激光原理及应用（第2版）/普通高等教育“十二五”国家级规划教材·电子信息科学与工程类专业精品教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

陈鹤鸣，赵新彦 著

图书标签:

• 激光原理
• 激光技术
• 光电子学
• 光学工程
• 电子信息科学
• 高等教育
• 教材
• 物理学
• 应用物理
• 光通信

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121210914

版次：2

商品编码：11324612

包装：平装

丛书名： 电子信息科学与工程类专业精品教材

开本：16开

出版时间：2013-09-01

页数：392

字数：640000

正文语种：中文

编辑推荐

　　NULL

内容简介

　　《激光原理及应用（第2版）/普通高等教育“十二五”国家级规划教材·电子信息科学与工程类专业精品教材》主要内容包括：激光发展简史及激光的特性，激光产生的基本原理，光学谐振腔与激光模式，高斯光束，激光工作物质的增益特性，激光器的工作特性，激光特性的控制与改善，典型激光器，半导体激光器，光通信系统中的激光器和放大器，激光全息技术，激光与物质的相互作用等。

作者简介

    陈鹤鸣，南京邮电大学电子工程学院院长,教务处处长教育部电子科学与技术教指委,光信息科学与工程教指委委员，著有著作和论文多篇。

精彩书评

　　NULL

目录

第1章 概述
1.1 激光发展简史
1.2 激光的特性
1.2.1 高方向性
1.2.2 单色性
1.2.3 相干性
1.2.4 高亮度
1.3 激光应用简介
习题与思考题一

第2章 激光产生的基本原理
2.1 原子发光的机理
2.1.1 原子的结构
2.1.2 原子的能级
2.1.3 原子发光的机理
2.2 自发辐射、受激辐射和受激吸收
2.2.1 自发辐射
2.2.2 受激辐射
2.2.3 受激吸收
2.2.4 三个爱因斯坦系数之间的关系
2.3 激光产生的条件
2.3.1 受激辐射光放大
2.3.2 集居数反转
2.3.3 激活粒子的能级系统
2.3.4 光的自激振荡
2.4 激光器的基本组成与分类
2.4.1 激光器的基本组成
2.4.2 激光工作物质
2.4.3 泵浦源
2.4.4 光学谐振腔
2.4.5 激光器的分类
习题与思考题二

第3章 光学谐振腔与激光模式
3.1 光学谐振腔的构成和分类
3.1.1 光学谐振腔的构成和分类
3.1.2 典型开放式光学谐振腔
3.2 激光模式
3.2.1 驻波与谐振频率
3.2.2 纵模
3.2.3 横模
3.3 光学谐振腔的损耗
3.3.1 光腔的损耗
3.3.2 光子在腔内的平均寿命
3.3.3 无源腔的品质因数——Q值
3.4 光学谐振腔的稳定性条件
3.4.1 腔内光线往返传播的矩阵表示
3.4.2 共轴球面腔的稳定性条件
3.4.3 临界腔
3.5 光学谐振腔的衍射理论基础
3.5.1 自再现模
3.5.2 菲涅耳-基尔霍夫衍射积分
3.5.3 自再现模积分方程
3.5.4 自再现模积分方程解的物理意义
3.6 平行平面腔的自再现模
3.6.1 平行平面镜腔的自再现模积分方程
3.6.2 平行平面腔模的数值迭代解法
3.6.3 单程衍射损耗、单程相移与谐振频率
3.7 对称共焦腔的自再现模
3.7.1 方形镜对称共焦腔
3.7.2 圆形镜共焦腔
3.8 一般稳定球面腔的模式理论
3.8.1 一般稳定球面腔与共焦腔的等价性
3.8.2 一般稳定球面腔的模式特征
3.9 非稳定谐振腔
3.9.1 非稳腔的基本结构
3.9.2 非稳腔的几何自再现波型
3.9.3 非稳腔的几何放大率
3.9.4 非稳腔的能量损耗
3.9.5 非稳腔的输出耦合方式
3.9.6 非稳腔的主要特点
习题与思考题三

