁学
• 精密仪器
• 大学教材

出版社： 浙江大学出版社

ISBN：9787308007283

版次：2

商品编码：10647650

包装：平装

开本：16开

页数：237

正文语种：中文

内容简介

《激光原理（第2版）》主要内容包括光学谐振腔的构成和作用、光学谐振腔的模式、光学谐振腔的损耗，Q值及线宽、光学谐振腔的几何光学分析、光学谐振腔的衍射理论分析、稳定球面镜共焦腔、一般稳定球面镜腔及等价共焦腔等。

内页插图

目录

第一章 激光的物理基础
第一节 光的电磁波理论
第二节 光波的模式和光子的量子状态
第三节 光的相干性和相干体积
第四节 光子简并度
第五节 黑体辐射
第六节 光的自发辐射、受激吸收和受激辐射
第七节 激光的产生
第八节 激光器和激光的特性
习题

第二章 光学谐振腔
第一节 光学谐振腔的构成和作用
第二节 光学谐振腔的模式
第三节 光学谐振腔的损耗，Q值及线宽
第四节 光学谐振腔的几何光学分析
第五节 光学谐振腔的衍射理论分析
第六节 平行平面腔的Fox-Li数值迭代法
第七节 稳定球面镜共焦腔
第八节 一般稳定球面镜腔及等价共焦腔
第九节 非稳定谐振腔
第十节 选模技术
习题

第三章 高斯光束
第一节 高斯光束的基本性质
第二节 高斯光束的传输
第三节 高斯光束通过薄透镜的变换
第四节 高斯光束的聚焦
第五节 高斯光束的自再现变换和ABCD定律在光学谐振腔中的应用
第六节 高斯光束的匹配
第七节 高斯光束的准直
习题

第四章 光场与物质间的相互作用
第一节 光场与物质相互作用的经典理论
第二节 光谱线加宽
第三节 光场与物质相互作用的速率方程描述
习题

第五章 激光放大与振荡原理
第一节 激光泵浦和集居数密度反转
第二节 激活介质的稳态增益放大
第三节 激光器振荡原理
习题

第六章 激光过程动力学
第一节 激光振荡的建立
第二节 激光尖峰和弛豫振荡
第三节 激光器调Q原理
第四节 激光器锁模
第五节 激光器半经典理论概述
习题
常用激光及原子常数表
参考文献

精彩书摘

在第一章中，我们曾从爱因斯坦的光场与原子间相互作用的唯象理论出发，讨论了激光器构成的基本思想和激光形成的主要物理过程。可以看出，光频电磁场与激光工作物质中的工作粒子（例如原子、分子或离子，为简便计通称为原子）间的相互作用是形成激光的物理基础。因此，对这一问题的讨论就成为激光物理的中心问题之一，它不仅是我们理论激光工作物质的放大特性、分析激光器振荡原理的物理基础，也是更进一步学习激光理论的基础。本章将对这一中心问题进行较为专门的讨论。在光场与物质相互作用过程中，一般会同时存在共振相互作用与非共振相互作用。前者特指光场的频率近似等于原子辐射本身某一固有频率（即原子的某两能级间辐射跃迁的波尔频率）的情况。在激光器中，为了实现光的受激辐射放大，其主要的物理过程是共振相互作用。因此，本章的中心是讨论场与物质原子间的共振相互作用，非共振相互作用已超出本课程要求而不作讨论。
由于我们讨论的问题是具有波粒二象性的光与构成物质的大量微观粒子体系间相互作用的问题。因此采用的理论方法的近似程序将有较大差异。它可以是以经典电动力学为基础的完全经典的讨论，亦可以是建立在量子力学基础上的半经典方法，甚至是在量子电动力学基础上的完全量子化的理论方法。采用不同层次的理论方法所建立起来的激光理论自然可以以不同的近似程度揭示激光器的不同层次的特性和规律。然而，在激光工程技术中常常采用简化的量子理论，即速率方程近似来描述光场与物质问的相互作用并进而建立激光器的速率方程理论。该理论方法不涉及光与物质相互作用的力学过程，而是基于爱因斯坦关于相互作用的唯象理论，建立起原子在各能级上的集居数密度在与光场相互作用过程中的变化速率方程，以及光场的光子数变化速率方程，继而据速率方程组讨论激光器的特性。由于这一理论方法能够简明地对激光器的一些重要宏观特性和动力学过程给出较好的说明，因而在工程中得到了较为广泛的应用。

