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杨中民，徐善辉 著

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• 光纤激光器
• 单频激光
• 激光技术
• 光学
• 光子学
• 激光器原理
• 单模激光
• 窄线宽激光
• 光纤光学
• 激光应用

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030557629

版次：01

商品编码：12302077

包装：精装

丛书名： 光学与光子学丛书

开本：16开

出版时间：2018-02-01

页数：200

字数：237000

正文语种：中文

内容简介

单频光纤激光是近年来国内外激光技术领域研究的热点之一，得到了快速发展与广泛应用。《单频光纤激光器》内容新颖、特色鲜明，从稀土离子发光机理、单频激光器件到激光系统与应用等不同层次进行了介绍与论述，可读性强。主要内容包括：发光离子能级与光谱谱线对单频激光输出特性的影响；单频光纤激光的基本特性与测量，及其产生、放大过程中的特性分析；单频光纤激光噪声机理与抑制、线宽控制与稳频及其典型应用等。

目录

目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 发光离子的能级跃迁 2
1.2.1 发光离子的能级 2
1.2.2 发光离子的能级跃迁 6
1.3 谱线展宽 10
1.3.1 均匀展宽和非均匀展宽 10
1.3.2 介质中发光粒子的光谱 14
1.3.3 谱线展宽与激光 17
参考文献 23
第2章 单频光纤激光的基本特性及测量方法 26
2.1 单频光纤激光的基本参数 26
2.1.1 功率、波长以及光谱特性 26
2.1.2 单纵模特性 28
2.1.3 模式质量 29
2.1.4 偏振态 30
2.2 单频光纤激光线宽特性及测试方法 32
2.3 单频光纤激光噪声特性 35
2.3.1 强度噪声的定义及测试方法 35
2.3.2 频率噪声的定义及测试方法 37
参考文献 39
第3章 单频光纤激光的产生 40
3.1 单频光纤激光器的分类 40
3.1.1 分布布拉格反射（DBR）型单频光纤激光器 40
3.1.2 分布反馈（DFB）型单频光纤激光器 42
3.1.3 环形腔单频光纤激光器 42
3.2 短线型DBR腔单频光纤激光器 43
3.2.1 高增益光纤材料的制备 44
3.2.2 异质光纤熔接技术 47
3.2.3 连续单频光纤激光腔的设计与制作 48
3.2.4 脉冲单频光纤激光器 52
3.2.5 频率调制单频光纤激光器 55
参考文献 57
第4章 单频光纤激光噪声产生机理及其抑制技术 59
4.1 噪声产生机理分析 59
4.1.1 强度噪声机理 59
4.1.2 频率噪声机理 63
4.2 噪声抑制技术 67
4.2.1 强度噪声抑制 67
4.2.2 频率噪声抑制 76
参考文献 82
第5章 单频光纤激光线宽控制与稳频技术 85
5.1 单频光纤激光的线宽控制 85
5.1.1 线宽压窄技术 86
5.1.2 线宽展宽技术 92
5.2 单频光纤激光器的稳频技术 95
5.2.1 单频光纤激光器频率稳定方法 95
5.2.2 DBR短腔单频光纤激光器稳频实例 99
参考文献 102
第6章 单频光纤激光的放大 104
6.1 单频光纤激光放大技术 104
6.1.1 MOPA光纤激光器基本原理 104
6.1.2 MOPA光纤激光器结构 105
6.1.3 大功率MOPA单频激光系统的限制因素 107
6.2 连续单频光纤激光的放大 109
6.2.1 1.0μm波段连续单频光纤激光的放大 109
6.2.2 1.5μm波段连续单频光纤激光的放大 122
6.2.3 2.0μm波段连续单频光纤激光的放大 132
6.3 脉冲单频光纤激光的放大 136
6.3.1 1.0μm波段脉冲单频光纤激光的放大 136
6.3.2 1.5μm波段脉冲单频光纤激光的放大 143
6.3.3 2.0μm波段脉冲单频光纤激光的放大 147
参考文献 150
第7章 单频光纤激光的应用 160
7.1 单频光纤激光在非线性领域的应用 160
7.1.1 激光在非线性频率转换中的应用 160
7.1.2 单频光纤激光在倍频中的理论与应用 161
7.2 单频光纤激光在相干光通信领域的应用 163
7.2.1 相干光通信基本原理 163
7.2.2 相干光发射模块中的单频窄线宽光源 165
7.2.3 高速相干光通信的单频窄线宽光源发展应用情况 167
7.3 单频光纤激光在光学测量领域的应用 169
7.3.1 谐振式光纤陀螺 169
7.3.2 光纤水听器 173
7.3.3 激光雷达 176
7.4 单频光纤激光在分布式光纤传感领域的应用 178
7.4.1 分布式光纤传感技术的基本原理 178
7.4.2 基于瑞利散射的分布式光纤振动传感技术 179
7.4.3 基于布里渊效应的分布式光纤温度应变传感技术 182
7.4.4 基于拉曼效应的分布式光纤温度传感技术 185
参考文献 186

