飞秒激光在透明介质中的传输与超连续光辐射特性 9787118115062 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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宋晓伟，陶海岩，林景全 著

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• 飞秒激光
• 超连续光辐射
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• 非线性光学
• 激光物理
• 光学工程
• 光纤激光器
• 材料科学
• 光学特性
• 激光传输

店铺： 博学精华图书专营店

出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118115062

商品编码：29637220707

包装：平装

出版时间：2017-12-01

基本信息

书名:飞秒激光在透明介质中的传输与超连续光辐射特性

：79.00元

售价：57.7元,便宜21.3元,折扣73

作者:宋晓伟,陶海岩,林景全

出版社：国防工业出版社

出版日期：2017-12-01

ISBN：9787118115062

字数：

页码：163

版次：1

装帧：平装

开本：32开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

内容提要

《飞秒激光在透明介质中的传输与超连续光辐射特性》介绍了飞秒激光超连续辐射的研究进展和物理机制以及著者近年来在飞秒激光超连续辐射领域取得的一些研究成果，其中包括飞秒激光大气及低压氮气填充毛细管中超连续辐射，飞秒激光在铜溶液以及水掺杂纳米银粒子液体中产生超连续辐射，石英玻璃及氟化钡晶体中飞秒激光成丝及超连续辐射，同时也对飞秒超连续辐射对PIN探测器工作性能影响效果进行了阐述。
　　《飞秒激光在透明介质中的传输与超连续光辐射特性》可供从事与光学学科相关专业的师生以及科研人员学习和参考，也可作为光电信息科学与工程专业和应用物理专业本科生的教材。

目录

作者介绍

宋晓伟，博士、副教授。1996—2000年在高功率半导体激光国防科技重点实验室工作。2001—2005年曾经在日本筑波大学物理系以及日本产业技术综合研究所金刚石研究中心从事半导体激光技术的研究工作。2008年9月回国到长春理工大学理学院任教并在超快光学实验室开展研究工作。现从事飞秒激光应用方面的研究，主要开展了飞秒激光成丝及其超连续辐射，飞秒激光材料表面功能性微纳结构的制备等实验研究工作。近五年来，发表学术论文10余篇，参与或承担国家科技部973项目子课题、国家自然科学基金以及省级科研项目等6项。