第4章 高斯光束
4.1 高斯光束的基本性质
4.1.1 高斯光束
4.1.2 高斯光束的基本性质
4.1.3 高斯光束的特征参数
4.2 高斯光束的传输与变换规律
4.2.1 高斯光束的传输与变换规律
4.2.2 实例分析
4.3 高斯光束的聚焦和准直
4.3.1 高斯光束的聚焦
4.3.2 高斯光束的准直
4.4 高斯光束的自再现变换
4.4.1 利用薄透镜实现自再现变换
4.4.2 球面反射镜对高斯光束的自再现变换
4.5 高斯光束的匹配
4.6 激光束质量因子
习题与思考题四

第5章 激光工作物质的增益特性
5.1 谱线加宽与线型函数
5.1.1 谱线加宽概述
5.1.2 光谱线加宽的机理
5.1.3 均匀加宽、非均匀加宽和综合加宽
5.2 速率方程
5.2.1 对自发辐射、受激辐射、受激吸收概
率的修正
5.2.2 单模振荡速率方程
5.2.3 多模振荡速率方程
5.3 均匀加宽激光工作物质对光的增益
5.3.1 增益系数
5.3.2 反转集居数饱和
5.3.3 增益饱和
5.4 非均匀加宽激光工作物质对光的增益
5.4.1 增益饱和
5.4.2 烧孔效应
习题与思考题五

第6章 激光器的工作特性
6.1 连续与脉冲工作方式
6.1.1 短脉冲运转
6.1.2 长脉冲和连续运转
6.2 激光器的振荡阈值
6.2.1 阈值增益系数
6.2.2 阈值反转集居数密度
6.2.3 阈值泵浦功率和能量
6.3 激光器的振荡模式
6.3.1 起振纵模数
6.3.2 均匀加宽激光器的输出模式
6.3.3 非均匀加宽激光器的输出模式
6.4 连续激光器的输出功率
6.4.1 均匀加宽单模激光器的输出功率
6.4.2 非均匀加宽单模激光器的输出功率
6.4.3 多模激光器
6.5 脉冲激光器的工作特性
6.5.1 短脉冲激光器的输出能量
6.5.2 弛豫振荡
习题与思考题六

第7章 激光特性的控制与改善
7.1 模式选择
7.1.1 横模选择
7.1.2 纵模选择
7.2 稳频技术
7.2.1 频率的稳定性
7.2.2 稳频方法
7.3 调�玅��技术
7.3.1 调�玅��激光器工作原理
7.3.2 �玅��调制方法
7.3.3 调�玅��激光器基本理论
7.4 超短脉冲技术
7.4.1 锁模原理
7.4.2 锁模方法
7.4.3 均匀加宽激光器主动锁模自洽理论
7.4.4 阿秒激光的产生与测量
7.5 激光调制技术
7.5.1 激光调制的基本概念
7.5.2 电光调制、声光调制和磁光调制
7.5.3 直接调制
7.6 激光偏转技术
7.6.1 机械偏转
7.6.2 电光偏转
7.6.3 声光偏转
7.7 光电器件设计及参数选用原则
7.7.1 电光调制器的设计
7.7.2 电光调�玅��激光器的设计
7.7.3 声光调制器的设计
习题与思考题七

第8章 典型激光器
8.1 固体激光器
8.1.1 固体激光器的基本结构和泵浦方式
8.1.2 红宝石激光器
8.1.3 钕激光器
8.1.4 掺钛蓝宝石激光器
8.2 气体激光器
8.2.1 气体激光器的泵浦方式
8.2.2 氦氖激光器
8.2.3 二氧化碳激光器
8.2.4 氩离子激光器
8.3 染料激光器
8.3.1 染料激光器的泵浦方式与基本结构
8.3.2 染料激光器的工作原理
8.4 新型激光器
8.4.1 准分子激光器
8.4.2 自由电子激光器
8.4.3 化学激光器
8.4.4 声子激光器
习题与思考题八

第9章 半导体激光器
9.1 半导体激光器物理基础
9.1.1 半导体的能带结构和电子状态
9.1.2 半导体中载流子的分布与复合发光
9.1.3 PN结
9.1.4 半导体激光材料
9.2 半导体激光器的工作原理
9.2.1 半导体激光器受激发光条件
9.2.2 半导体激光器有源介质的增益系数
9.2.3 阈值条件
9.2.4 半导体激光器的速率方程及其稳态解
9.3 半导体激光器有源区对载流子和光子的限制
9.3.1 异质结半导体激光器
9.3.2 量子阱激光器
9.3.3 光约束因子
9.4 半导体激光
……