光的世界：探索光的全息图谱 简介： 本书并非聚焦于某个特定类型的激光器，而是以宏观的视角，系统地剖析“光”这一 fundamental 物理现象及其在现代科技和社会中所扮演的至关重要的角色。我们将共同踏上一段穿越光之历史、理解其本质、洞悉其应用、并展望其未来的旅程。这不是一本枯燥的教科书，而是一次引人入胜的探索，旨在为每一个对光充满好奇的读者，揭示一个丰富多彩、充满无限可能的世界。 第一章：光的低语——从远古神话到科学黎明 人类对光的认知，源远流长。从古老文明中对太阳神、光明神的崇拜，到哲学家们关于光是否是粒子还是波的早期猜想，光的奥秘早已渗透进人类的思维。本章将回顾人类历史上关于光的重大哲学和科学思考。我们将追溯古希腊哲学家对光传播的研究，例如欧几里得的光线理论；探寻阿拉伯科学家在光学仪器发展上的贡献，如反射镜和透镜的早期应用；以及伽利略利用望远镜观测天体，将光学从实验推向天文学的革命性一步。我们将看到，即使在没有现代物理学框架的时代，人类也从未停止对光本质的追问。 第二章：光之本质——粒子与波的二重奏 光的本质是什么？这个问题困扰了科学家数百年，并最终催生了量子力学的诞生。本章将深入探讨光的波动性和粒子性，这是理解一切光学现象的基础。我们将从惠更斯的光的波动理论出发，理解干涉和衍射等现象的解释；再进入牛顿的微粒说，理解光的直线传播和反射；最终，我们将迎来爱因斯坦的光电效应，揭示光子的存在，并认识到光是一种奇妙的“波粒二象性”的统一体。我们会用通俗易懂的语言解释这些复杂的概念，并通过生动的例子，帮助读者建立起对光的粒子和波动特性的直观理解。 第三章：光的颜色——光谱的秘密与视觉的奥秘 我们所看到的世界，正是由不同颜色的光构成的。本章将带您走进光的颜色世界，探索颜色的起源及其在人眼中的感知过程。我们将从棱镜分光实验开始，了解白光是如何被分解成彩虹的七色光谱；学习牛顿对光谱的研究，以及他如何将红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫这七种颜色整合为白光。我们将探讨不同颜色的光具有不同的波长和能量，并解释为什么有些物体呈现红色，有些则呈现蓝色。此外，本章还将涉及人眼的视觉系统，介绍视网膜上的视锥细胞和视杆细胞如何响应光线，以及大脑如何将这些信号转化为我们所感受到的色彩。我们将触及色觉的生理基础，并简单介绍色盲等现象。 第四章：光的传播——从直线到弯曲的奇妙旅程 光在不同介质中的传播行为，是光学研究的核心内容之一。本章将详细阐述光的传播规律，包括反射、折射以及更复杂的现象。