電子束泵浦氬的光腔效應 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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高劭宏 著

圖書標籤:

• 電子束泵浦
• 氬氣
• 光腔
• 效應
• 激光物理
• 氣體激光
• 光譜學
• 等離子體
• 光學
• 腔體光學

齣版社： 黑龍江大學齣版社

ISBN：9787811294538

版次：1

商品編碼：11116441

包裝：平裝

開本：32開

齣版時間：2012-06-01

用紙：膠版紙

頁數：263

字數：180000

編輯推薦

《電子束泵浦氬的光腔效應》內容涵蓋：強流相對論電子束裝置的運行、膠片的相對標定及諧振腔片的鍍製、Ar的260nm中心譜區光腔效應的觀察、用量子化學從頭算法探索Ar的260nm中心譜區的來源等內容。

內容簡介

《電子束泵浦氬的光腔效應》采用強流相對論電子束作為橫嚮泵浦手段，通過改變腔中Ar的氣壓的實驗，初步判斷瞭在200～300nm範圍內的260nm附近，存在一個獨立的譜區。通過選用閤適的介質膜輸齣腔片，實現瞭在260nm處介質中的粒子數反轉及放大的自發輻射，達到明顯的光腔效應。《電子束泵浦氬的光腔效應》利用Gaussian98程序，采用MCSCF方法對Ar2+和Ar2+子離子體係的結構進行瞭abinitio計算。分析瞭實驗上所觀察到的260nm譜區的可能來源。

作者簡介

高劭宏：男，2001年在哈爾濱工業大學物理電子學學科獲得工學博士學位，2004年在華中科技大學完成博士後工作。現任黑龍江大學物理科學與技術學院副教授。在攻讀博士學位期間，從事高功率電子束産生紫外激光的理論和試驗研究。曾參與瞭有關這方麵的國傢自然科學基金和863項目的研究。目前，主要從事用光通信器件和半導體光電子技術方麵的研究。

目錄

1 緒論
1.1 研究背景及其理論與實際意義
1.2 國內外發展狀況

2 強流相對論電子束裝置的運行
2.1 強流相對論電子束裝置
2.2 電子束穩定性運行的測量
本章小結

3 膠片的相對標定及諧振腔片的鍍製
3.1 5FW感光膠片的相對標定
3.2 諧振腔片的鍍製
本章小結

4 Ar的260 nm中心譜區光腔效應的觀察
4.1 前言
4.2 實驗裝置
4.3 Ar的第三譜帶200-300 nm譜區強度與氣壓關係的觀察
4.4 小信號增益的測定
4.5 諧振腔的調節
4.6 Ar的第三譜帶260nm中心譜區光腔效應的實驗觀察
本章小結

5 用量子化學從頭算法探索Ar的260nm中心譜區的來源
5.1 量子化學從頭算的基本原理
5.2 分子的電子組態與電子狀態
5.3 雙原子分子及其離子勢能函數
5.4 用Gaussian98程序計算的結果
5.5 用HOND098程序對Ar2+係統的計算
本章小結
參考文獻
附錄
後記

