激光原理及应用(第3版)激光发展简史激光特性激光产生原理激光应用激光器工作特性 光电子技术

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出版社: 电子工业出版社
ISBN:9787121306082
商品编码:26958999217
丛书名: 激光

具体描述






书名:激光原理及应用(第3版)

作者:陈鹤鸣 等 著

出版社:电子工业出版社

出版时间:2017-01

版 次:3

印刷时间:2017-01

印 次:1

页 数:378

字 数:690000

开 本:16开

装 帧:平装

ISBN:9787121306082

定价:49.00

本教材是“十二五”普通高等教育本科 规划教材和江苏省高等学校立项建设的精品教材。主要内容包括:激光发展简史及激光的特性,激光产生的基本原理,光学谐振腔与激光模式,高斯光束,激光工作物质的增益特性,激光器的工作特性,激光特性的控制与改善,典型激光器,半导体激光器,光通信系统中的激光器和放大器,激光全息技术,激光与物质的相互作用,以及激光在其他领域的应用。

本书可作为高等院校电子科学与技术、光信息科学与技术、光电信息工程和应用物理等专业本科生的教材,也可供高校相关专业的师生及从事光电子技术和光通信技术的科技人员参考。

  陈鹤鸣,南京邮电大学,光电工程学院院长,教授,联邦德国卡尔斯鲁厄高频与量子电子学研究所访问学者。曾从事guo家自然科学基金资助项目“光纤测量新方法—计算全息法”以及“计算全息研制相移光栅”的研究。先后在“Optics Express、Applied Optics、Electronics Letters、物理学报、光学学报、通信学报、中国激光等国内外重要学术刊物上发表论文100余篇,其中被SCI和EI等检索20余篇。