前言/序言

　　本教材是普通高等教育“十一五”国家级规划教材和江苏省高等学校立项建设的精品教材。本书可作为高等院校电子科学与技术、光信息科学与技术、光电信息工程和应用物理等专业本科生的教材，也可供高校相关专业的师生及从事光电子技术和光通信技术的科技人员参考。
　　本教材编写时参考了《普通高等学校电子科学与技术本科指导性专业规范（讨论稿）》和《普通高等学校光电信息科学与工程本科指导性专业规范（讨论稿）》中激光原理和光电子技术知识领域的要求，由作者根据在光通信和光电信息领域多年的科研和教学实践经验，并充分吸收国内外激光应用领域最新发展的基础上编著。本教材力求深入浅出地阐明激光的基本原理和应用技术，并侧重介绍激光在光通信和光电信息领域的最新应用和发展。教材内容力图保证相关理论知识的系统性和完整性，又兼顾可读性和实用性。
　　“激光原理”课程是电子科学与技术、光信息科学与技术和光电信息工程等专业的必修
　　专业基础课。本课程的参考学时为64课时，教材主要内容包括：激光发展简史及激光的特性；激光产生的基本原理；光学谐振腔与激光模式；高斯光束；激光工作物质的增益特性；激光器的工作特性；激光特性的控制与改善；典型激光器；半导体激光器；光通信系统中的激光器和放大器；激光全息技术；激光与物质的相互作用；激光在其他领域的应用。
　　本书第1章是激光基本知识；第2～6章是激光理论；第7章是激光技术；第8章介绍典型激光器的原理和特性；第9、10章重点介绍用于光通信的激光器和光通信系统；第11～13章主要介绍激光在光电信息、工业、生物医学、国防科技以及科学前沿问题中的应用。
　　本书第1～8章、第12、13章由赵新彦编写，第9～11章由陈鹤鸣编写。全书由陈鹤鸣负责修改和定稿。天津大学姚建铨院士提出了许多宝贵意见并为本书作序。在本书的编写过程中得到了南京邮电大学光通信研究所的大力支持，得到了南京邮电大学教务处的关心和帮助，在此一并谨向他们表示诚挚的感谢。由于当前光通信、光电信息以及激光技术和应用的飞速发展，要全面、系统地介绍激光应用的最新知识实属不易。由于编者学识与水平所限，书中难免有一些缺点和错误，恳请读者批评指正。
　　编者
　　2008年7月