《電子束泵浦氬的光腔效應》 一、 引言 在現代科學研究的廣闊天地中，激光技術無疑占據著舉足輕重的地位。從基礎科學的探索到尖端工業的應用，激光以其高度的單色性、方嚮性和相乾性，極大地拓展瞭人類認識世界和改造世界的能力。而激光的誕生與發展，離不開對各種激光增益介質及其工作原理的深入理解。氬，作為一種惰性氣體，在特定的激發條件下，能夠展現齣 remarkable 的光學特性，使其成為一種重要的激光增益介質。本書《電子束泵浦氬的光腔效應》正是聚焦於電子束泵浦氬激光器這一特定體係，深入探討其核心機製——光腔效應。 光腔，顧名思義，是指用於容納和放大光波的特定光學結構。在一個完整的激光器中，光腔扮演著至關重要的角色。它不僅能夠反饋和維持激光的産生，更關鍵的是，它通過對腔內光場的限製和調控，決定瞭激光的模式、光譜特性以及輸齣質量。當我們將目光投嚮電子束泵浦氬激光器時，其獨特的工作機製——利用高能電子束轟擊氬原子，激發其原子態並引發受激輻射——與光腔的協同作用，便構成瞭一個復雜而迷人的物理體係。 本書旨在係統性地梳理和剖析電子束泵浦氬激光器中，光腔效應所扮演的物理角色。我們將從基礎的物理原理齣發，逐步深入到復雜的動力學過程，力求為讀者呈現一個清晰、詳實、嚴謹的學術論述。本書的目標讀者群體包括但不限於：激光物理、等離子體物理、光學工程、原子分子物理等相關領域的科研人員、研究生以及高年級本科生。我們希望通過本書的闡述，能夠增進讀者對電子束泵浦激光器這一重要技術體係的理解，激發更多對相關領域深入研究的興趣。 二、 電子束泵浦氬激光器的基本原理 在深入探討光腔效應之前，有必要對電子束泵浦氬激光器的基本工作原理進行簡要迴顧。 1. 電子束的産生與加速： 電子束泵浦激光器通常采用電子槍産生高能電子束。這些電子在強電場的作用下被加速到預設的能量，具備瞭足夠的動能去激發靶材中的原子或分子。在本書所關注的體係中，靶材為氬氣體。 2. 氬原子的激發與電離： 當高能電子束穿過氬氣體時，會與氬原子發生碰撞。這些碰撞過程是多樣的，包括彈性碰撞、非彈性碰撞以及電離。非彈性碰撞會將能量傳遞給氬原子，使其躍遷到高能的激發態。電離過程則會産生自由電子和氬離子，進一步增加瞭等離子體的密度和復雜性。 3. 受激輻射與激光增益： 處於高能激發態的氬原子，其壽命是有限的。它們會自發地輻射光子，躍遷迴低能態。然而，當腔內存在與這些躍遷過程相對應的光子時，處於高能激發態的氬原子會被這些光子“激發”，以相乾的方式輻射齣與其頻率、相位、方嚮和偏振都相同的光子。這個過程稱為受激輻射。受激輻射是激光産生的核心機製，它使得光場在通過增益介質時得到放大，形成激光增益。 4. 等離子體特性： 電子束轟擊産生的氬等離子體具有一係列復雜的物理特性，例如電子密度、離子密度、電子溫度、粒子分布函數等。這些特性直接影響著激光增益的産生和維持。理解這些等離子體參數與激光增益之間的關係，是分析光腔效應的基礎。 三、 光腔效應在電子束泵浦氬激光器中的作用 光腔，通常由兩個或多個反射鏡組成，放置在增益介質的兩側。在電子束泵浦氬激光器中，光腔的主要功能體現在以下幾個方麵： 1. 光場的反饋與再生： 光腔內的反射鏡能夠將增益介質中産生的自發輻射光子反射迴增益介質中。這些光子會觸發更多的受激輻射，形成一個正反饋循環。當腔內光強的增長率大於光場在腔內的損耗率（包括反射鏡的吸收、散射，以及增益介質本身的吸收等），激光就會被産生並持續。 2. 模式的選擇與限製： 光腔的幾何形狀和尺寸，以及反射鏡的麯率和排列方式，共同決定瞭腔內能夠穩定存在的電磁場模式。這些模式被稱為腔模式。隻有那些能夠與增益介質中的粒子數反轉分布相匹配的模式，纔能獲得顯著的增益。因此，光腔有效地篩選和限製瞭激光輸齣的模式。對於電子束泵浦氬激光器，腔模式的特性直接影響著輸齣激光的橫嚮模（如TEM00、TEM01等）和縱嚮模（即激光頻率）。 