基本信息
書名:激光原理及應用(第3版)
:39.90元
作者:陳傢璧,彭潤玲
齣版社:電子工業齣版社
齣版日期:2013-01-01
ISBN:9787121191886
字數:
頁碼:
版次:1
裝幀:平裝
開本:16開
商品重量:0.381kg
編輯推薦
內容提要
本書為普通高等教育“十一五”規劃教材。本書從內容上分為兩部分。第1~5章介紹激光的基本理論,從激光的物理學基礎齣發,著重闡明物理概念,以及激光輸齣特性與激光器的參數之間的關係,盡量避免過多的理論計算,以掌握激光器的選擇和使用為主要目的;第6~10章介紹激光在計量、加工、醫學、信息技術,以及現代科技前沿問題中的應用,重點介紹各種應用的思路和方法。
目錄
第1章 輻射理論概要與激光産生的條件
1.1 光的波粒二象性
1.1.1 光波
1.1.2 光子
1.2 原子的能級和輻射躍遷
1.2.1 原子能級和簡並度
1.2.2 原子狀態的標記
1.2.3 玻爾茲曼分布
1.2.4 輻射躍遷和非輻射躍遷
1.3 光的受激輻射
1.3.1 黑體熱輻射
1.3.2 光和物質的作用
1.3.3 自發輻射、受激輻射和受激吸收之間的關係
1.3.4 自發輻射光功率與受激輻射光功率
1.4 光譜綫增寬
1.4.1 光譜綫、綫型和光譜綫寬度
1.4.2 自然增寬
1.4.3 碰撞增寬
1.4.4 多普勒增寬
1.4.5 均勻增寬和非均勻增寬綫型
1.4.6 綜閤增寬
1.5 激光形成的條件
1.5.1 介質中光的受激輻射放大
1.5.2 光學諧振腔和閾值條件
思考練習題1
第2章 激光器的工作原理
2.1 光學諧振腔結構與穩定性
2.1.1 共軸球麵諧振腔的穩定性條件
2.1.2 共軸球麵腔的穩定圖及其分類
2.1.3 穩定圖的應用
2.2 速率方程組與粒子數反轉
2.2.1 三能級係統和四能級係統
2.2.2 速率方程組
2.2.3 穩態工作時的粒子數密度反轉分布
2.2.4 小信號工作時的粒子數密度反轉分布
2.2.5 均勻增寬型介質的粒子數密度反轉分布
2.2.6 均勻增寬型介質粒子數密度反轉分布的飽和效應
2.3 均勻增寬介質的增益係數和增益飽和
2.3.1 均勻增寬介質的增益係數
2.3.2 均勻增寬介質的增益飽和
2.4 非均勻增寬介質的增益飽和
2.4.1 介質在小信號時的粒子數密度反轉分布值
2.4.2 非均勻增寬型介質在小信號時的增益係數
2.4.3 非均勻增寬型介質穩態粒子數密度反轉分布
2.4.4 非均勻增寬型介質穩態情況下的增益飽和
2.5 激光器的損耗與閾值條件
2.5.1 激光器的損耗
2.5.2 激光諧振腔內形成穩定光強的過程
2.5.3 閾值條件
2.5.4 對介質能級選取的討論
思考練習題2
第3章 激光器的輸齣特性
3.1 光學諧振腔的衍射理論
3.1.1 菲涅耳基爾霍夫衍射公式
3.1.2 光學諧振腔的自再現模積分方程
3.1.3 激光諧振腔的諧振頻率和激光縱模
3.2 對稱共焦腔內外的光場分布
3.2.1 共焦腔鏡麵上的場分布
3.2.2 共焦腔中的行波場與腔內外的光場分布
3.3 高斯光束的傳播特性
3.3.1 高斯光束的振幅和強度分布
3.3.2 高斯光束的相位分布
3.3.3 高斯光束的遠場發散角
3.3.4 高斯光束的高亮度
3.4 穩定球麵腔的光束傳播特性
3.4.1 穩定球麵腔的等價對稱共焦腔
3.4.2 穩定球麵腔的光束傳播特性
3.5 激光器的輸齣功率
3.5.1 均勻增寬型介質激光器的輸齣功率
3.5.2 非均勻增寬型介質激光器的輸齣功率
3.6 激光器的綫寬極限
3.7 激光光束質量的品質因子M2
思考練習題3
第4章 激光的基本技術
4.1 激光器輸齣的選模
4.1.1 激光單縱模的選取
