固体激光相干合成技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

程勇 等 著

图书标签:

• 固体激光
• 相干合成
• 激光技术
• 光学
• 非线性光学
• 光束整形
• 激光器
• 相干光
• 光波段
• 精密光学

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030506559

版次：1

商品编码：12095934

包装：平装

开本：32开

出版时间：2016-12-01

用纸：胶版纸

页数：500

正文语种：中文

内容简介

　　相干合成的意义在于：一方面，在保持光束质量的同时，提高了输出光束的功率，实现了亮度的提高，实现了远距离传输;另一方面，模块化的结构，分散了热效应，克服了热造成高能激光平均亮度下降的主要影响因素。因而，相对于内部能量高度集中的高能固体激光传统体系结构而言，相干合成的新型体系结构能解决亮度和热管理两个难题，并已经成为高能激光技术发展的重要方向。全书共分七章：第—章激光相干合成的理论基础；第二章激光相干合成技术与系统；第三章：光纤激光器相干合成；第四章：脉冲光纤激光器相干合成；第五章：半导体激光器相干合成；第六章：固体激光器相干合成；第七章：其他激光器相干合成。

书名： 固体激光相干合成技术 内容简介： 本书旨在深入探讨现代光学领域一个极具前沿性和应用前景的关键技术——固体激光相干合成。相干合成技术的核心在于利用多束激光的相位信息进行精确控制和叠加，从而在保持单束激光优良特性的同时，大幅提升整体的光束质量、功率以及空间相干性。这为实现更高能量密度、更远距离传输以及更精细的光学操控打开了新的大门。 在当今科技飞速发展的浪潮中，激光技术已渗透到科学研究、工业生产、医疗健康、国防安全等各个角落。尤其是在高功率激光系统、精密测量、非线性光学、全息术、量子信息科学以及先进制造等领域，对激光器的性能提出了前所未有的严苛要求。传统的单体激光器在功率提升、光束质量保持等方面已逐渐面临物理极限，而相干合成技术则为突破这些瓶颈提供了强有力的解决方案。它通过将多束低功率、易于实现的激光进行巧妙地组合，能够获得远超单束激光的综合性能，并且在系统设计、制造和维护上展现出独特的优势。 本书将从基础理论出发，系统性地梳理固体激光相干合成技术的发展脉络、核心原理及其关键技术挑战。我们将首先回顾激光的基本原理，重点介绍固体激光器的结构、工作机制以及在功率和光束质量方面的主要限制。在此基础上，我们将深入阐述相干合成的基本概念，包括相干性的意义、相位控制的重要性以及不同合成策略的优劣。 第一部分：基础理论与技术原理 固体激光器基础： 本部分将详细介绍各类固体激光介质（如Nd:YAG, Yb:YAG, Ti:Sapphire等）的能级结构、激发过程、增益特性以及谐振腔设计。重点关注影响激光器光束质量和功率的因素，例如热透镜效应、增益饱和、腔模式等。我们将分析不同腔型（如平-平腔、共振腔、稳定腔）在提高输出功率和维持优良光束质量方面的作用。 相干性的概念与测量： 深入剖析空间相干性和时间相干性的物理意义。重点介绍描述相干性的重要参数，如相干长度、相干时间、可见度等。同时，我们将介绍多种相干性测量方法，包括杨氏双缝干涉、自相关函数测量以及新型的相位测量技术。理解相干性是实现高效相干合成的前提。 相位控制技术： 相位控制是相干合成技术的灵魂。本部分将详细介绍实现高精度相位控制的各种技术手段，包括： 电子反馈控制： 介绍基于光学传感器的闭环反馈系统，如何利用波前传感器（如Shack-Hartmann传感器）实时监测相位畸变，并通过电光调制器（EOM）、声光调制器（AOM）或压电陶瓷驱动的反射镜进行补偿。 数字微镜器件（DMD）与空间光调制器（SLM）： 详细阐述DMD和SLM在动态相位调制中的应用，它们如何通过像素化的反射/透射元件实现对光束的精确相位操控，以及在自适应光学补偿中的作用。 光学延迟线： 介绍用于精确匹配多束激光光程的延迟线技术，包括平移反射镜、倾斜反射镜以及更复杂的机构设计。 