光学新视界：从微观粒子到宏观应用 本书并非《激光原理及应用（第2版）》，也与普通高等教育“十二五”国家级规划教材、电子信息科学与工程类专业精品教材的系列关联无关。它是一部独立的光学知识探索之作，旨在为读者开启一扇认识光、理解光、并最终驾驭光的新视界。从光子的微观奥秘到光学现象的宏观展现，本书力求以清晰的逻辑、生动的语言和丰富的实例，勾勒出光学世界的壮丽画卷。 第一章：光之初探——粒子与波的二重奏 我们将从最根本的问题开始：光是什么？这一看似简单的问题，在人类探索的漫长岁月中，却引发了无数的争论与革新。本章将带领读者回顾光学发展的简史，从古希腊哲学家们对光的朴素认识，到牛顿的微粒说，再到惠更斯的波动说，以及麦克斯韦提出的电磁波理论。我们将深入探讨光的波粒二象性，这是理解光学现象的基石。 光的本质：微观世界的奇妙舞蹈：我们会详细阐述光子概念的提出及其意义，解释光如何表现出粒子的特性，例如光电效应，以及其能量与频率的关系（E=hν）。同时，也将深入分析光的波动性，如干涉、衍화、衍射等现象，并介绍描述光波特性的重要参数，如波长、频率、振幅和相位。 光的传播：直线、折射与反射的规律：在宏观层面，光通常被视为沿直线传播。本章将介绍光的直线传播定律，并在此基础上深入探讨光的折射和反射现象。我们会详细讲解斯涅尔定律，分析光从一种介质进入另一种介质时传播方向的改变，以及光在光滑表面上遵循的反射定律。通过对这些基本规律的理解，读者将能解释许多日常可见的光学现象，如彩虹的形成、镜子的成像原理等。 光与物质的初步交互：吸收、透射与散射：光与物质的相互作用是光学研究的核心内容之一。本章将介绍光与物质相遇时可能发生的几种基本过程：吸收、透射和散射。我们将解释为何有些物体不透明，为何有些物体会发热，为何天空是蓝色的，以及为什么日出日落时天空会呈现出红色。这些现象都与光子与物质原子、分子的能量交换息息相关。 第二章：几何光学——光的轨迹与成像的奥秘 几何光学是光学中最古老、也最直观的分支之一。它以光的直线传播为基础，通过几何的手段来分析光的传播路径和成像规律。本章将聚焦于几何光学中的基本原理和应用，为读者构建清晰的光路图景。 透镜的魔法：聚焦与发散的光影魔术：透镜是几何光学中最重要的成像元件之一。我们将详细介绍凸透镜和凹透镜的光学特性，包括焦距、主光轴、焦点等概念。通过光路图的绘制，读者将能理解透镜如何成像，并掌握“物近实像远，物远实像近，成实则倒，成虚则正”等成像规律。我们会深入分析单透镜成像公式（高斯成像公式）及其应用，例如眼镜、放大镜、显微镜等常见光学仪器的成像原理。 镜面的幻象：平面镜与曲面镜的世界：镜子是我们日常生活中最常见的光学器件。本章将详细讲解平面镜成像的特点，以及它所形成的虚像。在此基础上，我们将深入探讨球面的凹面镜和凸面镜。我们会分析它们如何成像，并解释其在汽车后视镜、望远镜等设备中的应用。通过几何作图和公式推导，读者将能精确预测镜面成像的位置和大小。 光路设计的基础：光路图的绘制与分析：光路图是几何光学分析的有力工具。本章将系统介绍绘制准确光路图的方法，包括如何确定入射光线、反射光线、折射光线，以及如何确定像点的位置。我们将通过大量的实例，引导读者掌握分析复杂光学系统（如相机、投影仪）光路设计的基本思路。 光学仪器的启蒙：从简易相机到望远镜：基于几何光学原理，本章将介绍一些基础光学仪器的成像原理，如针孔相机、简单的照相机、显微镜和望远镜。我们将解释这些仪器如何利用透镜和镜面的组合来放大、聚焦光线，从而实现观察微小物体或遥远景物的目的。 第三章：波动光学——光的干涉、衍射与偏振 几何光学在许多情况下都能很好地描述光的行为，但它无法解释光的干涉、衍射和偏振等波动现象。本章将转向波动光学，揭示光作为一种波的深刻特性。 干涉：光波的叠加与消长：当两束或多束相干的光波叠加时，就会发生干涉现象。本章将详细介绍相干波的产生条件，并深入分析杨氏双缝干涉实验，解释明暗条纹的形成原理及其与波长的关系。