4.1.2 激光單橫模的選取
4.2 激光器的穩頻
4.2.1 影響頻率穩定的因素
4.2.2 穩頻方法概述
4.2.3 蘭姆凹陷法穩頻
4.2.4 飽和吸收法穩頻
4.3 激光束的變換
4.3.1 高斯光束通過薄透鏡時的變換
4.3.2 高斯光束的聚焦
4.3.3 高斯光束的準直
4.3.4 激光的擴束
4.4 激光調製技術
4.4.1 激光調製的基本概念
4.4.2 電光強度調製
4.4.3 電光相位調製
4.5 激光偏轉技術
4.5.1 機械偏轉
4.5.2 電光偏轉
4.5.3 聲光偏轉
4.6 激光調Q技術
4.6.1 激光諧振腔的品質因數Q
4.6.2 調Q原理
4.6.3 電光調Q
4.6.4 聲光調Q
4.6.5 染料調Q
4.7 激光鎖模技術
4.7.1 鎖模原理
4.7.2 主動鎖模
4.7.3 被動鎖模
思考練習題4
第5章 典型激光器介紹
5.1 固體激光器
5.1.1 固體激光器的基本結構與工作物質
5.1.2 固體激光器的泵浦係統
5.1.3 固體激光器的輸齣特性
5.1.4 新型固體激光器
5.2 氣體激光器
5.2.1 氦氖(HeNe)激光器
5.2.2 二氧化碳激光器
5.2.3 Ar+離子激光器
5.3 染料激光器
5.3.1 染料激光器的激發機理
5.3.2 染料激光器的泵浦
5.3.3 染料激光器的調諧
5.4 半導體激光器
5.4.1 半導體的能帶和産生受激輻射的條件
5.4.2 PN結和粒子數反轉
5.4.3 半導體激光器的工作原理和閾值條件
5.4.4 同質結和異質結半導體激光器
5.5 其他激光器
5.5.1 準分子激光器
5.5.2 自由電子激光器
5.5.3 化學激光器
思考練習題5
第6章 激光在精密測量中的應用
6.1 激光乾涉測長
6.1.1 乾涉測長的基本原理
6.1.2 激光乾涉測長係統的組成
6.1.3 激光外差乾涉測長技術
6.1.4 激光乾涉測長應用舉例
6.2 激光衍射測量
6.2.1 激光衍射測量原理
6.2.2 激光衍射測量的方法
6.2.3 激光衍射測量的應用
6.3 激光測距
6.3.1 激光脈衝測距
6.3.2 激光相位測距
6.4 激光準直及多自由度測量
6.4.1 激光準直儀
6.4.2 激光衍射準直儀
6.4.3 激光多自由度測量
6.5 激光多普勒測速
6.5.1 運動微粒散射光的頻率
6.5.2 差頻法測速
6.5.3 激光多普勒測速技術的應用
6.6 環形激光測量角度和角加速度
6.6.1 環形激光精密測角
6.6.2 光縴陀螺
6.7 激光環境計量
6.8 激光散射闆乾涉儀
思考練習題6
第7章 激光加工技術
7.1 激光熱加工原理
7.2 激光錶麵改性技術
7.2.1 激光淬火技術的原理與應用
7.2.2 激光錶麵熔凝技術
7.2.3 激光熔覆技術
7.3 激光去除材料技術
7.3.1 激光打孔
7.3.2 激光切割
7.4 激光焊接
7.4.1 激光熱導焊
7.4.2 激光深熔焊
7.4.3 激光復閤焊
7.5 激光快速成型技術
7.5.1 激光快速成型技術的原理及主要優點
7.5.2 激光快速成型技術
7.5.3 激光快速成型技術的重要應用
7.6 其他激光加工技術
7.6.1 激光清洗技術
7.6.2 激光彎麯
思考練習題7
第8章 激光在醫學中的應用
8.1 激光與生物體的相互作用
8.1.1 生物體的光學特性
8.1.2 激光對生物體的作用
8.1.3 激光對生物體應用的優點
8.2 激光在臨床治療中的應用
8.2.1 激光臨床治療的種類與現狀
8.2.2 激光在皮膚科及整形外科領域中的應用
8.2.3 激光在眼科中的應用
8.2.4 激光在泌尿外科中的應用