dy 章 概述

1.1 激光发展简史

1.2 激光的特性

1.2.1 高方向性

1.2.2 单色性

1.2.3 相干性

1.2.4 高亮度

1.3 激光应用简介

习题与思考题一

第2章 激光产生的基本原理

2.1 原子发光的机理

2.1.1 原子的结构

2.1.2 原子的能级

2.1.3 原子发光的机理

2.2 自发辐射、受激辐射和受激吸收

2.2.1 自发辐射

2.2.2 受激辐射

2.2.3 受激吸收

2.2.4 三个爱因斯坦系数之间的关系

2.3 激光产生的条件

2.3.1 受激辐射光放大

2.3.2 集居数反转

2.3.3 激活粒子的能级系统

2.3.4 光的自激振荡

2.4 激光器的基本组成与分类

2.4.1 激光器的基本组成

2.4.2 激光工作物质

2.4.3 泵浦源

2.4.4 光学谐振腔

2.4.5 激光器的分类

习题与思考题二

第3章 光学谐振腔与激光模式

3.1 光学谐振腔的构成和分类

3.1.1 光学谐振腔的构成和分类

3.1.2 典型开放式光学谐振腔

3.2 激光模式

3.2.1 驻波与谐振频率

3.2.2 纵模

3.2.3 横模

3.3 光学谐振腔的损耗

3.3.1 光腔的损耗

3.3.2 光子在腔内的平均寿命

3.3.3 无源腔的品质因数――Q值

3.4 光学谐振腔的稳定性条件

3.4.1 腔内光线往返传播的矩阵表示

3.4.2 共轴球面腔的稳定性条件

3.4.3 临界腔

3.5 光学谐振腔的衍射理论基础

3.5.1 自再现模

3.5.2 菲涅耳―基尔霍夫衍射积分

3.5.3 自再现模积分方程

3.5.4 自再现模积分方程解的物理意义

3.6 平行平面腔的自再现模

3.6.1 平行平面镜腔的自再现模积分方程

3.6.2 平行平面腔模的数值迭代解法

3.6.3 单程衍射损耗、单程相移与谐振频率

3.7 对称共焦腔的自再现模

3.7.1 方形镜对称共焦腔

3.7.2 圆形镜共焦腔

3.8 一般稳定球面腔的模式理论

3.8.1 一般稳定球面腔与共焦腔的等价性

3.8.2 一般稳定球面腔的模式特征

3.9 非稳定谐振腔

3.9.1 非稳腔的基本结构

3.9.2 非稳腔的几何自再现波型

3.9.3 非稳腔的几何放大率

3.9.4 非稳腔的能量损耗

3.9.5 非稳腔的输出耦合方式

3.9.6 非稳腔的主要特点

习题与思考题三

第4章 高斯光束

4.1 高斯光束的基本性质

4.1.1 高斯光束

4.1.2 高斯光束的基本性质

4.1.3 高斯光束的特征参数

4.2 高斯光束的传输与变换规律

4.2.1 高斯光束的传输与变换规律

4.2.2 实例分析

4.3 高斯光束的聚焦和准直

4.3.1 高斯光束的聚焦

4.3.2 高斯光束的准直

4.4 高斯光束的自再现变换

4.4.1 利用薄透镜实现自再现变换

4.4.2 球面反射镜对高斯光束的自再现变换

4.5 高斯光束的匹配

4.6 激光束质量因子

习题与思考题四

第5章 激光工作物质的增益特性

5.1 谱线加宽与线型函数

5.1.1 谱线加宽概述

5.1.2 光谱线加宽的机理

5.1.3 均匀加宽、非均匀加宽和综合加宽

5.2 速率方程

5.2.1 对自发辐射、受激辐射、受激吸收概

率的修正

5.2.2 单模振荡速率方程

5.2.3 多模振荡速率方程

5.3 均匀加宽激光工作物质对光的增益

5.3.1 增益系数

5.3.2 反转集居数饱和

5.3.3 增益饱和

5.4 非均匀加宽激光工作物质对光的增益

5.4.1 增益饱和

5.4.2 烧孔效应

习题与思考题五

第6章 激光器的工作特性

6.1 连续与脉冲工作方式

6.1.1 短脉冲运转

6.1.2 长脉冲和连续运转

6.2 激光器的振荡阈值

6.2.1 阈值增益系数

6.2.2 阈值反转集居数密度

6.2.3 阈值泵浦功率和能量

6.3 激光器的振荡模式

6.3.1 起振纵模数

6.3.2 均匀加宽激光器的输出模式

6.3.3 非均匀加宽激光器的输出模式

6.4 连续激光器的输出功率

6.4.1 均匀加宽单模激光器的输出功率

6.4.2 非均匀加宽单模激光器的输出功率

6.4.3 多模激光器

6.5 脉冲激光器的工作特性

6.5.1 短脉冲激光器的输出能量

6.5.2 弛豫振荡

习题与思考题六

第7章 激光特性的控制与改善

7.1 模式选择

7.1.1 横模选择

7.1.2 纵模选择

7.2 稳频技术

7.2.1 频率的稳定性

