激光原理與技術 9787118105599 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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陳海燕著 著

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齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118105599

商品編碼：29624498075

包裝：平裝

齣版時間：2016-01-01

基本信息

書名:激光原理與技術

定價：34.80元

售價：25.4元,便宜9.4元,摺扣72

作者:陳海燕著

齣版社：國防工業齣版社

齣版日期：2016-01-01

ISBN：9787118105599

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版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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本書可作為普通高等院校光電子技術、光電信息工程、應用物理等專業本科及高職高專教材，也可以作為光學工程、物理電子學等專業研究生的參考書，並可供高等院校相關專業師生及從事激光技術的科技人員參考閱讀。

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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光的奧秘與人類智慧的結晶——《激光原理與技術》 《激光原理與技術》是一部深度剖析激光這一革命性技術及其廣泛應用的書籍。本書不僅僅是一本技術手冊，更是一次對光與物質相互作用的精妙探索，一次對人類創造力如何將科學理論轉化為改變世界的強大工具的贊頌。通過深入淺齣的講解，本書帶領讀者走進激光的奇妙世界，理解其核心原理，領略其多姿多彩的應用，並展望其未來的無限可能。 第一章：光與物質的交響——理解激光産生的根基 要理解激光，首先必須迴溯到光的基本性質。光，作為一種電磁波，擁有波粒二象性，其行為既錶現齣波動性（如乾涉、衍射），又錶現齣粒子性（如光子）。原子和分子，構成物質的基本單元，其電子在特定的能量軌道上運動。當光子與物質相互作用時，會發生能量的吸收、發射和散射。 原子能級與量子躍遷： 物質的原子或分子並非擁有連續的能量，而是存在一係列離散的能量“階梯”，即能級。電子隻能占據這些特定的能級。當一個低能級電子吸收瞭具有恰當能量的光子時，它會躍遷到更高的能級，這個過程稱為吸收。反之，當一個高能級電子迴到低能級時，它會發射齣一個光子，這個過程稱為受激發射。 自發輻射與受激輻射： 自發輻射是電子在不受外界影響的情況下，隨機地從高能級躍遷到低能級並發射齣光子的過程。這種輻射的方嚮、相位和頻率都是隨機的。而受激輻射，則是在一個處於高能級的原子被一個具有相同能量的光子激發時發生的。此時，入射光子會誘導原子嚮低能級躍遷，並額外發射齣一個與入射光子在頻率、相位、方嚮和偏振上都完全相同的光子。這是激光産生的關鍵機製。 粒子數反轉： 在正常情況下，物質中的原子更多地處於低能級狀態。要實現激光，必須打破這種平衡，讓處於高能級狀態的原子數量超過處於低能級狀態的原子數量，形成“粒子數反轉”。隻有這樣，受激輻射纔有更大的機會發生，並産生比自發輻射更強的光。 第二章：從原理到實踐——激光器的核心構成與運作 理解瞭光與物質相互作用的基本原理，便可以深入探索激光器的內部構造和工作機製。一颱典型的激光器通常包含三個核心部分：增益介質、激勵源和光學諧振腔。 增益介質： 這是産生激光的核心物質，可以是氣體（如氦氖、二氧化碳）、固體（如紅寶石、釹玻璃）、液體（如染料）或半導體材料。增益介質中的原子或分子在被激勵後，能夠産生受激發射。不同類型的增益介質適用於産生不同波長和功率的激光。 激勵源： 激勵源的作用是嚮增益介質提供能量，使其原子或分子能夠躍遷到高能級，實現粒子數反轉。常見的激勵方式包括： 光學泵浦： 使用另一束光（如閃光燈、另一束激光）來激勵增益介質。 電激勵： 通過電場或放電來激發氣體或半導體材料。 化學反應： 利用化學反應釋放能量來激發。 光學諧振腔： 這是一個由兩個或多個反射鏡組成的係統，通常放置在增益介質的兩側。諧振腔的作用是： 放大受激輻射： 通過反射鏡的多次反射，光子在增益介質中來迴穿梭，不斷誘導更多的受激發射，從而放大光信號。 選擇特定模式： 諧振腔的設計決定瞭激光的橫模和縱模，影響激光的光束質量和光譜特性。 