前言/序言

《光电子学基础与应用》 内容简介 本书旨在为物理学、电子工程、材料科学以及相关工程技术领域的研究生和高年级本科生提供一个全面而深入的光电子学基础知识体系。全书共分为四大部分，二十章内容，从基础的光与物质相互作用原理出发，逐步深入到现代光电子器件的设计、制造与前沿应用。 第一部分：光学基础与电磁波理论 (Foundation of Optics and Electromagnetic Wave Theory) 本部分首先回顾了经典光学理论的核心概念，重点梳理了电磁波在介质中的传播特性，包括麦克斯韦方程组的复数形式及其在各向异性介质中的应用。详细阐述了光的偏振态、光的干涉与衍射现象，并引入了傅里叶光学的基础，为理解现代光学系统中的信号处理奠定了理论基础。 在深入部分，本书重点讨论了晶体光学。详细分析了双折射现象的微观机制，特别是光的走向上和波前传播的数学描述，如法线锥、折射率椭球的构建与应用。此外，本部分还涵盖了光在散射介质中的行为，包括瑞利散射和米氏散射的理论模型，以及如何利用这些模型来分析大气光学和生物医学成像中的光传输问题。 第二部分：半导体光电子学导论 (Introduction to Semiconductor Optoelectronics) 本部分是全书的核心内容之一，专注于半导体材料中的光电效应。首先，从能带理论出发，详细解释了有效质量、态密度以及费米能级在非简并和简并半导体中的分布。 随后，重点分析了光吸收、光发射与光载流子复合过程。精确推导了直接带隙和间接带隙半导体中光吸收系数的表达式，并讨论了量子限制效应对能带结构的影响，为理解量子阱（Quantum Well）结构奠定了基础。 在器件方面，本书对光电二极管（Photodiode）的工作原理进行了详尽的论述，包括雪崩光电二极管（APD）和PIN光电二极管的结构、性能参数（如量子效率、响应速度）的定量分析。接着，深入讲解了发光二极管（LED）的效率机制，特别是载流子注入、复合效率以及光提取效率的限制因素。 第三部分：半导体激光器原理与设计 (Principles and Design of Semiconductor Lasers) 本部分聚焦于半导体激光器的核心机制。首先，系统阐述了受激辐射的量子力学基础，并将其应用于半导体材料中的增益过程。详细分析了半导体激光器的阈值条件、光子腔设计（如法布里-珀罗腔、分布式反馈DFB腔）与纵模选择机制。 在器件结构上，本书详细比较了双异质结（DH）、量子阱（QW）和量子点（QD）激光器的性能优势与劣势。重点分析了限制电流密度、温度稳定性以及模式竞争等关键设计挑战。 此外，书中专门辟章节讨论了先进的激光器技术，包括： 1. 调谐激光器 (Tunable Lasers)：分析了可调谐激光器的基本原理，如基于半导体材料折射率变化的调谐机制，以及波长选择器件（如ASE源）的应用。 2. 高功率与高效率激光器：探讨了如何通过优化光限制层和电子限制层来提高量子效率和光子限制效率，以满足高功率密度应用的需求。 3. 光通信用激光器：侧重于直接调制速率、线宽、相对强度噪声（RIN）等参数在高速光纤通信中的重要性及其控制方法。 第四部分：光电子器件的集成与前沿应用 (Integration and Advanced Applications of Optoelectronic Devices) 本部分将理论知识与实际工程应用相结合。首先，系统介绍了光集成电路（PIC）的制造工艺基础，包括光刻、薄膜沉积和刻蚀技术在制造波导、调制器和探测器阵列中的应用。详细讨论了基于III-V族和硅基平台的光子集成技术，特别是异质集成（Heterogeneous Integration）的挑战与进展。 在调制与切换方面，本书深入分析了电光效应（Electro-optic effect）和光致折射率效应，详细阐述了马赫-曾德尔调制器（MZM）和Y波导调制器的性能指标（如带宽、插入损耗和电压效率）。 最后，本书的收官部分介绍了光电子学在几个关键前沿领域的应用： 生物医学光子学：包括基于共聚焦显微镜和多光子显微镜的光学成像技术，以及光声成像（PAI）的基础原理。 传感与计量：重点介绍了光纤传感器的分类（如基于布拉格光栅FBG的传感）及其在环境监测和结构健康监测中的应用。 量子信息技术：简要介绍了单光子源、光子探测器在高保真度量子密钥分发（QKD）系统中的作用。 本书内容覆盖面广，理论推导严谨，旨在培养读者从微观物理机制到宏观器件性能的全面理解能力，是光电子领域深入研究和工程实践的宝贵参考资料。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在光学领域摸爬滚打多年的研究生，我对“激光原理”这个主题可谓是既熟悉又充满敬畏。市面上关于激光的书籍琳琅满目，但真正能让我眼前一亮，既能深入浅出地阐述其物理精髓，又能紧密结合现代科技发展脉络的，却实属不易。我在浏览学术书籍时，无意间看到了这本《高等院校精品教材：激光原理（第2版）》。尽管我手中的参考书已堆积如山，但“精品教材”和“第2版”这两个标签，还是勾起了我极大的兴趣。我尤其关注的是，它是否能够提供一些新的视角，比如在介绍激光器的基本工作原理时，能否更细致地剖析增益介质的能级结构、粒子数反转的形成机制，以及腔体设计对输出特性的影响。同时，我非常希望书中能够覆盖一些近些年发展迅速的激光技术，比如超快激光、光纤激光等，并且不仅仅是简单罗列，而是能深入讲解其背后的物理原理和关键技术瓶颈。毕竟，对于我们这些需要进行前沿研究的学生来说，一本好的教材，不仅是知识的载体，更是激发创新灵感的源泉。它能否帮助我构建起一个更加完善和深入的激光知识体系，是我最期待的。

