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陈海燕 等 著

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• 激光原理
• 激光技术
• 光学
• 物理学
• 光电子学
• 激光应用
• 半导体激光
• 光纤激光
• 非线性光学
• 激光器

出版社： 武汉大学出版社

ISBN：9787307092921

版次：1

商品编码：10938792

包装：平装

开本：16开

出版时间：2011-12-01

用纸：胶版纸

页数：267

字数：397000

内容简介

　　《激光原理与技术》介绍了激光的产生、激光与物质的相互作用、激光控制的基本原理与解决方案，内容包括激光与激光器基础，光学谐振腔，电磁场与物质相互作用，连续与脉冲激光器工作特性，激光调制技术，调Q技术，超短脉冲技术，激光放大器，模式选择、稳频与倍频技术，常见激光器以及半导体激光器与放大器。《激光原理与技术》着重介绍基本激光现象和解释现象的基本概念、原理，并配有大量习题与思考题，叙述深入浅出，便于自学。
　　《激光原理与技术》可作为高等院校光电子技术、光信息技术、应用物理等专业本、专科生教材，也可以作为光学工程、物理电子学等专业研究生的参考书，并可供高等院校相关专业师生及从事光电子技术的科技人员参考。

目录

绪论
第一章 激光与激光器基础
1.1 激光器基本结构
1.1.1 激光笔
1.1.2 激光器基本结构
1.2 光的描述（I）——电磁理论
1.2.1 电磁波的模式
1.2.2 光强与光功率
1.2.3 介质的色散与吸收
1.2.4 光纤色散
1.3 光的描述（Ⅱ）——早期的光量子理论
1.3.1 普朗克的黑体辐射规律
1.3.2 光量子的概念
1.3.3 波尔理论的基本假设
1.3.4 两种描述的统一——光波模式和光子状态相格
1.4 光子的相干性
1.5 光波在时域与频域中的描述
1.6 激光的基本概念
1.6.1 自发辐射、受激吸收与受激辐射
1.6.2 激光器的基本思想
1.6.3 增益系数
1.6.4 光的自激振荡
1.7 激光的特性
第二章 光学谐振腔
2.1 引言
2.2 光线传播的矩阵表示
2.2.1 几何光学的矩阵分析
2.2.2 常见光学元件的变换矩阵
2.2.3 变换矩阵与成像问题
……
第三章 电磁场与物质相互作用
第四章 连续与脉冲激光器工作特性
第五章 激光调制技术
第六章 调Q技术
第七章 超短脉冲技术
第八章 激光放大器
第九章 模式选择、稳频与倍频技术
第十章 常见激光器
第十一章 半导体激光器与放大器
参考文献