文摘

序言

光影织梦，时空塑形：飞秒激光与超连续光探秘 在光学的浩瀚星河中，飞秒激光以其极致的短暂脉冲宽度，如同一把能够瞬间切割时空的利剑，开启了探索微观世界和精密制造的新纪元。而当这束光深入透明介质，所激发的超连续光，则如同一道绚烂的彩虹，跨越了广阔的光谱范围，为科学研究和技术应用带来了前所未有的机遇。本书将带领读者踏上一段深度探索飞秒激光在透明介质中传输机理及其所引发的超连续光辐射特性的旅程，揭示其中蕴含的科学奥秘与前沿应用。 飞秒激光：瞬间的极致力量 飞秒，即千万亿分之一秒。在这个短暂得几乎难以想象的时间尺度上，激光能够释放出极高的峰值功率，足以引发一系列非线性光学效应，从而在透明介质中产生令人惊叹的现象。本书将深入剖析飞秒激光的产生原理，包括掺镱光纤激光器、锁模激光器等常用技术，并详细阐述其独特的脉冲特性，如极窄的脉宽、高峰值功率、宽光谱以及空间光束质量等。 在飞秒激光与透明介质的交互作用中，一系列复杂的物理过程扮演着至关重要的角色。我们将详细介绍这些过程，例如： 自聚焦（Self-focusing）： 随着激光强度的增加，介质的折射率会发生非线性变化，导致激光束向中心聚焦，形成更小的光斑。这不仅影响了激光的传输路径，也为后续的非线性效应奠定了基础。 自相位调制（Self-phase modulation, SPM）： 激光脉冲在介质中的传播会引起介质折射率的随时间变化，进而导致激光脉冲的光谱展宽，这是产生超连续光的最基本机制之一。 交叉相位调制（Cross-phase modulation, XPM）： 当多束激光或不同频率分量同时存在时，它们会相互影响折射率，导致各自的光谱发生展宽。 受激拉曼散射（Stimulated Raman scattering, SRS）： 激光能量被耦合到介质的分子振动模式上，产生新的频率成分，进一步拓展了光谱范围。 受激布里渊散射（Stimulated Brillouin scattering, SBS）： 激光能量被耦合到介质的声学模式上，产生频率较低的光，对激光传输的稳定性产生影响。 等离子体产生与电子雪崩（Plasma generation and avalanche ionization）： 当激光强度极高时，介质中的电子会获得足够能量，引发雪崩效应，产生等离子体，这会显著改变介质的光学特性，甚至导致介质损伤。 本书将通过详细的理论模型和数学推导，清晰地阐述这些非线性效应的物理机制，以及它们如何协同作用，共同塑造飞秒激光在透明介质中的传播行为。我们将探讨不同类型透明介质（如玻璃、晶体、液体等）对飞秒激光传输的影响，以及介质的非线性系数、色散特性等参数如何调控这些过程。 超连续光：光谱的无限延伸 当飞秒激光在透明介质中经历上述一系列非线性过程后，原本窄带的光源将会演变成一个具有极宽光谱范围的“彩虹”。这就是超连续光（Supercontinuum, SC），它能够横跨紫外、可见光、近红外甚至远红外区域，如同一个人工光谱源，展现出前所未有的应用潜力。 本书将深入研究超连续光的产生机制，重点分析不同非线性效应在超连续光生成中的贡献。我们将详细探讨： 光谱展宽机制： 如何通过调控激光参数（如脉冲能量、重复频率、偏振等）和介质特性（如长度、结构、折射率等）来最大化光谱展宽，实现目标范围的超连续光覆盖。 光谱形状的调控： 如何通过优化传输参量，获得平坦、特定形状或多峰的超连续光谱，以满足不同应用的需求。 超连续光的相干性与亮度： 分析超连续光的光谱相干性（例如，相干的超连续光在光谱和时间上都保持稳定），以及其空间相干性，探讨如何提升其整体亮度和光束质量。 微结构光纤（Photonic crystal fiber, PCF）在超连续光生成中的作用： PCF独特的横向结构提供了极大的设计自由度，能够精确调控其色散特性和非线性效应，从而高效生成高质量的超连续光，成为当今超连续光研究的核心平台。本书将详细介绍不同类型PCF（如全介质PCF、反谐振PCF等）的设计原理、优势以及其在超连续光产生中的应用。 前沿研究与未来展望 本书不仅会深入讲解飞秒激光传输与超连续光产生的理论基础，还将聚焦于该领域的前沿研究进展和潜在应用。我们将探讨： 新型非线性效应与现象： 如超快光诱导的介质相变、光诱导的定向结晶等，这些现象为材料加工、器件制造等提供了新的可能。 高功率、高亮度超连续光源的开发： 追求更宽、更平坦、更高亮度的超连续光，以应对更严苛的应用需求。 超连续光在精密科学研究中的应用： 光谱学： 作为宽带光源，用于高分辨率光谱分析、拉曼光谱、荧光光谱等，揭示物质的微观结构和化学信息。 成像： 在生物医学成像领域，如光学相干断层扫描（OCT）、多光子显微镜等，提供更高的分辨率和穿透深度。 计量学： 用于高精度测距、时间测量、频率梳等，推动精密测量技术的发展。 激光诱导击穿光谱（LIBS）： 作为激励源，实现材料成分的快速无损分析。 超连续光在工业应用中的前景： 激光加工： 如微纳加工、表面改性、精密切割等，实现高精度、低损伤的材料处理。 通信： 探索高密度波分复用（WDM）通信的可能性。 传感： 开发新型高灵敏度的光学传感器。 本书将以严谨的学术态度，结合大量的实验数据和理论模拟结果，深入浅出地揭示飞秒激光与透明介质的奥秘，以及由此诞生的超连续光所蕴含的巨大潜力和广阔前景。无论您是光学领域的科研人员、工程师，还是对前沿科技充满好奇的学生，本书都将为您提供一次深入的知识盛宴，引导您理解并把握这一充满活力的研究领域。