评分☆☆☆☆☆

我对一本好的教材的期望，更多地体现在其解决实际问题的能力上。在我的学习过程中，常常会遇到理论知识与实际应用脱节的情况。例如，在设计一个激光系统时，仅仅理解了理论公式是远远不够的，更需要知道如何根据具体的应用场景，选择合适的激光器类型、如何进行光束整形、如何控制输出参数等等。我希望这本《高等院校精品教材：激光原理（第2版）》能够在这方面做得更加出色。它能否在理论讲解之后，提供一些精心设计的案例分析？这些案例是否能够覆盖不同领域，比如工业加工、医疗美容、精密测量等？书中对于激光安全、操作规范的讲解是否足够详尽，以确保读者在实践操作中的安全？而且，我非常关心的是，教材中是否会介绍一些常用的激光器设计和仿真软件的使用方法，以及相关的实验指导。毕竟，理论的升华离不开实践的验证，我期待这本书能够成为一座连接理论与实践的坚实桥梁，为我今后的科研道路打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

在当今科技飞速发展的时代，一本“精品教材”的价值，很大程度上取决于其内容的“新”与“精”。激光技术作为现代科技的重要支柱，其发展日新月异。我尤其关注的是，《高等院校精品教材：激光原理（第2版）》是否能够跟上时代的步伐，引入一些近些年来在激光领域涌现出的前沿研究成果和关键技术。例如，对于光束质量的提升、激光输出功率的增大、以及新型激光材料的应用等方面，是否有所涉及？特别是对于一些新兴的激光应用，如激光雷达、激光焊接、激光医疗等，教材是否能够对其背后的激光原理进行深入的剖析，并简要介绍其技术发展趋势？我希望这本教材能够展现出激光科学的活力与魅力，让读者在学习基本原理的同时，也能感受到科技创新的脉搏，从而激发对未来激光技术发展的探索热情。

评分☆☆☆☆☆

作为一个对物理原理有着执着追求的学习者，我对于教材的严谨性和深度有着极高的要求。在理解激光的产生过程时，我希望能够清晰地看到粒子与电磁场的相互作用，包括受激吸收、自发辐射和受激辐射这三个基本过程是如何协同作用，最终实现激光振荡的。我期待书中能够对这些过程的量子力学解释给予充分的阐述，并且在推导增益系数、阈值条件等关键参数时，能够有清晰的数学推导过程，而不是直接给出结果。对于不同类型的激光器，比如气体激光、固体激光、半导体激光等，我希望书中能够详细分析其独特的增益介质特性、泵浦方式以及各自的优缺点。此外，对于激光的输出特性，如相干性、单色性、方向性等，我希望能够有深入的物理阐述，并探讨影响这些特性的因素。如果书中还能对激光腔的模式、稳定性以及腔长调谐等内容进行详细介绍，那将更是锦上添花了。

评分☆☆☆☆☆

从教学的角度来看，一本优秀的教材应该能够激发学生的学习兴趣，并引导他们形成良好的科学思维方式。我个人认为，《高等院校精品教材：激光原理（第2版）》如果能够做到这一点，将会极具价值。在我学习激光原理的初期，我曾因为公式推导的复杂性和概念的抽象性而感到困惑。我希望这本教材能够通过生动形象的类比、精美的插图以及易于理解的语言，将那些复杂的物理概念变得更加直观。例如，在讲解激光谐振腔的模式时，是否可以引入一些声学或电磁学的类比，让读者更容易理解驻波和不同模式的形成？此外，教材是否能够通过设计一些启发式的问题，引导学生主动思考，而不是被动接受知识？我期待这本书能够不仅仅是一本知识的传递者，更能成为一个引导者，帮助我培养独立思考和解决问题的能力。

评分☆☆☆☆☆

质的要求，对教育规律的把握，对教学艺术的领悟，对教学特色的追求。

评分☆☆☆☆☆

适合刚接触激光的人群学习

评分☆☆☆☆☆

比较简单 师弟买的 哎

评分☆☆☆☆☆

提高效益，亦可谓“教学相长”。

评分☆☆☆☆☆

题质疑、成果展示、心得交流、小组讨论、合作学习、疑难解析、观点验证、问题综述。

评分☆☆☆☆☆

很好的书籍很好的学习必备佳品，，，，希望宣传能给力的，能越做也好，下次还会在来的额，京东给了我不一样的生活，这本书籍给了我不一样的享受，体会到了购物的乐趣，让我深受体会啊。

评分☆☆☆☆☆

书很好，客服也好，做事有效率，很快就收到了，谢谢

评分☆☆☆☆☆

①多向互动，形式多样.互动的课堂，一定的活动的课堂，生活的课堂。互动的条件：平等、自由、宽松、和谐。互动的类型师生互动、生生互动、小组互动、文本互动、习题互动、评价互动。互动的形式：问

评分☆☆☆☆☆

学校教学用的参考书，内容不错。