8.2.5 激光在耳鼻喉科中的應用
8.2.6 新的技術——間質激光光凝術
8.2.7 光動力學治療
8.3 激光在生物體檢測及診斷中的應用
8.3.1 利用激光的生物體光譜測量及診斷
8.3.2 激光斷層攝影
8.3.3 激光顯微鏡
8.4 醫用激光設備
8.4.1 醫用激光光源
8.4.2 醫用激光傳播用光縴
8.5 激光應用於醫學的未來
8.5.1 醫用激光新技術
8.5.2 光動力學治療的前景
思考練習題8
第9章 激光在信息技術中的應用
9.1 光縴通信係統中的激光器和光放大器
9.1.1 半導體激光器
9.1.2 光縴激光器
9.1.3 光放大器
9.2 激光全息三維顯示
9.2.1 全息術的曆史迴顧
9.2.2 激光全息術的基本原理和分類
9.2.3 白光再現的全息三維顯示
9.2.4 計算全息圖
9.2.5 數字全息術
9.2.6 全息三維顯示的優點
9.2.7 全息三維顯示的應用
9.2.8 全息三維顯示技術的展望
9.3 激光存儲技術
9.3.1 激光存儲的基本原理、分類及特點
9.3.2 激光光盤存儲
9.3.3 激光體全息光存儲
9.3.4 激光存儲技術的新進展[77,85,90,91,92]
9.4 激光掃描和激光打印機
9.4.1 激光掃描
9.4.2 激光打印機
9.5 量子光通信中的激光源
9.5.1 量子光通信
9.5.2 量子態發生器及應用
思考練習題9
第10章 激光在科學技術前沿問題中的應用
10.1 激光核聚變
10.1.1 受控核聚變
10.1.2 磁力約束和慣性約束控製方法
10.1.3 激光壓縮點燃核聚變的原理
10.2 激光冷卻
10.3 激光操縱微粒
10.3.1 光捕獲
10.3.2 微粒操縱
10.4 激光誘導化學過程
10.4.1 激光波長和離解能的關係
10.4.2 激光切斷分子
10.4.3 液體、固體的光化學反應
10.5 激光光譜學
10.5.1 拉曼光譜
10.5.2 空間高分辨的激光顯微光譜
10.5.3 頻率高分辨的雙光子光譜
10.5.4 時間高分辨的激光閃光光譜
10.5.5 各種特殊效能的激光光譜技術
10.6 激光用於反常多普勒效應的基礎物理研究
10.6.1 電磁波的正常多普勒效應
10.6.2 在負摺射率材料中傳播的電磁波的反常多普勒效應
10.6.3 摺射光子晶體棱鏡的設計以及負摺射性質的實驗驗證
10.6.4 反常多普勒效應的測量光路設計及理論分析
10.6.5 反常多普勒效應的測量實驗結果
思考練習題10
作者介紹
文摘
序言
這本《固體物理學》確實是一本值得深入研讀的經典之作。我尤其欣賞其對晶體結構和布裏淵區的詳盡闡述。從最基礎的周期性勢場和倒易點陣,到復雜的費米麵形狀,作者循序漸進,邏輯清晰。書中對布裏淵區邊界的推導過程,通過引入倒易矢量和晶麵法嚮的關係,展現瞭如何通過幾何學來理解電子在晶體中的能帶結構。我花瞭相當多的時間去理解和繪製不同晶係的布裏淵區,這個過程雖然燒腦,但一旦理解瞭,就仿佛打開瞭理解固體導電性、光學性質等諸多宏觀現象的鑰匙。特彆是關於特殊布裏淵區邊界條件的討論,以及它們如何決定瞭電子的允許能帶和禁帶,這一點對我啓發很大。書中的插圖也非常精美,準確地描繪瞭各種晶格結構和倒易點陣,這對於直觀理解抽象概念起到瞭至關重要的作用。雖然書中涉及不少數學推導,但作者的處理方式使得這些數學工具能夠有效地服務於物理概念的理解,而非堆砌冰冷的公式。對於希望係統學習固體物理,並從中領略其內在美學的讀者來說,這本書無疑是一份寶藏。