前言/序言

光影流转，信息洪流：现代光学与信息处理的奇妙旅程 在信息爆炸的时代，我们被海量的数据和瞬息万变的景象所包围。从璀璨的星空到微观的粒子世界，从触手可及的智能手机到浩瀚的网络空间，光以其独特的方式，编织着我们感知世界、传递信息的网络。这本书将带您踏上一场关于光与信息处理的深度探索之旅，揭示它们如何塑造我们今日的生活，并展望它们在未来的无限可能。 第一章：光之本源与波动之舞 我们的旅程始于对光本质的追溯。光，究竟是粒子还是波？古老的哲学争论在科学的探索中逐渐清晰。我们将深入了解光的波动性，领略衍射、干涉、偏振等一系列奇妙的光学现象。您将看到，正是这些波动特性，使得全息术、干涉仪等精密测量技术成为可能。想象一下，如何通过光的干涉来测量物体极其微小的形变，或者如何利用衍射的规律来制造精密的微结构。这一章节将为您构建理解后续内容坚实的光学基础，让您领略物理世界的优雅与和谐。 第二章：色彩的秘密与视觉的感知 为何天空是蓝色的，落日是红色的？色彩，是光与我们视觉系统交互的产物。我们将探究可见光谱的奥秘，理解不同波长的光如何被我们的眼睛感知，以及大脑如何将其转化为我们所见的缤纷世界。本书将深入剖析颜色的形成机制，从光的吸收、反射、透射到人眼的感光细胞，再到大脑的视觉皮层。您将了解彩色摄影、电视显示、甚至纺织染料背后的科学原理。同时，我们还将触及一些有趣的视觉现象，如色彩混合、马赫带等，这些都让我们更加理解光与我们感官的紧密联系。 第三章：透镜、棱镜与成像的魔法 人类对光的驾驭，最早可以追溯到对透镜和棱镜的应用。从最早的放大镜到今天的望远镜和显微镜，它们极大地拓展了我们的视野。本章将详细介绍透镜和棱镜的光学特性，包括聚焦、成像、色散等。您将学习到如何计算透镜的焦距，理解不同形状的透镜如何形成不同类型的像，以及棱镜如何将白光分解成彩虹般的色谱。这些基础的光学元件，是构成相机、投影仪、光学显微镜等现代光学仪器的核心。我们也将探讨这些元件在科学研究和日常生活中的广泛应用，例如在天文学中捕捉遥远星系的光芒，或者在工业生产中进行高精度检测。 第四章：光与物质的交融：吸收、散射与荧光 光与物质的每一次相遇，都可能发生精彩的化学反应。本章将深入研究光与物质相互作用的多种方式，包括吸收、散射和荧光。您将了解物质如何选择性地吸收特定波长的光，从而呈现出我们所见的颜色；为什么天空中的云是白色的，而远山却呈现出朦胧的蓝色；以及荧光材料如何在吸收光能后，又以另一种颜色的光释放出来。这些现象在光谱分析、生物成像、安全防伪等领域有着至关重要的应用。例如，紫外-可见吸收光谱仪如何帮助我们鉴定物质成分，荧光显微镜如何揭示细胞内部的精细结构。 第五章：光通信：信息传输的脉络 在当今互联互通的世界中，光通信扮演着至关重要的角色。从互联网的骨干网到光纤到户，光以其巨大的带宽和极低的损耗，成为信息传输的理想载体。本章将为您揭示光通信的基本原理，包括光信号的产生、传输、接收以及光纤的结构和特性。您将了解光纤是如何利用全反射的原理将光信号在极远的距离上传输而不衰减，以及不同类型光纤在通信系统中的作用。我们将重点介绍光通信的组成部分，如光源（激光器、LED）、传输介质（光纤）和探测器，以及它们在构建高效、高速通信网络中的协同工作。 第六章：信息编码与解码：光信号的语言 如何将海量的信息有效地编码成光信号，并能准确地解码，是光通信成功的关键。本章将探讨信息编码与解码的技术，包括二进制编码、脉冲编码调制（PCM）以及更先进的调制解调技术。您将理解如何将模拟信号转化为数字信号，再将其映射到光信号的强度、相位或频率的变化上。同时，我们将介绍信号的接收和解码过程，以及如何通过纠错编码来保证信息传输的可靠性。这些技术是构成现代数字通信系统的基石，从手机通话到互联网数据传输，无不依赖于此。 第七章：光电探测：捕捉光之信息 要实现光通信，我们必须能够有效地捕捉和测量光信号。本章将聚焦于光电探测器，它们是光信号转换为电信号的关键器件。我们将介绍不同类型光电探测器的原理和特性，如光电二极管、光电倍增管、雪崩光电二极管等。您将了解它们如何响应不同波长的光，以及它们的灵敏度、响应速度等重要参数。这些探测器广泛应用于各种场合，从测量微弱的光信号到实现高精度的光信号检测。 第八章：光学传感：洞察微观与宏观世界 光不仅仅是信息的载体，它更是我们感知和测量世界的强大工具。光学传感技术利用光的特性来检测和测量各种物理量，如距离、温度、压力、化学物质等。本章将介绍多种光学传感器的原理和应用，例如干涉仪在精密测量中的应用，光学温度传感器如何利用材料的光学性质随温度的变化来测量温度，以及光谱传感器如何通过分析物质对光的吸收或发射光谱来识别和量化物质。这些传感器在工业自动化、环境监测、医疗诊断等领域发挥着越来越重要的作用。 第九章：图像处理与计算机视觉：让机器“看见”世界 当光信号被捕获并转化为数字图像后，计算机如何“理解”这些图像，并从中提取有用的信息？本章将带领您进入图像处理和计算机视觉的奇妙领域。我们将介绍图像的表示方式、基本的图像处理技术，如滤波、边缘检测、形态学操作等，以及更高级的应用，如目标识别、人脸识别、场景理解等。您将了解计算机视觉在自动驾驶、医疗影像分析、安防监控等领域的广泛应用，以及它们如何赋予机器“看见”和“思考”的能力。 第十章：未来展望：光与信息处理的无限可能 在旅程的最后，我们将目光投向未来，展望光与信息处理领域的新兴技术和发展趋势。从量子通信的革命性潜力，到人工智能与光学传感器的深度融合，再到下一代显示技术和增强现实/虚拟现实（AR/VR）的不断突破，光与信息处理的边界正被不断拓展。您将了解到新的光源技术、更高效的光学元件、更智能的光学系统，以及它们如何深刻地改变我们的生活、工作和娱乐方式。 这本书旨在为您提供一个全面而深入的视角，理解光在现代科技和信息时代的核心地位。无论您是光学领域的初学者，还是希望拓展知识视野的技术爱好者，都将从中获得丰富的启发和收获。让我们一同踏上这场光影与信息的奇妙旅程，探索无尽的可能性。