相干合成的基本策略： 本部分将系统介绍实现固体激光器相干合成的主要技术路线： 衍射极限合成： 介绍如何通过衍射光学元件（DOE）将多束激光在远场叠加，实现接近衍射极限的光束质量。重点分析DOE的设计原理、制造工艺及其局限性。 多通道并联合成： 阐述将多束激光通过分束器、合束器并最终叠加的技术。我们将详细介绍各种光学合束器（如PBS、WBS、偏振合束器）的设计原理、效率以及在提高合成功率方面的作用。 分层合成（Stripe-by-stripe）： 介绍将激光器阵列按一定规则排列，并通过特定光学系统进行相干叠加的方法。 自适应相干合成： 深入探讨如何结合自适应光学技术，实现对多束激光的实时相位补偿，以克服系统误差和环境扰动，获得高质量的合成光束。 第二部分：关键技术与实现方法 激光阵列的构建与驱动： 探讨如何设计和构建高性能的固体激光器阵列，包括单管激光器阵列、光纤激光器阵列的集束化设计。重点分析阵列的均一性、散热设计以及驱动电路的同步性要求。 高精度光学元件与系统设计： 详细讨论设计和制造高精度光学元件（如透镜、反射镜、分束器、合束器）的要求，以及如何进行整体系统的光学设计，包括公差分析、杂散光抑制等，以确保合成效果。 实时相位测量与校准： 深入分析各种实时相位测量技术的优缺点，包括干涉仪、Shack-Hartmann传感器、Shear干涉仪等，并讨论如何设计高效的校准和自动对准系统，以实现快速、稳定的相干合成。 功率扩展与光束质量的平衡： 探讨在相干合成过程中，如何权衡合成功率与光束质量之间的关系。分析不同合成策略对光束质量的影响，以及如何通过优化设计和控制策略来同时提升功率和光束质量。 系统集成与稳定性： 讨论如何将多束固体激光器、光学元件、控制系统进行高效集成，并保证整个系统的长期稳定运行。包括机械结构的稳定性、热稳定性以及环境因素的考虑。 第三部分：应用与发展前景 高功率激光系统： 相干合成技术在高功率激光器领域具有极其重要的意义。我们将探讨其在激光加工（如精密焊接、切割、表面改性）、惯性约束聚变（ICF）、激光推进等领域的应用潜力。 精密测量与传感： 相干合成技术可以提升激光测量的精度和分辨率。介绍其在激光雷达（LiDAR）、精密测距、干涉测量、全息术以及三维成像等方面的应用。 非线性光学与光场调控： 高相干性和高功率密度的合成光束可以实现更强的非线性效应，为新型非线性光学现象的研究和应用（如高次谐波产生、参量过程）提供平台。 量子信息科学： 在量子计算、量子通信和量子传感领域，对高品质、低噪声的相干光场有着极高的需求。相干合成技术为满足这些需求提供了有效的途径。 未来发展趋势： 展望固体激光相干合成技术的未来发展方向，包括更高效的合成方法、更先进的相位控制技术、与人工智能的结合、以及在空间激光通信、太空探索等新兴领域的应用。 本书结构清晰，内容详实，力求从基础理论到具体实现，再到前沿应用，为读者构建一个关于固体激光相干合成技术的全面认识。本书适合光学、物理学、电子工程等相关专业的本科生、研究生以及科研人员阅读，同时也为从事激光技术研发和应用的工程师提供重要的参考。通过学习本书，读者将能够深入理解相干合成技术的原理，掌握关键技术，并能更好地将其应用于实际工程问题中，推动相关领域的技术进步。

评分☆☆☆☆☆

这是一本让我感到惊喜的书，完全不是我之前想象的那种枯燥的技术手册。作者的语言非常生动有趣，即使是复杂的理论概念，在他笔下也变得妙趣横生。我原本以为“相干合成”这个概念会非常抽象，但书中通过大量的类比和形象的比喻，让我很快就理解了其精髓。例如，他用乐队演奏来比喻多束激光的相干叠加，用河流汇聚来形容能量的增强，这些生动形象的比喻让我一下子就抓住了问题的核心。而且，作者在介绍相干合成的各种技术方案时，不仅解释了原理，还深入分析了各种方法的优缺点以及适用场景，这让我能够根据自己的实际需求来选择最合适的技术。书中的一些案例分析也很有启发性，作者通过对实际工程问题的剖析，展示了如何将理论知识转化为解决实际问题的有效手段。这本书就像一位经验丰富的导师，循循善诱地引导着我走进固体激光相干合成的世界。