7.2.2 稳频方法

7.3 调Q技术

7.3.1 调Q激光器工作原理

7.3.2 Q调制方法

7.3.3 调Q激光器基本理论

7.4 超短脉冲技术

7.4.1 锁模原理

7.4.2 锁模方法

7.4.3 均匀加宽激光器主动锁模自洽理论

7.4.4 阿秒激光的产生与测量

7.5 激光调制技术

7.5.1 激光调制的基本概念

7.5.2 电光调制、声光调制和磁光调制

7.5.3 直接调制

7.6 激光偏转技术

7.6.1 机械偏转

7.6.2 电光偏转

7.6.3 声光偏转

7.7 光电器件设计及参数选用原则

7.7.1 电光调制器的设计

7.7.2 电光调Q激光器的设计

7.7.3 声光调制器的设计

习题与思考题七

第8章 典型激光器

8.1 固体激光器

8.1.1 固体激光器的基本结构和泵浦方式

8.1.2 红宝石激光器

8.1.3 钕激光器

8.1.4 掺钛蓝宝石激光器

8.2 气体激光器

8.2.1 气体激光器的泵浦方式

8.2.2 氦氖激光器

8.2.3 二氧化碳激光器

8.2.4 氩离子激光器

8.3 染料激光器

8.3.1 染料激光器的泵浦方式与基本结构

8.3.2 染料激光器的工作原理

8.4 新型激光器

8.4.1 准分子激光器

8.4.2 自由电子激光器

8.4.3 化学激光器

8.4.4 声子激光器

8.4.5 纳米激光器

8.4.6 生物激光器

习题与思考题八

第9章 半导体激光器

9.1 半导体激光器物理基础

9.1.1 半导体的能带结构和电子状态

9.1.2 半导体中载流子的分布与复合发光

9.1.3 PN结

9.1.4 半导体激光材料

9.2 半导体激光器的工作原理

9.2.1 半导体激光器受激发光条件

9.2.2 半导体激光器有源介质的增益系数

9.2.3 阈值条件

9.2.4 半导体激光器的速率方程及其稳态解

9.3 半导体激光器有源区对载流子和光子的限制

9.3.1 异质结半导体激光器

9.3.2 量子阱激光器

9.3.3 光约束因子

9.4 半导体激光器的谐振腔结构

9.4.1 FP腔半导体激光器

9.4.2 分布反馈式半导体激光器与布拉格反射式半导体激光器

9.4.3 垂直腔表面发射半导体激光器

9.5 半导体激光器的特性

9.5.1 阈值特性

9.5.2 半导体激光器的效率与输出功率

9.5.3 半导体激光器的输出模式

9.5.4 动态特性

习题与思考题九

dy 0章 光通信系统中的激光器和放大器

10.1 半导体激光器在光纤通信中的应用

10.1.1 作为光纤通信光源的半导体激光器

10.1.2 半导体激光器在光纤通信中的应用与发展

10.2 光放大器

10.2.1 半导体光放大器

10.2.2 光纤放大器

10.2.3 半导体光放大器和光纤放大器的比较

10.3 光纤激光器

10.3.1 掺杂光纤激光器

10.3.2 其他类型的光纤激光器

10.4 光子晶体激光器

10.4.1 光子晶体

10.4.2 光子晶体激光器

10.4.3 光子晶体激光器的应用前景

10.5 用于无线激光通信的激光器

10.5.1 无线激光通信

10.5.2 用于无线激光通信的激光器

10.6 光通信系统设计与实例

10.6.1 光纤通信系统的设计

10.6.2 空间光通信系统设计实例

习题与思考题十

dy 1章 激光全息技术

11.1 激光全息技术的原理和分类

11.1.1 激光全息的原理

11.1.2 全息照相的特点

11.1.3 激光全息技术的分类

11.2 白光再现的全息技术

11.2.1 白光反射全息

11.2.2 像面全息

11.2.3 彩虹全息

11.2.4 真彩色全息

11.3 几种特殊的全息技术

11.3.1 计算全息

11.3.2 数字全息

11.3.3 合成全息

11.3.4 激光超声全息

11.3.5 瞬态全息

11.4 激光全息技术的应用

11.4.1 全息显示和全息电影

11.4.2 全息干涉计量

11.4.3 全息显微技术

11.4.4 全息光学元件

11.4.5 全息技术的其他应用

习题与思考题十一

dy 2章 激光与物质的相互作用

12.1 激光在物质中的传播

12.1.1 激光在物质中的传播和吸收

12.1.2 激光的散射

12.2 激光在晶体中的非线性光学现象

12.2.1 倍频光的产生

12.2.2 相位匹配

12.3 激光对物质的加热与蒸发

12.3.1 激光热蒸发

12.3.2 光化学效应激光蒸发