评分☆☆☆☆☆

《激光原理与技术》这本书，意外地触动了我对于音乐和艺术创作的灵感。当读到激光的相干性和单色性时，我立刻联想到了音乐中的“纯净音色”和“和声”。激光那种高度有序、无衰减的光束，就像一首完美演奏的乐章，每一个音符都精准到位，每一个和弦都和谐统一。书中关于激光光源的各种模型和参数，在我看来，就像是作曲家对乐器性能的精细调校，旨在达到最理想的听觉效果。我开始想象，如果将激光的光谱特征转化为声音的频谱，会产生怎样奇妙的声景？那些不同的激光介质，是否对应着不同的音色，而激光器的功率和工作模式，是否就如同音乐的力度和节奏？我甚至开始构思，是否可以利用激光的特性，创作出一种全新的音乐形式，一种由光线谱写，由声音演绎的艺术。这本书不仅仅是关于技术的，它更像是一扇门，让我看到技术与艺术之间意想不到的联系，激发出我对声音和光影融合的艺术探索。

评分☆☆☆☆☆

《激光原理与技术》这本书，让我对“沟通”这个词有了全新的理解，并延伸到人际交往和信息传播的领域。书中关于激光束的聚焦性、定向性和信息承载能力的描述，让我联想到人与人之间的沟通。一个清晰、聚焦、有力的信息传递，就像一束精确瞄准的激光，能够直达对方的心灵，产生深刻的影响。而那些模糊不清、发散无序的语言，就像杂乱无章的光线，难以被有效接收和理解。我开始思考，在日常交流中，我们是否应该像激光一样，注重信息的“聚焦”和“定向”，用最简洁、最准确的语言来表达自己的观点？同时，激光的“高带宽”特性，也让我联想到信息时代的“信息过载”问题，以及如何在这种环境下，筛选出真正有价值的信息，进行有效的“接收”和“处理”。这本书的技术原理，在我看来，不仅仅是关于光，更是关于如何以一种更有效、更有力的方式，实现信息的传递和连接。

评分☆☆☆☆☆

这本书的标题是《激光原理与技术》，但当我翻开它的时候，我内心涌现的却是对宇宙奥秘的无尽好奇。书中那些关于光波、干涉和衍射的描述，自然而然地将我的思绪引向了浩瀚的星辰大海。我开始想象，遥远的星系之间，是否存在着某种我们尚未知晓的“激光”信号，跨越亿万光年，传递着宇宙生命的低语？那些复杂的公式和图表，在我的眼中仿佛变成了星图的绘制，每一条曲线都在描绘着宇宙的宏伟蓝图。我甚至开始思考，激光束那种高度集中的特性，是否也暗示着宇宙某种“秩序”的存在，如同恒星的诞生与演化，都有着其内在的规律和必然。这本书提供的知识，虽然是关于技术层面的，但它却像一把钥匙，打开了我通往哲学和天文学思考的大门。我开始在夜晚仰望星空，试图在那些闪烁的光点中，找到与书中理论相呼应的神秘信息。这种阅读体验是如此的独特，让我感到自己不再仅仅是一个学习者，更像是一个追寻真理的探险家，用技术知识作为导航，去探索未知的宇宙。

评分☆☆☆☆☆

不得不说，《激光原理与技术》这本书，在某种程度上，激起了我对于过去历史的无限遐想。在阅读关于激光器腔体共振和光束传播的部分时，我脑海中浮现出古埃及人建造金字塔的场景。那些巨大的石块是如何被精确地切割、搬运和堆叠的？有没有可能，在那个时代，虽然没有我们现代意义上的激光，但是否存在着某种我们无法理解的高科技，能够以一种高效、精准的方式完成这些工程？书中的光学原理，比如光的直线传播和反射，是否也能在某种程度上解释古代的测量技术和建筑布局？我开始想象，那些古代的智者，是否也曾观察过自然界的光线现象，并从中悟出了某种可以应用到工程上的规律。这种联想或许有些天马行空，但这本书所阐述的物理原理，却为我提供了一个思考的起点。它让我觉得，科学和技术并非是现代社会的专属，而是贯穿人类历史的永恒追求。我开始搜集关于古代文明的资料，试图寻找那些可能与书中内容相呼应的蛛丝马迹，让历史的尘埃在科学的光芒下重新焕发生机。

评分☆☆☆☆☆

读完《激光原理与技术》的部分章节，我突然对“效率”这个概念有了更深刻的理解，并由此联想到人类社会发展的效率问题。书中关于激光器能量转换效率的讨论，让我思考，我们在各个领域，包括教育、医疗、交通等方面，是否存在着许多低效率的环节？为什么有些国家或地区的发展速度如此之快，而有些地方却停滞不前？书中提到的优化激光工作参数，以获得最佳输出，是否也能类比于社会发展中的“资源优化配置”和“政策调整”？我开始反思，我们是否在很多方面都像一个“低效率的激光器”，能量消耗巨大，但实际产出却不尽如人意。这本书的某些技术性讨论，反而促使我去审视更宏观的社会问题，并思考如何通过“技术性”的改进和“原理性”的革新，来提升整体的运行效率，实现更可持续的发展。这种跨领域的思考，让我觉得这本书的价值远超其技术本身。