輸齣激光： 其中一個反射鏡通常是部分反射的，允許一部分受激輻射的光子以激光束的形式輸齣。 激光的形成過程： 激勵源為增益介質提供能量，使其實現粒子數反轉。此時，即使是微弱的自發輻射也可能在諧振腔內被放大。被放大的光束在諧振腔內來迴反射，不斷觸發更多的受激發射。當受激發射産生的能量增益大於光在諧振腔內傳輸的損耗時，就會形成相乾光束，並從部分反射鏡輸齣，成為我們所見的激光。 第三章：激光的獨特魅力——理解其非凡特性 激光之所以能夠顛覆眾多領域，源於其與普通光源截然不同的獨特特性： 單色性（Monochromaticity）： 激光輸齣的光具有非常窄的頻率範圍，幾乎隻包含一種顔色（波長）。這意味著激光的光非常純淨，不像白熾燈那樣包含多種顔色。這種高度的單色性使得激光在光譜分析、激光雷達等領域具有無可替代的優勢。 方嚮性（Directionality）： 激光束非常狹窄且幾乎不發散，可以傳播很遠的距離而不會明顯擴散。這使得激光在遠距離通信、測量和瞄準方麵錶現齣色。普通光源的光則嚮四麵八方散射，能量迅速衰減。 相乾性（Coherence）： 激光的所有光子都具有相同的相位關係，就像一支整齊劃一的軍隊。這種高度的相乾性使得激光在乾涉、全息術等領域得以應用，能夠産生精密的測量和三維成像。 高亮度（High Brilliance）： 激光在極小的空間內集聚瞭巨大的能量，因此具有極高的亮度。這種高亮度使得激光能夠用於切割、焊接、雕刻等需要強大能量的精密加工。 第四章：無處不在的激光——從工業到生活的多彩應用 正是憑藉上述獨特的性能，激光已經滲透到我們生活的方方麵麵，深刻地改變瞭工業生産、醫療健康、科學研究、信息技術乃至日常生活。 工業領域： 激光切割與焊接： 憑藉高能量密度和精準控製，激光能夠高效、精確地切割和焊接各種金屬、塑料和陶瓷材料，廣泛應用於汽車製造、航空航天、電子産品等行業。 激光打標與刻蝕： 激光可以對産品錶麵進行永久性的標記和雕刻，用於産品標識、防僞溯源以及精密器件的加工。 激光測量與定位： 激光測距儀、激光掃描儀能夠實現高精度的距離測量和三維建模，應用於建築、工程測量和機器人導航。 激光清洗： 激光可以高效地去除物體錶麵的汙垢、油漆和汙染物，實現環保、無損的清洗。 醫療健康領域： 激光手術： 激光在眼科手術（如近視矯正）、腫瘤治療、皮膚科治療中扮演著重要角色，其精確性和微創性大大降低瞭手術風險和恢復時間。 激光診斷： 激光誘導熒光技術可用於癌細胞的早期檢測；激光多普勒血流測量技術可用於監測血流變化。 激光治療： 激光理療能夠緩解疼痛、促進組織修復。 信息技術與通信： 光縴通信： 激光是光縴通信係統的核心光源，通過光信號傳輸數據，極大地提升瞭信息傳輸的速度和帶寬。 激光打印與掃描： 激光打印機通過激光在感光鼓上成像，實現高效、高質量的文本和圖像打印。激光掃描儀則用於信息采集。 激光存儲： CD、DVD、藍光光盤的讀寫都依賴於激光技術。 科學研究領域： 光譜學： 激光作為一種理想的光源，在原子、分子光譜學研究中發揮著關鍵作用，幫助科學傢揭示物質的結構和性質。 精密測量： 激光乾涉儀是衡量長度、位移的最高精度儀器，廣泛應用於基礎物理研究和精密製造。 粒子加速與受控核聚變： 高能激光器被用於粒子加速器的研究，以及探索受控核聚變的可行性。 日常生活： 條形碼掃描： 超市、快遞點隨處可見的條形碼掃描器，都使用瞭激光技術。 激光指示器： 演示、演講中常用的激光筆。 激光投影儀： 電影院、會議室中的激光投影儀提供瞭更清晰、更鮮艷的視覺體驗。 第五章：前沿探索與未來展望——激光技術的無限可能 激光技術的發展從未止步，科學傢們正在不斷突破技術的邊界，探索更加新穎的應用和更強大的性能。 超快激光： 飛秒、皮秒級彆的超快激光器，其脈衝持續時間極短，能夠實現對物質進行極端精密的加工和科學研究，例如在材料科學、生物成像等領域。 自由電子激光： 這種新型激光器可以産生極寬範圍的波長，並在強度和相乾性上具有獨特優勢，為基礎科學研究提供瞭強大的新工具。 量子激光： 探索利用量子效應實現更高性能或全新功能的激光器，例如單光子激光器，有望在量子通信和量子計算領域發揮作用。 激光通信與遙感： 進一步提升激光在空間通信、地月通信以及對地觀測、行星探測等領域的應用潛力。 激光製造與增材製造（3D打印）： 激光在高性能材料的3D打印中起著核心作用，能夠製造齣結構復雜、性能優異的部件。 《激光原理與技術》這部著作，以其嚴謹的學術態度、詳實的理論闡述和豐富的應用案例，為讀者構建瞭一個關於激光的全麵認知框架。它不僅揭示瞭光這一古老物質所蘊含的深刻科學原理，更展示瞭人類如何通過智慧和不懈的努力，將其轉化為驅動現代社會進步的強大引擎。本書的價值在於，它不僅僅傳授知識，更激發讀者對科學探索的熱情，對技術創新的嚮往，以及對未來可能性的無限遐想。理解激光，便是理解科技進步的脈搏，便是洞察人類社會發展的未來趨勢。

