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蓝信钜 等 著

图书标签:

• 激光技术
• 激光
• 光学
• 物理
• 工程
• 材料科学
• 第三版
• 教材
• 学术
• 工业应用

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030255129

版次：3

商品编码：12276623

包装：平装

丛书名： 普通高等教育“十一五”国家级规划教材

开本：16开

出版时间：2009-09-01

用纸：胶版纸

页数：344

字数：497000

正文语种：中文

内容简介

　　《激光技术（第3版）》系统地介绍了各种主要激光技术的原理与实施方法，内容包括激光调制与偏转技术、调Q技术、超短脉冲技术、激光放大技术、模式选择技术、稳频技术、非线性光学技术和激光传输技术，并对各种激光技术的新进展进行了简要介绍。
　　《激光技术（第3版）》注重物理概念和基本原理的论述，并适当结合一定的实例，叙述深入浅出，便于自学。
　　《激光技术（第3版）》可作为高等院校光电子技术、光信息技术、技术物理、光电仪器、应用物理等专业的本科生教材，也可作为物理电子学等专业研究生的教学参考书，并可供从事光电子技术的科技人员参考。

内页插图

目录

前言/序言

　　本书第一版从20世纪80年代以来，先后为历届教学指导委员会审定、推荐出版，于1997年被原国家教委定为“九五”国家级重点教材。第二版于2001年被教育部定为普通高等教育“十五”国家级规划教材。第三版是在第二版的基础上修改而成，于2006年被教育部定为普通高等教育“十一五”国家级规划教材。
　　本书对应课程的参考学时数为70学时。全书共分5个部分（8章）。第一部分（第1章），激光调制与偏转技术，主要讨论电光与声光调制等技术的基本原理；第二部分（第2至4章），激光调Q、超短脉冲和放大技术，主要讨论提高激光脉冲的功率和能量的基本理论和实现方法；第三部分（第5至6章），激光模式选择、稳频技术，着重讨论激光器实现单.模（横、纵）输出和稳定振荡频率的物理原理和实现方法；第四部分（第7章），非线性光学技术，首先阐述非线性光学的物理概念，然后讨论以倍频技术为重点的非线性光学技术的基本原理和实施方法；第五部分（第8章），激光传输技术，着重讨论光纤传输理论和技术，简要介绍激光的大气和水下传输技术。
　　本书是按照全国高校工科电子信息类光电子信息专业的教学大纲编写的专业基础课教材，具有物理光学和激光原理基础知识的读者可以顺利阅读。本书适用于高等院校光电子技术、光信息技术、技术物理、光电仪器、应用物理等专业本科生作为教材，可作为物理电子学等专业研究生的主要教学参考书，也可供从事光电子技术的科技人员参考。本书各章的内容基本上是相对独立的，因此在阅读时有很大的灵活性，各校可从教学的实际情况出发，有所侧重地选择讲授的内容。另外，本书虽以介绍基本原理为主，但“激光技术”是实践性比较强的一门课程，所以有些章节仍编入了一定篇幅的技术方法和实例，以求能更好地做到理论与实际相结合。每章后面附有习题与思考题，供学生练习选用。
　　本书由华中科技大学蓝信钜担任主编，朱长虹担任副主编。其中，第1、6章由华中科技大学蓝信钜执笔，第2、5章由华中科技大学陈培锋执笔，第3章由天津大学姚建铨、宁继平执笔，第4章由华中科技大学刘劲松执笔，第7章由华中科技大学朱长虹执笔，第8章由西安电子科技大学安毓英执笔。蓝信钜负责统编全稿。在本书编写过程中，参阅了一些著作和文章，在参考文献中未能一一列出，在此谨向他们表示诚挚的感谢。此外，在本书的前期建设中，还有黄国标、张渝楠、李昱等参与过编写，做出了贡献，在此向他们表示衷心的感谢。
　　由于编者水平有限，书中难免还存在一些缺点和错误，殷切希望广大读者批评指正。