評分我最近在閱讀《納米材料的製備與錶徵》這本書,其中的電子顯微學部分給我留下瞭深刻印象。特彆是透射電子顯微鏡(TEM)和掃描電子顯微鏡(SEM)的工作原理及其在納米材料研究中的應用,作者的講解非常到位。對於TEM,書中詳細介紹瞭電子的加速、聚焦、穿透樣品以及成像的過程,並解釋瞭衍襯成像和明場/暗場成像的原理,如何通過這些技術來觀察納米顆粒的形貌、尺寸分布以及晶體結構。對於SEM,書中則側重於二次電子和背散射電子的産生機製,以及如何利用它們來獲得樣品的錶麵形貌和成分信息。我尤其欣賞書中關於樣品製備的討論,因為納米材料的製備過程直接影響到後續的錶徵結果,而不同的顯微技術對樣品的要求也各不相同。書中給齣的具體案例,展示瞭如何利用這些顯微技術來分析納米綫的生長情況、量子點的形貌以及納米復閤材料的微觀結構,這些都讓我受益匪淺。對於想要利用電子顯微學來研究納米材料的科研人員來說,這本書提供瞭紮實的理論基礎和豐富的實踐指導。
評分這本書《熱力學與統計物理學》可以說是係統學習熱力學和統計物理的絕佳教材。我非常喜歡作者對於熵概念的闡釋。從宏觀熱力學角度,熵被定義為係統狀態的度量,是不可逆過程的標誌;從微觀統計物理角度,熵又與係統的微觀狀態數量(或稱“多重性”)緊密相關,即$S = k ln Omega$。這種多角度的解讀,讓我徹底理解瞭熵的本質,它不僅僅是一個物理量,更是對係統無序程度的深刻反映。書中關於熱力學基本定律的推導,以及能量、功、熱之間的關係,都闡述得非常清晰。而統計物理部分,從玻爾茲曼分布到費米-狄拉剋分布和玻色-愛因斯坦分布,作者循序漸進地講解瞭不同類型的粒子在不同能量狀態下的分布規律,這對於理解物質的宏觀性質(如比熱、磁化率等)是如何從微觀粒子的行為演化而來至關重要。書中大量的例題和習題,幫助我鞏固瞭知識,並學會瞭如何運用這些理論工具來解決實際問題。這本書不僅是知識的寶庫,更是思維的啓迪。
評分我最近在學習《量子光學導論》,不得不說,這本書的內容真是既前沿又實用。尤其對相乾態、壓縮態的講解,讓我對光場的量子特性有瞭更深刻的認識。作者從泊鬆分布齣發,引入瞭光子數算符,進而推導齣相乾態的定義。我之前一直以為激光就是一種“純粹”的光,但通過這本書我纔瞭解到,即使是激光,其光子數也存在統計漲落,而相乾態則是在這種漲落中錶現齣最接近經典電磁波特性的狀態。關於壓縮態的部分更是令人著迷,它揭示瞭量子力學中的不確定性原理在光場中的具體錶現,以及如何通過技術手段“壓縮”某個特定觀測量的漲落,從而在精度上超越經典極限。書中對這些量子態的數學描述,如算符的錶示和演化,雖然需要一定的量子力學基礎,但作者的講解非常有條理,結閤具體的例子,讓原本抽象的概念變得觸手可及。我特彆喜歡書中關於量子成像和量子通信應用的討論,這些章節讓我看到瞭量子光學在未來科技發展中的巨大潛力,激發瞭我進一步探索的興趣。
評分《高分子化學》這本書,絕對是我學習高分子閤成方法的一個重要裏程碑。我之前對高分子閤成的理解僅限於一些基本概念,但這本書全麵地梳理瞭自由基聚閤、陽離子聚閤、陰離子聚閤以及配位聚閤等各種鏈增長聚閤機理,並深入分析瞭每種機理的特點、引發條件、鏈增長和鏈終止的過程。特彆是對自由基聚閤的詳細介紹,從引發劑的分解、鏈的增長到鏈的終止方式(如復閤終止和歧化終止),每一環節都進行瞭細緻的分析。書中還介紹瞭活性聚閤和可控聚閤,這部分內容對我來說尤其具有價值,它解釋瞭如何通過精確控製聚閤過程來獲得具有特定分子量、窄分子量分布以及特定結構的聚閤物,這對於設計和製備高性能高分子材料至關重要。書中提供的反應機理圖和速率方程推導,雖然需要耐心去理解,但一旦掌握,就能更深刻地理解各種聚閤方法的優缺點以及如何選擇閤適的閤成策略。對於任何從事高分子研究或希望深入瞭解高分子閤成的讀者,這本書都是一本不可或缺的參考書。
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