評分☆☆☆☆☆

拿起這本書，我腦海裏首先浮現的是那些我所熟知的、但又對之知之甚少的“應用”。激光，對我而言，早已不是什麼遙不可及的科幻概念，它滲透在我們生活的方方麵麵。我期待在這本書中看到那些觸手可及的、具體的應用場景。例如，我想要瞭解激光是如何在我們的日常生活中發揮作用的，比如在 CD/DVD 播放器中的光學讀取，在條形碼掃描儀中的信息識彆，或者在激光打印機中的成像技術。更進一步，我希望能深入瞭解激光在更復雜的工業和科研領域中的應用，像是精確的材料加工、遠程通信的光縴技術、以及在天文學和物理學研究中的高精度測量。我希望這本書能通過詳實的案例和生動的描述，讓我看到激光技術是如何被巧妙地運用，以解決各種實際問題，並為人類社會帶來便利和進步。它應該是一本充滿“故事感”的書，講述著激光技術如何從一個科學概念，變成改變我們世界的力量。

評分☆☆☆☆☆

我拿到這本《激光原理與技術》，內心是帶著一種對“前沿”和“未來”的憧憬。激光技術，在我看來，一直是科技領域最具代錶性的前沿領域之一。我期待著在這本書中找到那些能夠展現激光技術最新發展和未來趨勢的內容。比如，我希望能瞭解到當前最先進的激光器技術，像是超快激光、高功率激光在科研和工業領域的最新突破。我也對激光在新興技術中的應用充滿興趣，例如量子計算中的激光操控，或者先進的生物醫學成像技術，以及在空間探索和通信中的激光應用。我希望這本書能夠為我揭示激光技術如何成為推動下一輪科技革命的重要力量，它將如何改變我們的生産方式、生活方式，甚至我們對世界的認知。我希望它不僅僅是一本介紹基礎原理和成熟技術的書籍，更是一扇窺探未來科技之門，讓我能夠感受到科技進步的脈搏，並對未來的發展充滿信心和想象。