探索光影的无限可能：激光技术的革新与应用 自诞生以来，激光以其独特的光束特性——高度单色性、高方向性、高相干性和高亮度——彻底改变了我们认识和改造世界的方式。它不再仅仅是实验室里的前沿探索，而是深刻融入了工业生产、医疗保健、科学研究、通讯传输乃至日常生活的方方面面，成为现代科技发展的强大引擎。本书《激光技术（第3版）》正是旨在为读者系统梳理激光技术的最新进展，揭示其背后的深刻原理，并展望其未来的广阔前景。 一、 激光的奥秘：原理与核心技术 要理解激光的强大力量，首先需要深入其本质。本书将从基础物理原理出发，层层剖析激光产生的机制。我们将探讨原子受激辐射的量子力学根源，理解粒子数反转的关键作用，以及激光器腔体对光场约束和增强的重要意义。通过对增益介质（如固体、气体、半导体、染料等）的特性分析，读者将明白不同介质如何影响激光的波长、功率和运行模式。 核心技术方面，本书将详细介绍各种激励方式，包括光激励、电激励、化学激励等，并分析它们各自的优缺点和适用范围。谐振腔的设计是激光器性能的关键，我们将深入研究不同类型的谐振腔（如对称腔、非对称腔、稳定腔、不稳定腔等）及其对激光输出特性的影响，以及如何通过优化腔体结构来提高光束质量和稳定性。 对于激光器的工作模式，本书将区分连续波（CW）激光器和脉冲激光器。脉冲激光器因其极高的峰值功率，在许多高精度应用中扮演着不可或缺的角色。我们将详细介绍不同类型的脉冲产生机制，如调Q技术（包括声光、电光、饱和吸收器等）和锁模技术（如主动锁模、被动锁模），以及它们如何实现超短脉冲的产生，为超快动力学研究和精密加工奠定基础。 此外，激光器的波长调谐是实现特定应用的关键。本书将探讨如何通过改变增益介质、谐振腔结构或使用色散元件来实现激光器在不同波长区域的工作，从而满足从紫外到红外的广泛应用需求。 二、 激光技术的多元化发展：从经典到前沿 随着技术的不断成熟，激光器的种类日益丰富，性能不断突破。本书将对当前主流的激光器类型进行全面梳理和深入分析。 固体激光器： 以Nd:YAG、YVO4、Ti:sapphire等为代表的固体激光器，因其高功率、高光束质量和易于实现短脉冲等优点，在工业加工、医疗美容和科学研究中应用广泛。本书将详细介绍不同晶体材料的特性，以及光纤激光器作为固体激光器的一个重要分支，如何凭借其易于散热、易于集成等优势，在工业切割、焊接、通信等领域占据主导地位。 气体激光器： 从早期的He-Ne激光器，到CO2激光器、准分子激光器，气体激光器以其特定的波长和高功率输出著称。本书将分析不同气体介质的激发机理，重点介绍CO2激光器在金属加工领域的强大能力，以及准分子激光器在半导体光刻和医疗眼科手术中的关键作用。 半导体激光器： 作为当前发展最快、应用最广泛的激光器类型，半导体激光器以其体积小、效率高、易于调制等特点，在光通信、激光雷达、条形码扫描、DVD/蓝光播放器等领域无处不在。本书将深入讲解PN结的形成、载流子注入、受激辐射等基本原理，并重点介绍不同类型的半导体激光器，如表面发射激光器（VCSEL）、量子级联激光器（QCL）及其在特定应用中的优势。 染料激光器： 以其宽带可调谐性而闻名，染料激光器在光谱学研究、激光诱导荧光等领域具有独特优势。本书将分析有机染料分子的荧光特性，以及如何通过结构优化和泵浦技术实现其连续调谐。 新型激光器： 随着科技的进步，不断涌现出更加前沿的激光技术，如光纤激光器（将作为独立章节深入探讨其发展历程、工作原理、性能优势及各类应用）、THz激光器（在成像、通信、检测等领域具有巨大潜力）、自由电子激光器（作为大科学装置，为基础科学研究提供强大工具）等。本书将对这些新兴技术进行介绍，并分析其潜在的应用前景。 三、 激光技术的关键应用领域：改变世界的“光” 激光的强大能力使其在众多领域展现出革命性的应用。本书将聚焦于激光技术的几个核心应用领域，深入解析其工作原理和技术细节。 工业制造： 激光焊接、激光切割、激光打标、激光表面处理等已成为现代精密制造不可或缺的技术。本书将详细介绍不同功率和类型激光器在这些工艺中的应用，分析其高精度、高效率、低热影响等优势。例如，在汽车制造、航空航天、电子产品生产等行业，激光加工的精密性和自动化程度极大地提升了产品质量和生产效率。 信息通信： 光纤通信是现代信息高速公路的基础，而光纤激光器和半导体激光器是其核心光源。本书将探讨激光器如何在光纤中传输海量信息，以及如何在光通信网络中实现信号的产生、传输和接收。同时，激光雷达（LiDAR）技术在自动驾驶、地理测绘、环境监测等领域的快速发展，也将得到重点关注。 医疗健康： 激光在医疗领域的应用早已超越了科幻的范畴。从眼科手术（如LASIK屈光手术），到皮肤病治疗（如激光脱毛、血管瘤治疗），再到肿瘤治疗（如光动力疗法），激光都发挥着至关重要的作用。本书将深入分析不同波长和功率激光器在生物组织中的作用机制，以及激光在诊断、治疗和手术中的精确性和微创性优势。此外，激光在医学成像（如OCT）和生物传感方面的应用也将有所提及。 科学研究： 激光为基础科学研究提供了强大的工具。光谱学、高精度测量、物质结构分析、超快动力学研究、原子冷却与囚禁等，都离不开激光技术的支撑。本书将介绍如何利用激光的单色性、高亮度等特性，实现对物质微观结构的深入探索，以及如何利用超短脉冲激光研究物质的瞬时动态过程。 