12.4 激光诱导化学过程

12.4.1 激光切断分子

12.4.2 激光引起的多光子吸收

12.4.3 液体、固体的光化学反应

习题与思考题十二

dy 3章 激光在其他领域的应用

13.1 激光在信息领域的应用

13.1.1 激光存储

13.1.2 激光计算机

13.1.3 激光扫描

13.1.4 激光打印机

13.2 激光在工业领域的应用

13.2.1 激光在精密计量中的应用

13.2.2 激光在材料加工中的应用

13.3 激光在生物医学领域的应用

13.3.1 激光与生物体的相互作用

13.3.2 激光在生物体检测及诊断中的应用

13.3.3 激光医疗

13.3.4 医用激光光源

13.4 激光在国防科技领域的应用

13.4.1 激光测距

13.4.2 激光雷达

13.4.3 激光制导

13.4.4 激光陀螺

13.4.5 激光武器

13.5 激光在科学技术前沿中的应用

13.5.1 激光光谱学

13.5.2 激光核聚变

13.5.3 超短脉冲激光技术

13.5.4 激光冷却与原子捕陷

13.5.5 利用激光操纵微粒

习题与思考题十三

附录A 典型气体激光器基本实验数据

附录B 典型固体激光工作物质参数

参考文献



《光与信息之舞:激光的奇妙世界》 在这个日新月异的科技时代,有一种光,它不似日常的光线般弥散,却能精准地汇聚,强大而神奇。它,便是激光——受激辐射的光。激光的出现,不仅深刻地改变了我们认识世界的方式,更在工业、医疗、通信、科研等领域掀起了革命性的浪潮。本书《光与信息之舞:激光的奇妙世界》将带领您穿越光学的奇妙边界,揭开激光神秘面纱,探索其背后的科学原理,领略其无远弗届的应用之美。 一、 光明的起源:激光的简史回眸 追溯激光的诞生,我们不得不提及一段跨越半个多世纪的科学探索史。自爱因斯坦在1917年提出受激辐射的概念以来,为激光的存在埋下了理论的种子。直到20世纪50年代,物理学家们才开始将这一理论付诸实践。1958年,Charles Townes等人成功研制出微波激射器,这是激光的前身。而真正意义上的第一台激光器,则诞生于1960年,由Theodore Maiman利用红宝石晶体实现。那一束集聚了强大能量的红色光束,标志着人类进入了激光时代。 此后,激光技术飞速发展,各种类型、不同波长的激光器应运而生。从气体激光器、半导体激光器,到固体激光器、染料激光器,再到如今更加高效、精密的自由电子激光器,激光家族不断壮大,性能日益卓越。每一步的突破,都凝聚着无数科学家的智慧与汗水,也为激光的广泛应用奠定了坚实的基础。本书将带您回顾激光发展历程中的关键节点,了解那些塑造了现代科技格局的伟大发明与发现。 二、 独步天下的光:激光的非凡特性 与普通光源发出的光相比较,激光具有一系列令人惊叹的独特属性,正是这些特性赋予了它“神奇之光”的美誉。 方向性极强: 普通光源发出的光向四面八方散射,而激光束几乎沿直线传播,能量高度集中,指向性极佳。这意味着激光可以传播极远的距离而能量损耗很小,也使得激光能够聚焦到极小的点上,实现极高的能量密度。 单色性极好: 普通光源发出的光是混合了多种颜色的,而激光的光波长高度一致,几乎是单一的颜色,具有极高的纯度。这种单色性使得激光在光谱分析、干涉测量等领域具有无可比拟的优势。 相干性很高: 激光的光波在空间和时间上都表现出很高的相干性,即光波的相位和振幅高度一致。这种相干性是实现全息术、干涉等精密光学技术的基础,也使得激光能够进行精确的测量和成像。 能量密度极高: 由于方向性好、单色性和相干性,激光可以将能量高度集中在极小的空间范围内,产生极高的能量密度。这一点使得激光在切割、焊接、打标等工业加工以及精密医疗手术中发挥着不可替代的作用。 本书将深入剖析这些激光特性的物理根源,解释它们是如何通过受激辐射过程产生的,并阐述这些特性如何在实际应用中发挥至关重要的作用。 三、 能量的艺术:激光的产生原理 激光的产生并非偶然,而是基于一套精妙的物理原理。其核心在于“受激辐射”这一量子力学现象。 1. 粒子数反转: 在激光介质(如气体、固体、半导体材料)中,原子或分子的能量状态并非总是处于基态。通过外部能量泵浦(如光、电、化学反应),可以激发介质中的原子或分子,使其从低能级跃迁到高能级,从而实现“粒子数反转”——即高能级上的粒子数多于低能级上的粒子数。这是产生激光的必要前提。 2. 受激辐射: 当一个处于高能级上的激发态粒子,受到一个与它能级差相同的光子的激发时,它会立即跃迁到低能级,并释放出一个与入射光子完全相同(频率、方向、偏振、相位)的光子。这就是“受激辐射”。 3. 