评分☆☆☆☆☆

我是一名从事光纤通信的研究人员，一直以来对激光器的稳定性、线宽以及模式噪声控制有着极高的要求。这本书在这些方面的内容，简直是为我量身打造的！作者在介绍高稳定性固体激光器的构建方法时，详细阐述了腔体结构设计、温度控制、隔振措施等关键要素，并对如何抑制模式竞争、提高腔体反射率等细节进行了深入的探讨。我尤其对书中关于如何降低激光器线宽和抑制相对强度噪声（RIN）的论述印象深刻，这对于改善光纤通信系统的传输性能至关重要。此外，作者还介绍了如何利用先进的控制技术，如PID控制、自适应光学等，来进一步提升激光器的稳定性和输出质量，这给我带来了很多新的思路。书中还探讨了如何将这些技术应用于光信号的产生和处理，为我拓展了新的研究方向。

评分☆☆☆☆☆

这本书让我深刻认识到，固体激光器远不止是简单的光源，而是一个集光学、材料、电子、控制于一体的复杂系统。作者在探讨固体激光器相干合成技术时，不仅仅局限于单一的技术层面，而是从材料选择、泵浦机制、腔体设计、光束合束到最终的相干控制，进行了一个全方位的系统性阐述。我特别喜欢他对不同泵浦源（如半导体激光器、灯泵等）对固体激光器性能影响的分析，以及不同耦合方式（如空间合束、波长合束等）在相干合成中的作用和挑战。书中的内容涵盖了理论推导、实验验证和工程应用，让我能够从宏观到微观，全面地理解固体激光相干合成技术。更重要的是，作者还对该领域未来的发展趋势进行了展望，例如多维度相干合成、人工智能辅助设计等，这让我对未来的研究充满了期待。

评分☆☆☆☆☆

这本书真的太超出我的预期了！我原本是抱着学习固体激光器基础知识的心态来翻阅的，结果一下子就被吸引进去了，完全停不下来。从最基础的光学原理，到各种新型固体激光材料的特性分析，作者都讲得非常透彻。我尤其喜欢他对激光腔的稳定性、模式特性以及能量转换效率的详细阐述，这部分内容对于理解激光器的核心性能至关重要。书中的图表和公式也恰到好处，既能帮助我理解抽象的概念，又不会让人觉得枯燥乏味。而且，作者在介绍不同类型固体激光器时，还会穿插一些历史背景和发展趋势的讨论，这让整本书读起来更有深度和人文关怀。我最惊喜的是，书中还涉及了一些激光器在光谱学、光学遥感等领域的实际应用案例，这让我看到了理论知识如何在实际工作中发挥巨大作用。虽然书名聚焦于“相干合成”，但其在固体激光器基础理论的铺垫上做得非常扎实，让我这个初学者也能够逐步深入。

评分☆☆☆☆☆

我一直对超快激光技术领域很感兴趣，特别是其中涉及的精密控制和高能量密度方面。这本书的出现，简直就是为我量身定做的！作者在阐述固体激光器如何实现超短脉冲输出时，详细介绍了锁模技术、增益开关技术等关键原理，还对不同类型的锁模方式进行了深入的比较和分析。我特别欣赏他对高重复频率、高功率超快激光器产生的非线性效应的讲解，这部分内容让我对激光在材料加工、精密测量等领域的应用有了更深刻的认识。书中还提供了一些具体的实验设计思路和参数优化建议，这对于我进行相关的科研工作非常有指导意义。更让我激动的是，作者还探讨了如何通过优化激光腔设计和泵浦方案来提高超快激光器的稳定性和输出质量，这正是当前该领域亟待解决的关键问题之一。总而言之，这本书为我打开了一个全新的视角，让我对超快激光器的技术前沿有了更清晰的认识。