3. 光強的聚焦與增強： 光腔將光場限製在一個相對小的區域內，並通過多次反射，使得光場在增益介質中反復通過。這導緻腔內光強能夠積纍到非常高的水平，遠高於單次通過增益介質所能達到的強度。高強度的腔內光場也反過來對增益介質的激發和粒子數分布産生影響，形成一種耦閤效應。 4. 閾值行為的形成： 激光工作的産生需要剋服閾值。當泵浦源（在此為電子束）的強度不足以補償光腔內的總損耗時，腔內光強將趨於零。隻有當泵浦強度達到一定閾值，使得光場在腔內獲得的總增益大於總損耗時，激光纔能穩定輸齣。光腔的損耗特性是決定激光閾值的重要因素。 5. 光譜特性的約束： 光腔的縱嚮模式會離散化激光的輸齣頻率。隻有那些滿足特定相位條件的頻率成分纔能在腔內形成穩定的駐波，獲得增益。因此，光腔對激光器的光譜寬度和頻率穩定性起著關鍵作用。 四、 電子束泵浦氬激光器中光腔效應的特殊性 與傳統的燈泵浦或氣體放電泵浦激光器相比，電子束泵浦氬激光器在光腔效應的分析上，引入瞭新的復雜性和挑戰。 1. 瞬時性和高功率密度： 電子束泵浦通常是脈衝式的，具有非常高的功率密度和極短的作用時間。這意味著增益介質中的粒子數反轉和粒子分布是動態變化的，對光腔的響應也需要考慮這種瞬時性。光腔需要能夠有效地捕獲和反饋在短時間內産生的輻射。 2. 等離子體動力學與光腔的耦閤： 電子束轟擊産生的等離子體本身就處於不斷演化的過程中。電子、離子的産生和復閤，原子態的激發和退激發，都受到電子束參數和腔內光場的影響。反過來，等離子體的宏觀特性（如摺射率、吸收係數）也會隨時間或空間變化，對光腔內的光傳播和模式産生影響，形成復雜的反饋迴路。 3. 高增益與大模式體積的權衡： 電子束泵浦通常能提供很高的激光增益，這可能使得激光器工作在非綫性 regime。在這種情況下，輸齣的激光模式可能不再是簡單的基模，而是會産生更復雜的模式結構。如何設計光腔以優化增益與模式體積之間的關係，以獲得高效、高質量的激光輸齣，是一個重要的研究課題。 4. 光腔的穩定性與損耗： 電子束泵浦産生的等離子體可能具有不均勻性，或者在工作過程中産生其他光學活性介質，這些都可能導緻光腔的損耗增加或穩定性下降。例如，等離子體可能産生散射中心，或者其摺射率變化導緻腔內光傳播的扭麯。因此，對光腔的設計和調整需要充分考慮這些因素。 五、 研究內容與展望 本書將圍繞上述基本原理和特殊性，展開以下方麵的詳細論述： 電子束泵浦氬激光器的模型建立： 建立描述電子束與氬相互作用、激發與電離過程、粒子數動力學以及受激輻射過程的理論模型。 光腔理論的分析： 詳細介紹不同類型光腔（如穩定腔、共軛腔、非穩腔）的特性，以及它們在描述光場傳播、模式選擇和能量存儲方麵的數學工具。 電子束泵浦氬激光器中的增益譜與損耗譜： 分析電子束參數、氬氣體參數以及等離子體特性如何影響增益介質的增益譜和光腔的損耗譜。 光腔與增益介質的耦閤動力學： 深入研究光腔內的光場如何反作用於等離子體，以及等離子體的演化又如何影響光腔內的光場，探討這種耦閤對激光輸齣特性的影響。 模式穩定性與輸齣特性： 分析光腔設計如何影響輸齣激光的橫嚮模式、縱嚮模式、功率穩定性以及光譜特性。 特殊光腔結構與泵浦方式的探索： 探討采用特殊的光腔結構（如短腔、新型諧振腔設計）或結閤其他泵浦方式（如混閤泵浦）以優化電子束泵浦氬激光器的性能。 實驗觀測與理論驗證： 結閤相關的實驗研究，對理論模型和分析結果進行驗證，並討論實驗中可能遇到的實際問題和解決途徑。 六、 結論 《電子束泵浦氬的光腔效應》一書，將緻力於為讀者構建一個關於電子束泵浦氬激光器光腔效應的完整知識體係。通過嚴謹的理論分析、深入的機製探討以及對實際問題的關注，本書期望能為推動該領域的研究提供有益的參考，並為相關技術的進一步發展奠定堅實的基礎。我們相信，對光腔效應的深刻理解，是實現電子束泵浦氬激光器高性能化、穩定化和多樣化輸齣的關鍵所在。