自发辐射: 处于高能级上的激发态粒子,也有可能在没有任何外部干预的情况下自发地跃迁到低能级,并释放出一个光子。但自发辐射产生的光子方向、相位都是随机的,不具备相干性。 4. 谐振腔: 为了实现激光的连续放大,需要引入谐振腔。谐振腔通常由两块相互平行的反射镜组成,激光介质放置在谐振腔内。受激辐射产生的光子会在谐振腔内来回反射,不断激发介质中的其他粒子产生更多的受激辐射光子,从而形成一个链式反应,光被不断放大。谐振腔也起到筛选和增强特定方向和频率光子的作用,最终从其中一面部分反射镜输出一束高度集中的、具有特定方向和颜色的激光。 本书将以严谨的科学态度,细致入微地阐述粒子数反转、受激辐射、吸收、自发辐射等基本概念,并结合不同类型激光器的具体结构,生动地解释激光器是如何将这些基本原理转化为实际的光能输出的。 四、 无所不能的光:激光的广泛应用 凭借其独特的优势,激光已经渗透到现代社会的方方面面,成为推动科技进步和改善生活质量的关键技术。 工业领域: 激光的强大能量和精准控制能力使其成为理想的加工工具。激光切割能够以极高的精度和效率切割金属、塑料、木材等材料,广泛应用于汽车制造、航空航天、金属加工等行业。激光焊接则能够实现无缝、高质量的焊接,尤其适合对精密和美观有高要求的领域。激光打标可以对产品进行永久性的标识,提升产品追溯性和防伪能力。此外,激光清洗、激光雷达(LiDAR)在自动驾驶、测量测绘等方面也发挥着重要作用。 医疗领域: 激光在医学上的应用更是琳琅满目。激光手术以其创伤小、出血少、恢复快的特点,广泛应用于眼科(如近视矫正)、皮肤科、外科等领域。激光治疗,例如激光祛斑、激光脱毛,已经成为常见的美容和医疗手段。激光诊断,如激光诱导荧光(LIF)技术,可用于疾病早期筛查和诊断。光动力疗法(PDT)则利用激光激活药物,用于治疗癌症等疾病。 通信领域: 光纤通信是现代信息高速公路的关键组成部分,而激光正是光纤通信的“心脏”。半导体激光器发出的光信号通过光纤传输,实现了信息传输的高速化、大容量化。从互联网的骨干网到我们日常使用的宽带,都离不开激光的支持。 科研领域: 激光作为一种理想的实验工具,为科学研究提供了前所未有的可能。激光光谱学利用激光的单色性对物质进行精细的成分分析和结构研究。激光干涉仪能够实现极其精确的长度和位移测量,在精密测量、引力波探测等前沿科学领域发挥着核心作用。激光诱导击穿光谱(LIBS)是一种快速、无损的材料分析技术。超快激光则为研究物质的超快动力学过程提供了窗口。 信息技术: 激光打印机以其高清晰度、高速度的特点,彻底改变了文字和图像的输出方式。条形码扫描仪和二维码识别,极大地提高了商品流通和信息管理的效率。全息术更是利用激光的相干性,记录和再现物体的三维信息,在信息存储、防伪等领域具有巨大潜力。 军事领域: 激光的定向性、高能量密度使其在军事上有广泛应用,例如激光制导武器、激光测距仪、激光干扰等,能够提升军事行动的精确性和效率。 本书将对这些应用进行深入浅出的介绍,通过具体案例和图文并茂的方式,展示激光在各个领域的实际操作、技术原理以及带来的社会效益。 五、 仪器中的闪光:激光器的精妙工作特性 不同的应用场景需要不同类型的激光器,而这些激光器在工作特性上也有着显著的区别。 连续激光器(CW Laser): 这种激光器输出的光束是连续不断的,能量输出稳定。在工业加工、通信、科研等领域应用广泛。例如,二氧化碳激光器、Nd:YAG激光器等。 脉冲激光器: 这种激光器输出的是一系列短暂的、高峰值能量的脉冲。脉冲激光器可以获得极高的峰值功率,适合需要瞬间高能量输入的场合,如材料的精密加工、超快光谱学研究等。例如,染料激光器、光纤激光器、皮秒/飞秒激光器等。 可调谐激光器: 这种激光器的输出波长可以在一定范围内连续调节,能够满足光谱学研究、激光光谱分析等领域对特定波长的需求。例如,染料激光器、半导体激光器阵列等。 特殊波长激光器: 随着技术的发展,人们可以根据需要产生特定波长的激光,以满足特定应用的需求,例如紫外激光器、红外激光器、X射线激光器等。 本书将进一步探讨这些不同激光器的工作机制,以及它们在选择和应用时需要考虑的关键参数,例如输出功率、波长、光束质量、重复频率(针对脉冲激光器)等。 光与信息的交织,创造无限可能。 《光与信息之舞:激光的奇妙世界》不仅是一本科普读物,更是一次探索之旅。它将带领您从宏观的激光发展历史,深入到微观的量子力学原理,再到广阔的应用领域,让您全面认识并理解激光这一划时代的技术。无论您是激光技术的爱好者,还是希望了解前沿科技的读者,亦或是从事相关领域的专业人士,本书都将为您提供宝贵的知识和启迪。让我们一起沉浸在激光的光辉之中,感受科技进步的脉搏,展望更加智能、便捷、美好的未来。