我们将推导干涉条纹的公式，并探讨薄膜干涉、迈克耳逊干涉仪等实际应用，例如肥皂泡上的彩色图案、光学薄膜的增透和增反等。 衍射：光绕射的奇妙轨迹：衍射是指光在传播过程中遇到障碍物或小孔时，会发生弯曲，离开直线传播路径的现象。本章将介绍惠更斯原理，并分析单缝衍射、光栅衍射等经典实验。我们将讨论衍射条纹的特点，以及衍射在光学仪器分辨率限制中的作用。光栅光谱仪作为重要的分析工具，其原理也将在此得到阐述。 偏振：光波振动方向的有序之美：偏振是描述光波横波特性的重要现象。本章将介绍自然光和偏振光的区别，以及产生偏振光的几种主要方式，如反射偏振、散射偏振和通过偏振片。我们将详细讲解马吕斯定律，并探讨偏振光在液晶显示、3D电影、科学研究等领域的广泛应用。 傅里叶光学导论：光的波动分析新视角：为了更深入地分析复杂的光学系统，本章将简要介绍傅里叶光学。我们将阐述如何利用傅里叶变换将光的空间分布转化为频率域的表示，从而更有效地分析衍射和成像过程。这一理论工具为理解现代光学成像和信息处理奠定了基础。 第四章：光的量子特性——光子与量子光学 尽管波动光学解释了许多光的波动现象，但一些实验，如黑体辐射和光电效应，却无法用经典波动理论来解释。本章将引领读者进入量子光学领域，揭示光的量子特性。 普朗克与爱因斯坦的革命：光子的诞生：本章将追溯量子理论的起源，从普朗克的黑体辐射定律开始，介绍能量子的概念。随后，我们将重点讲解爱因斯坦对光电效应的解释，即光是由一个个不连续的能量包——光子组成的。我们将详细分析光子的能量（E=hν）和动量（p=h/λ），并解释其在粒子性方面的体现。 量子光学现象：荧光、磷光与激光的基础：我们将介绍一些重要的量子光学现象，如荧光和磷光，解释它们产生的原因及其在照明、显示等领域的应用。虽然本章不深入探讨激光器本身，但将为读者建立理解激光器工作原理所需的光子概念基础，即受激辐射是光子数增大的关键。 量子信息与量子光学进展：简要介绍量子信息科学的发展，如量子通信、量子计算等，并阐述其与量子光学研究的紧密联系。我们将提及一些前沿研究方向，如单光子源、量子纠缠等，为读者打开更广阔的视野。 第五章：应用之光——光学技术在现代生活中的足迹 光学技术已经深入到现代社会的方方面面，从我们日常使用的电子产品到高精尖的科学仪器，无不闪耀着光学的光辉。本章将通过丰富的实例，展示光学原理在各个领域的应用。 视觉的延伸：相机、显微镜与望远镜的演进：我们将回顾相机、显微镜和望远镜的发展历程，分析它们在光学原理基础上的不断创新与改进，以及它们在科学研究、医疗诊断、天文观测等领域的巨大贡献。 信息的载体：光纤通信与光学存储：光纤通信是现代信息传输的脊梁。本章将介绍光在光纤中全反射传播的原理，以及光信号如何承载海量信息。同时，我们将探讨光学存储技术，如CD、DVD、蓝光光盘等，解释它们如何利用激光和光学原理记录和读取数据。 测量与检测：光学传感与精密测量：光学测量技术因其高精度、非接触等优点而得到广泛应用。我们将介绍光学传感器在工业自动化、环境监测、生物医学等领域的应用，如激光测距、光电编码器、光学显微镜等。 能源与工业：太阳能电池与激光加工：本章将介绍太阳能电池将光能转化为电能的原理，以及其在清洁能源领域的关键作用。同时，也将简述激光在材料加工、焊接、切割、打孔等工业领域的应用，展现其高能量密度和精确控制的优势。 其他光学应用：显示技术、照明与生物医学：我们将简要介绍液晶显示技术、LED照明等与日常生活息息相关的光学应用。此外，还将提及光学在医学诊断（如内窥镜、OCT）和治疗（如激光手术）中的重要作用。 结语 本书旨在为读者提供一个全面而深入的光学知识体系。通过对光学基本原理的阐述，以及对各种光学现象和应用的介绍，我们希望能够激发读者对光学世界的探索热情，并为进一步深入学习和研究光学打下坚实的基础。光，作为宇宙中最基本、最迷人的现象之一，其奥秘无穷，其应用无限。愿本书能成为您探索光学奥秘的一扇窗口，开启您全新的认知之旅。