評分☆☆☆☆☆

拿到《電子束泵浦氬的光腔效應》這本書，我第一反應是它或許會打開一扇通往前沿物理研究的大門。作為一個對精密測量和量子光學領域有所涉獵的愛好者，我猜測這本書將深入探討電子束與惰性氣體（在此是氬）相互作用産生的獨特物理現象，以及如何利用這些現象結閤光學諧振腔來實現特定目的。我設想書中會詳細介紹電子束的産生機製，例如熱陰極發射、場緻發射等，以及束流的質量、能量和密度對後續等離子體形成的影響。而氬作為一種常用的工作氣體，其原子結構、電離勢、以及激發態的能級分布，都將是書中不可或缺的基礎知識。特彆吸引我的是“光腔效應”這一部分，這意味著書中會詳述如何通過巧妙的光學設計，例如高反射率的反射鏡、精確的腔長控製，來構建一個能夠支持特定光場模式的諧振腔。我推測書中會涉及腔模的産生、維持和損耗機製，以及如何通過腔體參數的調節來獲得高增益、低閾值的光放大。我特彆好奇書中是否會討論電子束泵浦氬所産生的非綫性光學效應，以及這些效應如何與光腔相互作用，從而實現更復雜的激光輸齣特性。這本書的書名本身就充滿瞭科學的嚴謹感和探索的吸引力，讓我期待從中學習到有關等離子體物理與光學工程相結閤的深度知識。

評分☆☆☆☆☆

《電子束泵浦氬的光腔效應》這個書名，在我腦海中勾勒齣一幅高能物理與光學控製相結閤的畫麵。我一直對基於等離子體産生的相乾光源非常感興趣，而電子束泵浦和光學諧振腔的組閤，正是我認為實現這類光源的關鍵技術之一。我推測這本書會從基礎的粒子物理齣發，詳細介紹電子束的産生、加速和聚焦技術，以及其與氬原子碰撞時發生的能量交換和激發過程。這其中必然會涉及到氬原子的能級結構、激發態的壽命，以及不同激發態産生的輻射光譜。更令我期待的是“光腔效應”部分，我設想書中會詳細講解如何設計和構建一個光學諧振腔，以有效地捕獲和放大由電子束泵浦氬等離子體産生的特定波長的光。這可能包括對反射鏡的材質、麯率、反射率的選擇，以及腔體長度和穩定性的要求。我特彆好奇書中是否會討論腔模的類型，例如橫模和縱模，以及它們如何影響最終的光束質量和應用。同時，我也期待書中能夠深入探討電子束參數、氬氣壓強以及腔體參數之間的相互作用，以及如何通過優化這些參數來獲得高性能的光輸齣，比如高功率、高光束質量的激光。這本書的標題給我一種嚴謹、深入的感覺，讓我認為它會是該領域的一本重要的參考書。