用户评价

评分

这本书的整体编排实在让我大失所望,特别是关于激光与光电子技术的结合部分,感觉像是生硬地拼凑在一起,缺乏深入的理论支撑和清晰的逻辑链条。虽然书名提到了“光电子技术”,但具体到如何利用激光的光学特性来与光电子器件进行互动,如何设计和分析相关的光学系统,书中给出的内容却显得非常浅显。例如,在讨论激光在光电探测器中的应用时,仅仅是泛泛地提到了“提高探测效率”,却没有深入讲解其背后的物理机制,比如激光的相干性如何影响干涉效应,从而提升信噪比,也没有给出具体的计算公式或设计指南。同样,在激光与半导体器件的耦合方面,例如激光驱动LED的调制原理,书中也只是简单带过,没有详细阐述调制深度、响应速度等关键参数的实现与优化。我期待的是能看到一些关于激光与光敏器件(如光电二极管、CCD、CMOS传感器)相互作用的细致分析,包括激光参数(波长、功率、光斑大小)对探测器性能的影响,以及如何通过优化激光源和探测器参数来达到特定的应用目的。然而,这些内容在书中几乎是空白,让我觉得这本书在“光电子技术”这一块的价值大打折扣,更像是一个粗略的概览,而非一本深入探讨激光在光电子领域应用的专业书籍。

评分

在“激光应用”这一章节,这本书给人的感觉是内容过于泛泛,缺乏针对性和深度。书中列举了诸如激光切割、激光焊接、激光治疗、激光通信等多个应用领域,但对每个领域的介绍都比较浅显,更像是简单的罗列,而没有深入探讨激光在该应用中扮演的具体角色、关键的技术原理以及面临的挑战。例如,在激光切割方面,书中仅仅提到了“利用高能量密度实现材料的熔化或汽化”,却没有深入分析不同激光器(如CO2激光器、光纤激光器、YAG激光器)在切割不同材料时的优劣势,也没有讨论影响切割质量的关键参数,如功率密度、聚焦方式、切割速度、辅助气体等。同样,在激光医疗应用中,书中提到了“激光手术”、“激光美容”,但对于不同激光波长在生物组织中的吸收特性、激光与生物组织相互作用的生物物理机理,以及如何根据不同的治疗需求选择和优化激光参数,都没有进行详细的阐述。我期望的是能够看到一些更具体、更具操作性的内容,例如激光在某个特定领域的应用案例分析,或者对某一激光应用技术进行深入的原理剖析和参数优化探讨。