其他领域： 除了上述重点领域，激光技术还在军事国防（如激光制导、激光武器）、环境监测（如大气污染物检测）、能源开发（如激光诱导聚变）等领域展现出巨大的应用潜力。本书也将对这些领域的最新进展和挑战进行简要介绍。 四、 激光技术的前沿发展与未来展望 激光技术的发展从未停歇，新的理论、新的材料、新的工艺层出不穷。本书的第3版将重点关注近年来激光技术领域的突破性进展和未来的发展趋势。 超快激光技术： 飞秒、阿秒激光的产生和应用，正在将我们对物质世界的认知推向新的高度。本书将探讨如何实现更短脉冲、更高峰值功率的超快激光，以及其在超快动力学、阿秒科学、超强场物理等前沿研究中的应用。 高性能激光器： 随着对激光性能要求的不断提高，研究人员正致力于开发更高功率、更高亮度、更高光束质量、更宽调谐范围的激光器。例如，高功率光纤激光器的不断突破，以及固态激光器的功率拓展，都将是本书关注的重点。 激光器集成化与智能化： 将激光器的小型化、集成化、芯片化，以及结合人工智能技术实现激光器的智能化控制和应用，是当前技术发展的重要方向。本书将探讨MEMS技术、光子集成技术在激光器制造中的应用，以及AI在激光参数优化、故障诊断等方面的潜力。 新型激光介质与工作原理： 对新型增益介质的探索，如有机发光二极管（OLED）激光器、金属纳米颗粒激光器等，以及对新的激光工作原理的研究，将可能催生出颠覆性的激光器类型。 激光技术的交叉融合： 激光技术与其他学科（如量子信息、人工智能、生物技术）的交叉融合，将带来更多创新性的应用。例如，量子激光器在量子信息处理中的作用，激光与AI结合的智能制造等。 结语 《激光技术（第3版）》力求为读者提供一个全面、深入、与时俱进的激光技术知识体系。本书不仅涵盖了激光的基本原理和核心技术，更详细介绍了各种主流激光器的特点和应用，并着重阐述了激光技术在工业、通信、医疗、科研等领域的革命性影响。同时，本书也展望了激光技术未来的发展方向，旨在激发读者对这一充满活力的领域产生浓厚兴趣，并为相关的研究和工程实践提供有益的参考。掌握激光技术，就是掌握了一把开启未来无限可能的光之钥匙。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书，我第一感觉是它内容非常全面。作者对激光技术的各个方面都进行了深入的探讨，从基础的光学原理，到各种激光器的类型和工作方式，再到激光在各个领域的应用，几乎无所不包。我尤其欣赏书中对激光在通信和信息技术领域应用的介绍，详细讲解了光纤激光器在光通信中的核心作用，以及激光在数据存储和信息传输中的潜力。这让我对现代信息社会的高速发展有了更深刻的认识。另外，作者在分析不同激光技术优势和劣势时，都给出了非常客观的评价，并结合了实际的市场需求和技术发展趋势，这对于我这样的行业从业者来说，具有很强的指导意义。书中还提到了激光全息技术，并解释了其成像原理和在防伪、艺术等领域的应用。虽然有些概念对我来说还是比较陌生，但我能感受到作者希望将激光技术的全貌展现给读者的努力。这本书就像一个宝库，每一次翻阅都能发现新的惊喜和有价值的信息，让我对激光技术这个充满活力的领域有了更全面、更深刻的理解。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计简洁大气，采用了深邃的蓝色背景，上面印着跃动的橙色激光束图案，仿佛一眼就能看到激光的能量与穿透力。拿到手中，纸张的质感非常好，触感温润，印刷清晰，排版舒适，即使是长时间阅读也不会感到疲劳。内容方面，我特别喜欢作者在讲解基础概念时，引入的那些贴近生活的类比。比如，当讲到激光的单色性时，作者将激光比作“经过严格训练的士兵，整齐划一地朝一个方向前进”，而普通光源的光则像“一群无序的市民，各自奔向不同的目的地”。这种生动的比喻，一下子就将抽象的物理原理具象化了，让我这个非专业人士也能轻松理解。而且，书中对激光的历史发展和应用场景的介绍也相当详尽，从早期的理论探索到如今在通信、医疗、工业加工等领域的广泛应用，都娓娓道来，引人入胜。特别是关于激光在医疗美容方面的应用，穿插了一些真实的案例和效果图，让我对这项技术的实际价值有了更直观的认识。总的来说，这本书不仅仅是关于技术原理的讲解，更是一次关于激光发展历程的精彩呈现，让我对这个充满魅力的领域产生了浓厚的兴趣。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的感觉就像一位经验丰富的导师，用平实的语言带领我探索激光世界的奥秘。它的结构设计非常合理，从最基础的光学知识讲起，循序渐进地引入激光的产生、特性以及各种应用。我特别喜欢书中在讲解激光与物质相互作用的部分，作者没有回避那些相对专业的概念，而是通过形象的比喻和生动的故事，将抽象的物理过程变得容易理解。例如，在解释激光切割金属的原理时，作者详细描述了激光能量如何被金属吸收，并转化为热能，最终导致金属熔化或汽化，整个过程被描述得如同电影画面一般。书中还详细介绍了激光在工业制造中的应用，例如激光焊接、激光打标、激光切割等，并且对不同工艺的优缺点进行了客观的分析，这对于我进行相关的技术选型非常有帮助。我还惊喜地发现，书中对激光在文化和艺术领域的应用也有所涉及，比如激光雕刻和激光秀，这让我看到了激光技术除了在科技和工业上的重要性，在生活中的其他方面也扮演着越来越重要的角色。整本书读下来，我感觉自己对激光的认知层次得到了极大的提升。