我们将从最基本的平面镜和球面镜成像原理入手，解释我们如何通过镜子看到自己的影像，以及望远镜如何利用反射镜和透镜成像。接着，我们将深入探讨折射定律，解释为什么插入水中的筷子会“折断”，以及潜水员在水下看到的陆地会发生怎样的变形。我们将介绍透镜的聚焦和发散作用，理解相机、显微镜和人眼成像的根本原理。此外，本章还将涉及全反射现象，并解释光纤通信为何能够实现远距离的信息传输。 第五章：光与物质的互动——吸收、散射与荧光 光并非只是被动地传播，它与物质的相互作用，产生了丰富多彩的现象。本章将聚焦于光与物质的能量交换和相互作用。我们将研究物质如何吸收特定波长的光，从而呈现出特定的颜色，例如植物叶片吸收红光和蓝光，反射绿光。我们将探讨光的散射现象，例如天空为何是蓝色的（瑞利散射），以及晨昏时太阳呈现红色的原因（米氏散射）。我们将介绍荧光和磷光现象，解释为何某些物质在吸收光后会发出自身的可见光，并探讨其在日常生活中的应用，例如荧光灯和防伪技术。 第六章：现代光学技术——光的力量改变世界 进入现代，光学技术以前所未有的速度发展，深刻地改变着我们的生活。本章将展示光在各个领域的广泛应用，并介绍一些关键的现代光学技术。我们将从信息技术出发，介绍光纤通信如何支撑起全球互联的互联网，以及激光在数据存储和读取方面的作用。在医疗领域，我们将探讨激光手术如何实现微创治疗，以及光学成像技术（如内窥镜）如何帮助医生诊断疾病。在工业制造领域，我们将介绍激光切割、焊接和三维打印技术，它们如何提高生产效率和精度。此外，本章还将涉及光学在测量、导航、科研以及艺术等领域的应用，让读者体会到光作为一种通用工具的强大力量。 第七章：光的未来——量子光学与超光速的遐想 展望未来，光学研究仍充满着无限的潜力。本章将聚焦于前沿的光学研究领域，特别是量子光学和新兴的光学概念。我们将介绍量子光学如何利用光的量子特性，例如纠缠和叠加，来实现更强大的信息处理能力，例如量子计算和量子通信。我们将探讨光在纳米技术中的应用，例如操纵单分子和构建超材料。我们还将对一些富有想象力的概念进行探讨，例如光镊技术如何捕获和操控微小粒子，以及是否有可能实现超光速通信（尽管目前仍然是理论猜想）。本章旨在激发读者的想象力，让他们看到光领域未来可能带来的颠覆性变革。 结语： “光的世界：探索光的全息图谱”是一次关于光的全景式探索。从古老的哲学思考到尖端的量子理论，从基础的物理原理到改变世界的应用，本书将带领您领略光的魅力。我们希望通过本书，您能够更深刻地理解光，更清晰地认识到光在现代社会中的不可替代性，并激发您对这个充满奇迹的领域产生更浓厚的兴趣。光，无处不在，它点亮我们的世界，也指引着我们前进的方向。