評分☆☆☆☆☆

這本書，嗯，實在讓我有些意想不到。我抱著對“激光”這個詞的神秘感和對“原理與技術”這類標題的期待去翻開它。原本以為會是一場關於光綫如何被馴服，如何以一種極高的精度和能量去工作的奇妙旅程，甚至腦海裏已經勾勒齣無數科幻電影中激光束劃破黑暗的場景。我期待著深入理解其中的物理概念，像是腔體反射、增益介質的激活、光束的聚焦和衍射，以及這些基礎原理如何在各種復雜的技術應用中得到體現。我設想的“技術”部分，應該涵蓋從早期的紅寶石激光器到現代的半導體激光器，再到那些我們日常生活中幾乎無法察覺但又至關重要的應用，比如光縴通信、醫療美容、工業切割，甚至科研領域的高精度測量。我希望這本書能以一種既嚴謹又不失生動的語言，帶領我穿越激光世界的宏觀與微觀，瞭解它從實驗室的奇思妙想到改變世界的巨大力量。我想知道，是什麼樣的智慧和毅力，讓科學傢們一步步揭開瞭激光的奧秘，並將其轉化為如此強大的工具。這本書，我希望它能成為我理解這個光之利刃的啓濛之鑰。

評分☆☆☆☆☆

我翻開這本書，心中湧起的首先是對“技術”二字的無限好奇。我總是對那些能夠解決實際問題、改變生活方式的“硬核”技術充滿興趣。激光，在我看來，便是這樣一個充滿瞭魔力的存在。它不像那些虛無縹緲的理論，而是實實在在能夠被運用到方方麵麵的強大技術。我希望能在這本書中看到激光技術是如何從一個科學的設想，一步步演變成如今我們生活中無處不在的工具。我期待著學習那些具體的工程設計，例如激光器的結構、不同類型激光器的優缺點、以及它們在不同領域的集成應用。比如，在工業製造中，激光切割和焊接是如何實現高精度和高效率的？在醫療領域，激光又是如何被用來進行精細的手術和治療的？我甚至對那些與信息技術相關的激光應用感興趣，例如激光雷達（LiDAR）在自動駕駛中的作用，或者激光全息投影的未來發展。我希望這本書能提供豐富的案例和圖示，讓我能夠清晰地看到這些技術是如何落地生根，並為人類社會帶來切實的進步。它應該是一本關於如何“製造”和“應用”激光的書，而非僅僅停留在理論層麵。

評分☆☆☆☆☆

我拿起這本書，首先是被“原理”二字吸引。我一直對事物的底層邏輯和運作機製充滿求知欲。激光，在我看來，是一種極其迷人的物理現象，它背後蘊含著深刻的量子力學和電磁學原理。我渴望在這本書中找到對這些基本原理的清晰解釋，瞭解光是如何被“放大”和“定嚮”的，例如受激發射、共振腔的構成、以及激光束的相乾性和單色性到底意味著什麼。我希望作者能夠用嚴謹的數學推導和直觀的物理圖像，將這些抽象的概念呈現在我麵前。例如，我很好奇，為什麼激光能夠産生如此高強度的能量？是什麼樣的物理條件造就瞭激光的特殊光束特性？我期待著能夠理解不同類型激光器（如氣體激光器、固體激光器、半導體激光器）在原理上的差異，以及這些差異如何影響它們的光學特性和應用範圍。這本書，我希望它能成為我理解激光“是什麼”和“為什麼”的指南，幫助我構建起一個堅實的理論基礎，從而更好地欣賞和理解這項技術的神奇之處。