评分

这本书的“激光发展简史”部分,虽然列举了一些重要的里程碑事件和人物,但其叙述方式过于流水账,缺乏对关键技术突破背后科学原理和时代背景的深入解读,让我感觉像是在阅读一篇简略的百科条目。比如,在提到第一台激光器的诞生时,书中只是简单地提及了“梅曼在1960年成功研制出红宝石激光器”,但对于当时激光理论的成熟度,例如爱因斯坦的受激辐射理论是如何为激光器的诞生奠定基础的,也没有进行详细的回顾。同样,在介绍不同类型激光器的发展时,如气体激光器、半导体激光器、染料激光器等,书中仅仅是提及了它们的出现时间,而没有深入分析这些新型激光器是如何克服前代技术的局限性,以及它们各自在科学和技术领域带来的革命性影响。我更希望看到的是对技术演进过程中所面临的挑战、关键的科学发现以及由此带来的应用拓展的详细阐述。例如,在半导体激光器的发展历程中,如何解决异质结材料的制备难题,如何提高其量子效率和稳定性,这些背后的工程和科学智慧,是历史叙述中不可或缺的部分,但在这本书中却鲜有提及。

评分

这本书在“激光特性”部分,虽然列举了一些基础的激光性质,如单色性、方向性、相干性和亮度,但这些描述更像是对教科书上基础概念的复述,缺乏实际应用中的深度挖掘和量化分析。例如,在解释单色性时,书中只是提到了“光谱线很窄”,但没有给出具体的光谱线宽度数值范围,也没有讨论不同类型激光器的单色性差异,更没有说明在精密测量或光谱学应用中,如何根据应用需求来选择具有特定单色性指标的激光器。同样,对于方向性,书中提到“光束发散角很小”,但没有提供具体的发散角数值,也没有讨论不同激光器的横模(TEM)对发散角的影响,以及如何通过光学元件(如扩束镜)来控制和改变光束的发散度。我更期待的是能够看到一些关于这些特性在实际应用中如何被量化、如何被测量,以及如何通过选择不同的激光器或附加光学器件来优化这些特性的内容。例如,在激光雷达应用中,对光束方向性和发散度的精确控制至关重要,但书中对这方面的讨论几乎为空白。对于相干性,书中也只是笼统地说“相干性好”,但没有深入探讨相干长度、相干时间的概念,以及它们对全息术、干涉测量等应用的影响。

评分

从一个资深激光技术爱好者的角度来看,这本书在“激光器工作特性”这一章节的处理方式,让我感到有些不尽如人意。书中对激光器的各种工作模式,如连续波(CW)和脉冲模式,以及不同模式下的输出特性,都有提及,但这些描述都停留在非常表面的层面,缺乏对工作原理的深层剖析。例如,在谈到脉冲激光器的产生机制时,书中仅仅是提到了“Q开关”和“锁模”技术,但对于这两种技术的核心物理过程,比如Q开关如何通过改变腔镜损耗来产生高峰值功率的短脉冲,锁模是如何实现光脉冲在腔内的同步而产生更短、更窄的脉冲,都没有进行详细的数学推导或物理模型阐释。我原本希望能看到更多关于激光器增益介质的饱和效应、腔内能量存储、以及不同模式下激光输出的谱线展宽等方面的讨论,这些对于理解激光器的实际性能至关重要。同时,在激光器效率的讨论上,书中也只是简单列举了“光学效率”、“电光效率”等概念,但对于影响这些效率的各项因素,比如泵浦效率、耦合效率、损耗因素等,并没有进行深入的分析和量化。这使得我在理解如何优化激光器的设计和选择合适的激光器类型时,感到信息量不足,难以做出有针对性的判断。

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