评分☆☆☆☆☆

我是一名有着几年工作经验的工程师，在工作中经常会遇到需要激光加工的场合，但对于激光的深层原理一直感到有些模糊。这次我特意选择了《激光原理及应用（第2版）》来系统地梳理和深化我的知识。这本书的理论推导严谨，公式清晰，讲解深入浅出，让我对光的相干性、激光的单色性、方向性等关键特性有了更深刻的理解。 书中关于激光与物质相互作用的部分，例如吸收、发射、散射等，都结合了大量的实验现象和物理模型进行阐述，这使得抽象的理论变得生动具体。我尤其喜欢其中对不同波长激光与不同材料相互作用的详细分析，这对于理解激光在切割、焊接、打标等应用中的机制非常有帮助。例如，书中对CO2激光与金属的吸收特性，以及Nd:YAG激光与陶瓷的相互作用机理的描述，都为我解决实际工程问题提供了重要的理论依据。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对光学领域怀有浓厚兴趣的本科生，我一直在寻找一本能够系统介绍激光知识的书籍，而《激光原理及应用（第2版）》无疑是我的最佳选择。这本书的编排结构非常合理，从最基本的激光产生原理，到各种激光器的特性，再到激光在各个领域的应用，层层递进，逻辑清晰。 我尤其欣赏书中关于激光安全和防护的章节。在接触激光技术的同时，了解如何安全地使用和操作激光设备是至关重要的。书中详细阐述了不同激光等级的安全要求、防护措施以及应急处理方法，这对于保障实验室人员的安全，预防意外事故的发生具有重要的指导意义。这种对细节的关注，充分体现了编写者严谨负责的态度。

评分☆☆☆☆☆

在阅读《激光原理及应用（第2版）》的过程中，我深深体会到了作者在知识传授上的匠心独运。这本书并非枯燥的理论堆砌，而是充满了启发性和前瞻性。它不仅讲解了经典理论，还对激光技术的未来发展趋势进行了展望。 我特别关注了书中关于非线性光学和光子晶体的内容。这些前沿领域的研究，正深刻地影响着激光技术的革新。书中对这些概念的介绍，虽然相对简略，但足以勾勒出这些新兴技术可能带来的颠覆性变化，例如在超快光学、光存储以及新型激光器件设计等方面的突破。这些内容极大地激发了我对未来激光技术发展的探索欲，也让我更加期待在后续的学习和研究中，能够更深入地接触和掌握这些前沿知识。

评分☆☆☆☆☆

一直以来，激光技术在科学研究和工业生产中的应用都让我感到十分着迷，而《激光原理及应用（第2版）》这本书，简直就是一本打开激光世界大门的钥匙。它不仅介绍了基础的物理原理，更是将理论与实际应用紧密结合。我被书中对激光在通信、医疗、测量等领域的广泛应用所震撼。 尤其令我印象深刻的是关于激光在生物医学领域的应用章节，书中详细介绍了激光在手术、诊断、治疗以及生物成像等方面的最新进展。例如，对飞秒激光在眼科手术中的精确应用，以及光动力疗法在癌症治疗中的原理和效果，都让我看到了激光技术在改善人类健康方面巨大的潜力。这些内容让我意识到，激光不仅仅是实验室里的工具，更是改变我们生活、推动社会进步的重要力量。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计简洁大气，深蓝色的背景搭配金色的书名，给人一种专业而权威的感觉。拿到手中的沉甸甸的分量，预示着内容的丰富和扎实。作为一名初涉激光技术领域的学生，我对这本书充满了期待。从目录上看，它系统地介绍了激光的基本原理，包括了光与物质的相互作用、受激发射、粒子数反转、激光谐振腔等等，这些都是理解激光为何能够产生和工作的核心概念。 特别吸引我的是关于不同类型激光器的介绍，比如半导体激光器、气体激光器、固体激光器等等。每一种激光器都配有详细的工作原理图和结构示意图，这对于我这种视觉型学习者来说至关重要。我能够清晰地看到它们内部的能量传递过程，以及不同材料和结构如何影响激光的输出特性。书中对于这些不同类型激光器的优缺点和适用范围也进行了深入的分析，这对于我将来选择和设计激光系统非常有指导意义。

评分☆☆☆☆☆

买回来还没看过，不知道什么样

评分☆☆☆☆☆

书不错，快递挺快的。。。。

评分☆☆☆☆☆

还行

评分☆☆☆☆☆

主要内容包括：激光发展简史及激光的特性，激光产生的基本原理，光学谐振腔与激光模式，高斯光束，激光工作物质的增益特性，激光器的工作特性，激光特性的控制与改善，典型激光器，半导体激光器，光通信系统中的激光器和放大器，激光全息技术，激光与物质的相互作用等。

评分☆☆☆☆☆

好！赞一个

评分☆☆☆☆☆

好！赞一个

评分☆☆☆☆☆

还行

评分☆☆☆☆☆

好！赞一个

评分☆☆☆☆☆

书不错，快递挺快的。。。。