評分☆☆☆☆☆

拿到《電子束泵浦氬的光腔效應》這個書名，我 immediately 聯想到的是一係列復雜的物理過程。我本身在光學和材料科學領域有一些接觸，所以這個書名讓我好奇其背後所包含的深層機製。首先，電子束泵浦這個概念本身就指嚮瞭利用高能電子來激發物質。對於氬氣體來說，電子束的能量傳遞會使其原子處於激發態，甚至被電離，形成等離子體。這其中必然涉及到瞭電子與氬原子的碰撞截譜、能量轉移效率，以及等離子體的密度、溫度和組分等關鍵參數的控製。而“光腔效應”則進一步暗示瞭這是一個關於光學諧振腔的討論。我推測書中會詳細介紹如何構建一個光學諧振腔，例如使用高反射率的鏡子來形成一個封閉的光場空間。這個空間將對電子束泵浦氬所産生的受激輻射進行反饋和放大，從而實現激光的産生或者其他特殊的光學效應。我非常好奇書中是否會探討不同類型的腔體設計，比如開放腔、封閉腔，以及它們對腔內光場的分布和損耗的影響。此外，我想知道書中是如何將電子束泵浦氬等離子體的特性與光學腔的參數聯係起來，例如等離子體的增益譜、飽和強度如何影響腔體的閾值和輸齣功率。這本書的標題非常有技術性，讓我感覺到它會是一本深入探討物理機製的著作，對於理解等離子體光源和激光器的工作原理有很大的幫助。

評分☆☆☆☆☆

這本書的書名《電子束泵浦氬的光腔效應》讓我立刻聯想到瞭一係列令人著迷的物理現象。我本身對激光物理和等離子體物理有著濃厚的興趣，所以這本書的標題立刻抓住瞭我的眼球。我腦海中浮現齣的是高能電子束轟擊氬原子，激發其內部能級，然後通過光學諧振腔進行放大和控製的復雜過程。我設想書中會詳細闡述電子束的能量分布、穿透深度以及其與氬原子碰撞的截麵等關鍵參數，這些參數直接影響到氬原子的激發效率和等離子體密度。同時，光學諧振腔的設計也至關重要，它需要精確的鏡麵反射率、腔長穩定性以及模式選擇能力，以確保産生高質量的光輸齣。我好奇書中是否會涉及不同腔體結構（例如法布裏-珀羅腔、激光器腔等）對光腔效應的影響，以及如何通過調整腔體參數來優化光束的相乾性、單色性和方嚮性。此外，我也期待書中能夠深入探討電子束泵浦氬等離子體作為一種增益介質的特性，包括其能級躍遷、粒子布居、以及輻射過程等，這些都是理解光腔效應的基礎。整本書應該會是一次在微觀粒子相互作用和宏觀光學腔調控之間進行的深刻探索，其潛在的應用前景也讓我遐想聯翩，比如在高功率激光器、先進成像技術，甚至在材料加工領域。

評分☆☆☆☆☆

這本書的名字，《電子束泵浦氬的光腔效應》，一下子就勾起瞭我內心深處對物理世界奧秘的好奇。我並非專業的物理學傢，但對於那些能夠解釋世界運作原理的科學概念總是充滿敬畏。我腦海中浮現的是一束高能量的電子，如同看不見的利劍，穿梭於充滿氬氣（一種惰性氣體）的空間。這束電子的撞擊，我想必會激起氬原子內部沉睡的能量，讓它們發齣獨特的光芒。而“光腔效應”這個詞，則更像是在說，這些光芒並非雜亂無章，而是被一個精巧的“盒子”——光學諧振腔——所捕捉、聚焦、甚至放大。我猜測書中會細緻地描繪電子束是如何被産生和控製的，它需要多大的能量纔能有效地“喚醒”氬原子？而這些被喚醒的氬原子，它們發齣的光又有什麼樣的特性？光學諧振腔又是如何工作的？它是不是像一麵麵精心打磨的鏡子，將光綫反復反射，最終凝聚成一股強大的、具有特定方嚮的光束？我很好奇，書裏是否會用生動的比喻或者清晰的圖解來解釋這些復雜的物理過程，讓像我這樣的非專業讀者也能領略到其中的美妙。這本書對我來說，就像是一扇窗，讓我得以窺見一個由電子、原子和光綫構成的奇妙世界，感受科學的魅力。