评分☆☆☆☆☆

这本书，光是书名就带着一种深邃的科技感，让我这个非专业人士也忍不住好奇。我一直觉得，光与物质的相互作用是科学领域里最迷人的课题之一，而“飞秒激光”这个词汇，本身就代表了时间尺度的极限和能量密度的巅峰。我购买它并非是想成为一名激光物理学家，而是希望能够一窥前沿研究的冰山一角。当我翻开这本书的目录时，扑面而来的是一连串复杂的数学公式和物理模型，这确实对我这样的业余爱好者构成了不小的挑战。我尤其关注那些关于“超连续光辐射”的部分，这听起来就像是科幻小说里的情节，把一束光变成彩虹般的全光谱。虽然我可能无法完全理解其中每一个推导过程的精妙，但那种探索未知、试图将自然界最精细的现象捕捉并量化的努力，本身就非常令人振奋。这本书显然是为专业领域人士准备的深度参考书，它不仅仅是在描述现象，更是在构建一个解释这些现象的理论框架。那种严谨的学术态度和对细节的把握，从装帧的质感上就能略微感受到。它让我意识到，任何看似简单的光学现象背后，都隐藏着如此浩瀚的理论体系。

评分☆☆☆☆☆

我注意到这本书在引用文献方面做得非常全面和细致，这让我对作者团队的研究背景和学术积累有了更深的认识。它似乎是以一种“承前启后”的姿态存在的，既总结了经典理论的精髓，又着力于探讨最新观测到的非线性现象。其中关于“光纤中的超连续谱产生”的章节，我反复看了几遍，那种光子能量如何在时域和频域之间进行复杂的映射和转换，实在是令人拍案叫绝。这种对光与物质作用机理的深刻洞察，需要长年累月的积累和无数次的实验验证。坦白说，这本书的阅读门槛确实很高，它要求读者不仅要有扎实的数学基础，还需要对量子光学和非线性物理有初步的了解。但对于那些愿意投入时间去啃“硬骨头”的读者来说，这本书的回报是巨大的，它提供了一种看待激光与物质相互作用的全新的、更深层次的视角。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和图表设计，虽然是典型的学术风格，但不得不说，它极大地辅助了对复杂物理过程的理解。那些用以阐述光脉冲在介质中传输演化过程的动态图和截面图，虽然是静态的印刷品，却能让人在脑海中构建出那个微小尺度上发生的剧烈能量交换场景。我特别欣赏其中对“介质损伤阈值”和“光孤子”等前沿概念的论述，这部分内容不仅具有理论指导意义，更直接关系到实际应用中的安全性和可行性。虽然我不是直接从事相关研究的，但通过阅读，我能感受到作者们在试图解决实际工程难题时的那种审慎和精确。这本书的语言风格非常克制和客观，每一个结论的提出都有坚实的理论基础支撑，很少有夸张或煽情的描述，这反而更增加了其权威性。对于希望了解当前该领域研究前沿的工程师或研究生来说，这本著作无疑是极佳的资源。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构安排非常清晰，逻辑链条严密得像一个精密的仪器。从光场的产生、传播特性到最终在介质中激发出的各种非线性效应，层层递进，构建了一个完整的知识体系。我尤其欣赏作者们在讨论实验结果时，总是能迅速地将其置于更宏大的理论框架之下进行检验和解释，这使得书中的内容极具说服力。虽然我无法完全掌握所有高深莫测的方程，但那种对科学探索过程的尊重和对真理不懈追求的精神，是跨越专业壁垒也能感受到的。它不是一本能让你快速入门的书，而更像是一份需要你长期去“研读”和“消解”的宝贵资料，每读一遍都会有新的体会和领悟，特别是当你结合其他新的研究进展再回来看时，会发现书中许多早期的预言或模型，如今已在实验中得到了印证，这种历时性的对比阅读体验，非常奇妙。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本砖头一样的书，第一个感受就是内容的扎实程度。它不是那种泛泛而谈的科普读物，而是一部沉甸甸的学术专著。我本来是带着学习如何操作相关设备的期望来翻阅的，结果发现重点完全放在了理论模型的建立和验证上。书中对激光与介质相互作用的非线性效应的描述极其详尽，特别是涉及到高强度脉冲光在介质中产生的新现象，例如自聚焦、色散管理等等，这些术语对我来说既陌生又充满吸引力。我记得我花了整整一个下午，试图理解其中关于克尔效应和拉曼散射耦合的数学表述，虽然最终只是略知皮毛，但那种挑战思维极限的感觉是其他读物难以给予的。这本书的价值在于其深度和广度，它似乎涵盖了该领域从基础理论到实验验证的每一个关键节点，对于想在这个领域深耕的读者来说，它无疑是一本案头的“圣经”。即便是那些看似枯燥的数值模拟和参数分析部分，也透露出作者们对实验细节的极致追求。