固體激光相乾閤成技術 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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程勇 等 著

圖書標籤:

• 固體激光
• 相乾閤成
• 激光技術
• 光學
• 非綫性光學
• 光束整形
• 激光器
• 相乾光
• 光波段
• 精密光學

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030506559

版次：1

商品編碼：12095934

包裝：平裝

開本：32開

齣版時間：2016-12-01

用紙：膠版紙

頁數：500

正文語種：中文

內容簡介

　　相乾閤成的意義在於：一方麵，在保持光束質量的同時，提高瞭輸齣光束的功率，實現瞭亮度的提高，實現瞭遠距離傳輸;另一方麵，模塊化的結構，分散瞭熱效應，剋服瞭熱造成高能激光平均亮度下降的主要影響因素。因而，相對於內部能量高度集中的高能固體激光傳統體係結構而言，相乾閤成的新型體係結構能解決亮度和熱管理兩個難題，並已經成為高能激光技術發展的重要方嚮。全書共分七章：第—章激光相乾閤成的理論基礎；第二章激光相乾閤成技術與係統；第三章：光縴激光器相乾閤成；第四章：脈衝光縴激光器相乾閤成；第五章：半導體激光器相乾閤成；第六章：固體激光器相乾閤成；第七章：其他激光器相乾閤成。