评分☆☆☆☆☆

这本书的阅读体验可以说是非常愉悦的。虽然它是一本技术类书籍，但丝毫没有枯燥乏味的感觉。作者在内容编排上花了很大的心思，将理论知识与实际应用紧密结合。我特别喜欢书中关于激光安全性的章节，作者非常细致地列举了不同功率和波长的激光可能带来的危害，并提供了详细的安全操作规范和防护措施。这对于我这样需要在实际操作中接触激光的读者来说，是非常实用的指导。此外，书中还对激光在科研领域的一些前沿应用进行了介绍，比如激光诱导击穿光谱（LIBS）技术在材料分析中的应用，以及超快激光技术在基础物理研究中的作用。这些内容让我大开眼界，也激发了我对未来激光技术发展的无限遐想。书中还附带了一些参考资料和进一步阅读的建议，这对于希望深入研究某个方向的读者来说，提供了很好的指引。总的来说，这本书是一本既有深度又不失广度的优秀著作，它不仅满足了我对激光技术知识的需求，更点燃了我对这个领域探索的热情。

评分☆☆☆☆☆

翻开这本书，扑面而来的是一种严谨而又充满活力的学术气息。作者在处理复杂的物理公式时，没有简单地罗列，而是花费了大量篇幅来解释公式的推导过程和物理意义，并辅以大量的图示和表格，使得即使是初学者也能逐步掌握。我尤其欣赏书中对激光器工作原理的深入剖析，从增益介质的选择到谐振腔的设计，再到泵浦源的匹配，每一步都逻辑清晰，条理分明。更值得一提的是，作者还专门辟出章节讲解了不同类型激光器的特性和应用，比如高斯光束激光器在精密加工中的优势，以及半导体激光器在光通信领域的关键作用。书中引用了许多最新的研究成果和前沿技术，这对于我这样希望了解行业最新动态的读者来说，无疑是宝贵的财富。我记得其中一个章节详细介绍了激光雷达（LiDAR）技术在自动驾驶中的应用，图文并茂地展示了LiDAR如何通过发射激光脉冲并测量反射时间来构建三维环境模型，这让我对未来的智能交通有了更深刻的理解。尽管有些内容对我的专业背景来说可能略显深入，但作者的讲解方式总能引导我一步步地去思考和理解，这种学习的过程本身就充满了乐趣。