评分☆☆☆☆☆

这本书的标题让我一开始就充满好奇，"单频光纤激光器"，听起来像是某种高科技的奇妙装置，能发出稳定而纯粹的光束。我一直对激光技术在科学研究和工业应用中的潜力深感着迷，从精密的测量仪器到前沿的光通信，再到外科手术的微创治疗，激光无处不在，其背后的原理总是让人觉得既神秘又充满智慧。想象一下，一束频率不动的光，就像一个精确的音叉，发出的声音永远那么稳定，没有一丝杂质。这种稳定性的重要性，我能想象在很多需要极高精度和稳定性的领域会有巨大的应用价值，比如干涉测量、光谱分析，甚至是量子计算的基础设施。光纤激光器本身就具有体积小、效率高、维护方便等优点，如果再加上单频的特性，那简直是如虎添翼。我总觉得，能够深入理解这种技术的原理，掌握其核心的构建和优化方法，就等于掌握了一把开启未来科技大门的钥匙。这本书的出现，就像是为我揭示了这扇门后面隐藏的精彩世界，让我对接下来的探索充满期待。我迫不及待地想知道，究竟是什么样的物理原理，又通过怎样的工程设计，才能实现如此纯粹的光输出，以及这些强大的设备是如何被制造出来的。

评分☆☆☆☆☆

"单频光纤激光器"这个名字，乍一听，以为会是那种枯燥乏味的学术专著，充斥着晦涩难懂的公式和图表。然而，我却被它吸引了。我想象中，这本书或许会用一种相对易懂的方式，来阐述复杂的物理概念，并且将理论与实际应用紧密结合。比如说，它可能会从最基础的光学原理讲起，解释什么是单频，为什么单频对于某些应用如此重要，然后逐步深入到光纤激光器的具体结构和工作机制。我特别期待书中能够介绍一些实际的案例，展示单频光纤激光器是如何在科研、工业、医疗等领域发挥作用的。可能书中会提到一些先进的制造工艺，或者是一些创新的设计思路，来解决在实现单频输出过程中遇到的技术难题。我总觉得，一本好的技术书籍，不仅要传授知识，更要激发读者的思考和创造力。希望这本书能够让我对光纤激光器这个领域有一个全新的认识，并且能够从中获得一些启发，思考它未来的发展趋势和潜在的应用方向。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名，"单频光纤激光器"，给我一种非常具体和聚焦的感觉。我一直对那些能够精确控制光线行为的技术非常感兴趣，而“单频”这个词，无疑强调了这种精确性。我想象中，这本书可能会像一位经验丰富的向导，带领读者深入了解光纤激光器的内部世界。它也许会从最基础的光学概念讲起，比如光的性质、激光的产生原理，然后一步步引出光纤激光器特有的优势，如良好的光束质量、高效率和易于集成。更重要的是，它会详细解析“单频”是如何实现的，这背后涉及到的激光腔设计、增益介质的选择、谐振腔的稳定性控制等等。我期待书中能够有很多实际的图示和实验数据，来佐证其理论讲解，甚至可能介绍一些当前世界上最先进的单频光纤激光器技术和相关研究进展。对我来说，了解一项技术的细节，往往能激发出更多关于它未来应用的想象，比如它能在哪些领域带来革命性的改变，或者在哪些方面还能进一步突破。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名，"单频光纤激光器"，听起来相当专业，但又散发着一种工业美感。我一直觉得，像这样的专业书籍，往往蕴含着深厚的工程智慧和对物理世界细致入微的理解。我曾经接触过一些关于光学和电子学的入门书籍，但总觉得它们过于理论化，或者描绘的技术离我遥不可及。而"单频光纤激光器"这个标题，则直接点出了一个具体且具有实际应用价值的技术领域。我设想，这本书可能会深入探讨光纤激光器的基本结构，如何通过特殊的光纤材料和精巧的腔体设计，来实现单频输出的稳定性。我想象中，这不仅仅是关于理论公式的堆砌，更多的是关于如何将这些理论转化为实际可操作的技术，解决工程中的种种难题。也许书中会介绍各种不同类型的单频光纤激光器，它们各自的优势和劣势，以及在不同应用场景下的选择标准。我尤其关心的是，如何实现如此高稳定性、高功率的光输出，以及在这个过程中可能遇到的挑战，比如热效应、模式竞争、噪声抑制等等。这本书，如果能让我对这些工程上的细节有更深入的了解，那将是非常宝贵的。

评分☆☆☆☆☆

当我在书架上看到《单频光纤激光器》时，我的第一反应是，这绝对是一本为专业人士量身打造的书籍。我脑海里立刻浮现出那些在实验室里埋头苦干的科学家和工程师，他们正是推动技术进步的幕后英雄。我设想，这本书的内容会非常深入和详尽，可能会涵盖单频光纤激光器的基本理论、设计原理、制造工艺、性能表征以及实际应用等多个方面。它或许会深入剖析光纤材料的特性如何影响激光器的性能，腔体结构的优化如何实现单频输出的稳定性，以及各种抑制噪声和提高功率的技术手段。我猜想，书中可能会出现大量的数学模型和仿真分析，来解释激光器的行为和预测其性能。对我这样一个对技术细节充满好奇的人来说，这样一本内容详实的著作，无疑是一座宝藏。它可能不像科普读物那样轻松有趣，但其蕴含的知识深度和技术价值，绝对是无可估量的。我期待着能够通过这本书，深入了解这项先进技术的方方面面，甚至能够从中学习到解决实际工程问题的思路和方法。