書名： 固體激光相乾閤成技術 內容簡介： 本書旨在深入探討現代光學領域一個極具前沿性和應用前景的關鍵技術——固體激光相乾閤成。相乾閤成技術的核心在於利用多束激光的相位信息進行精確控製和疊加，從而在保持單束激光優良特性的同時，大幅提升整體的光束質量、功率以及空間相乾性。這為實現更高能量密度、更遠距離傳輸以及更精細的光學操控打開瞭新的大門。 在當今科技飛速發展的浪潮中，激光技術已滲透到科學研究、工業生産、醫療健康、國防安全等各個角落。尤其是在高功率激光係統、精密測量、非綫性光學、全息術、量子信息科學以及先進製造等領域，對激光器的性能提齣瞭前所未有的嚴苛要求。傳統的單體激光器在功率提升、光束質量保持等方麵已逐漸麵臨物理極限，而相乾閤成技術則為突破這些瓶頸提供瞭強有力的解決方案。它通過將多束低功率、易於實現的激光進行巧妙地組閤，能夠獲得遠超單束激光的綜閤性能，並且在係統設計、製造和維護上展現齣獨特的優勢。 本書將從基礎理論齣發，係統性地梳理固體激光相乾閤成技術的發展脈絡、核心原理及其關鍵技術挑戰。我們將首先迴顧激光的基本原理，重點介紹固體激光器的結構、工作機製以及在功率和光束質量方麵的主要限製。在此基礎上，我們將深入闡述相乾閤成的基本概念，包括相乾性的意義、相位控製的重要性以及不同閤成策略的優劣。 第一部分：基礎理論與技術原理 固體激光器基礎： 本部分將詳細介紹各類固體激光介質（如Nd:YAG, Yb:YAG, Ti:Sapphire等）的能級結構、激發過程、增益特性以及諧振腔設計。重點關注影響激光器光束質量和功率的因素，例如熱透鏡效應、增益飽和、腔模式等。我們將分析不同腔型（如平-平腔、共振腔、穩定腔）在提高輸齣功率和維持優良光束質量方麵的作用。 相乾性的概念與測量： 深入剖析空間相乾性和時間相乾性的物理意義。重點介紹描述相乾性的重要參數，如相乾長度、相乾時間、可見度等。同時，我們將介紹多種相乾性測量方法，包括楊氏雙縫乾涉、自相關函數測量以及新型的相位測量技術。理解相乾性是實現高效相乾閤成的前提。 相位控製技術： 相位控製是相乾閤成技術的靈魂。本部分將詳細介紹實現高精度相位控製的各種技術手段，包括： 電子反饋控製： 介紹基於光學傳感器的閉環反饋係統，如何利用波前傳感器（如Shack-Hartmann傳感器）實時監測相位畸變，並通過電光調製器（EOM）、聲光調製器（AOM）或壓電陶瓷驅動的反射鏡進行補償。 數字微鏡器件（DMD）與空間光調製器（SLM）： 詳細闡述DMD和SLM在動態相位調製中的應用，它們如何通過像素化的反射/透射元件實現對光束的精確相位操控，以及在自適應光學補償中的作用。 光學延遲綫： 介紹用於精確匹配多束激光光程的延遲綫技術，包括平移反射鏡、傾斜反射鏡以及更復雜的機構設計。 相乾閤成的基本策略： 本部分將係統介紹實現固體激光器相乾閤成的主要技術路綫： 衍射極限閤成： 介紹如何通過衍射光學元件（DOE）將多束激光在遠場疊加，實現接近衍射極限的光束質量。重點分析DOE的設計原理、製造工藝及其局限性。 多通道並聯閤成： 闡述將多束激光通過分束器、閤束器並最終疊加的技術。我們將詳細介紹各種光學閤束器（如PBS、WBS、偏振閤束器）的設計原理、效率以及在提高閤成功率方麵的作用。 分層閤成（Stripe-by-stripe）： 介紹將激光器陣列按一定規則排列，並通過特定光學係統進行相乾疊加的方法。 自適應相乾閤成： 深入探討如何結閤自適應光學技術，實現對多束激光的實時相位補償，以剋服係統誤差和環境擾動，獲得高質量的閤成光束。 第二部分：關鍵技術與實現方法 激光陣列的構建與驅動： 探討如何設計和構建高性能的固體激光器陣列，包括單管激光器陣列、光縴激光器陣列的集束化設計。重點分析陣列的均一性、散熱設計以及驅動電路的同步性要求。 高精度光學元件與係統設計： 詳細討論設計和製造高精度光學元件（如透鏡、反射鏡、分束器、閤束器）的要求，以及如何進行整體係統的光學設計，包括公差分析、雜散光抑製等，以確保閤成效果。 實時相位測量與校準： 深入分析各種實時相位測量技術的優缺點，包括乾涉儀、Shack-Hartmann傳感器、Shear乾涉儀等，並討論如何設計高效的校準和自動對準係統，以實現快速、穩定的相乾閤成。 功率擴展與光束質量的平衡： 探討在相乾閤成過程中，如何權衡閤成功率與光束質量之間的關係。分析不同閤成策略對光束質量的影響，以及如何通過優化設計和控製策略來同時提升功率和光束質量。 係統集成與穩定性： 討論如何將多束固體激光器、光學元件、控製係統進行高效集成，並保證整個係統的長期穩定運行。包括機械結構的穩定性、熱穩定性以及環境因素的考慮。 第三部分：應用與發展前景 高功率激光係統： 相乾閤成技術在高功率激光器領域具有極其重要的意義。我們將探討其在激光加工（如精密焊接、切割、錶麵改性）、慣性約束聚變（ICF）、激光推進等領域的應用潛力。 精密測量與傳感： 相乾閤成技術可以提升激光測量的精度和分辨率。介紹其在激光雷達（LiDAR）、精密測距、乾涉測量、全息術以及三維成像等方麵的應用。 非綫性光學與光場調控： 高相乾性和高功率密度的閤成光束可以實現更強的非綫性效應，為新型非綫性光學現象的研究和應用（如高次諧波産生、參量過程）提供平颱。 量子信息科學： 在量子計算、量子通信和量子傳感領域，對高品質、低噪聲的相乾光場有著極高的需求。相乾閤成技術為滿足這些需求提供瞭有效的途徑。 未來發展趨勢： 展望固體激光相乾閤成技術的未來發展方嚮，包括更高效的閤成方法、更先進的相位控製技術、與人工智能的結閤、以及在空間激光通信、太空探索等新興領域的應用。 本書結構清晰，內容詳實，力求從基礎理論到具體實現，再到前沿應用，為讀者構建一個關於固體激光相乾閤成技術的全麵認識。本書適閤光學、物理學、電子工程等相關專業的本科生、研究生以及科研人員閱讀，同時也為從事激光技術研發和應用的工程師提供重要的參考。通過學習本書，讀者將能夠深入理解相乾閤成技術的原理，掌握關鍵技術，並能更好地將其應用於實際工程問題中，推動相關領域的技術進步。

評分☆☆☆☆☆

這是一本讓我感到驚喜的書，完全不是我之前想象的那種枯燥的技術手冊。作者的語言非常生動有趣，即使是復雜的理論概念，在他筆下也變得妙趣橫生。我原本以為“相乾閤成”這個概念會非常抽象，但書中通過大量的類比和形象的比喻，讓我很快就理解瞭其精髓。例如，他用樂隊演奏來比喻多束激光的相乾疊加，用河流匯聚來形容能量的增強，這些生動形象的比喻讓我一下子就抓住瞭問題的核心。而且，作者在介紹相乾閤成的各種技術方案時，不僅解釋瞭原理，還深入分析瞭各種方法的優缺點以及適用場景，這讓我能夠根據自己的實際需求來選擇最閤適的技術。書中的一些案例分析也很有啓發性，作者通過對實際工程問題的剖析，展示瞭如何將理論知識轉化為解決實際問題的有效手段。這本書就像一位經驗豐富的導師，循循善誘地引導著我走進固體激光相乾閤成的世界。

評分☆☆☆☆☆

這本書讓我深刻認識到，固體激光器遠不止是簡單的光源，而是一個集光學、材料、電子、控製於一體的復雜係統。作者在探討固體激光器相乾閤成技術時，不僅僅局限於單一的技術層麵，而是從材料選擇、泵浦機製、腔體設計、光束閤束到最終的相乾控製，進行瞭一個全方位的係統性闡述。我特彆喜歡他對不同泵浦源（如半導體激光器、燈泵等）對固體激光器性能影響的分析，以及不同耦閤方式（如空間閤束、波長閤束等）在相乾閤成中的作用和挑戰。書中的內容涵蓋瞭理論推導、實驗驗證和工程應用，讓我能夠從宏觀到微觀，全麵地理解固體激光相乾閤成技術。更重要的是，作者還對該領域未來的發展趨勢進行瞭展望，例如多維度相乾閤成、人工智能輔助設計等，這讓我對未來的研究充滿瞭期待。

評分☆☆☆☆☆

我是一名從事光縴通信的研究人員，一直以來對激光器的穩定性、綫寬以及模式噪聲控製有著極高的要求。這本書在這些方麵的內容，簡直是為我量身打造的！作者在介紹高穩定性固體激光器的構建方法時，詳細闡述瞭腔體結構設計、溫度控製、隔振措施等關鍵要素，並對如何抑製模式競爭、提高腔體反射率等細節進行瞭深入的探討。我尤其對書中關於如何降低激光器綫寬和抑製相對強度噪聲（RIN）的論述印象深刻，這對於改善光縴通信係統的傳輸性能至關重要。此外，作者還介紹瞭如何利用先進的控製技術，如PID控製、自適應光學等，來進一步提升激光器的穩定性和輸齣質量，這給我帶來瞭很多新的思路。書中還探討瞭如何將這些技術應用於光信號的産生和處理，為我拓展瞭新的研究方嚮。

評分☆☆☆☆☆

這本書真的太超齣我的預期瞭！我原本是抱著學習固體激光器基礎知識的心態來翻閱的，結果一下子就被吸引進去瞭，完全停不下來。從最基礎的光學原理，到各種新型固體激光材料的特性分析，作者都講得非常透徹。我尤其喜歡他對激光腔的穩定性、模式特性以及能量轉換效率的詳細闡述，這部分內容對於理解激光器的核心性能至關重要。書中的圖錶和公式也恰到好處，既能幫助我理解抽象的概念，又不會讓人覺得枯燥乏味。而且，作者在介紹不同類型固體激光器時，還會穿插一些曆史背景和發展趨勢的討論，這讓整本書讀起來更有深度和人文關懷。我最驚喜的是，書中還涉及瞭一些激光器在光譜學、光學遙感等領域的實際應用案例，這讓我看到瞭理論知識如何在實際工作中發揮巨大作用。雖然書名聚焦於“相乾閤成”，但其在固體激光器基礎理論的鋪墊上做得非常紮實，讓我這個初學者也能夠逐步深入。

評分☆☆☆☆☆

我一直對超快激光技術領域很感興趣，特彆是其中涉及的精密控製和高能量密度方麵。這本書的齣現，簡直就是為我量身定做的！作者在闡述固體激光器如何實現超短脈衝輸齣時，詳細介紹瞭鎖模技術、增益開關技術等關鍵原理，還對不同類型的鎖模方式進行瞭深入的比較和分析。我特彆欣賞他對高重復頻率、高功率超快激光器産生的非綫性效應的講解，這部分內容讓我對激光在材料加工、精密測量等領域的應用有瞭更深刻的認識。書中還提供瞭一些具體的實驗設計思路和參數優化建議，這對於我進行相關的科研工作非常有指導意義。更讓我激動的是，作者還探討瞭如何通過優化激光腔設計和泵浦方案來提高超快激光器的穩定性和輸齣質量，這正是當前該領域亟待解決的關鍵問題之一。總而言之，這本書為我打開瞭一個全新的視角，讓我對超快激光器的技術前沿有瞭更清晰的認識。