激光原理学习指导(第2版) 高以智 ... [等]著 9787118096699 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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高以智 ...（等）著 著

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出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118096699

商品编码：29375931693

包装：平装

出版时间：2014-11-01

基本信息

书名：激光原理学习指导(第2版)

定价：28.00元

作者：高以智 ... 著

出版社：国防工业出版社

出版日期：2014-11-01

ISBN：9787118096699

字数：

页码：

版次：5

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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《激光原理》系列图书：《激光原理》（第6版）《激光原理学习指导》《激光原理》（第7版）《激光原理学习指导》（第2版）

内容提要

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高以智、姚敏玉、张洪明、霍力编著的《激光原理学习指导(第2版十二五普通高等教育本科*规划配套教材)》密切配合“十二五”普通高等教育本科*规划教材《激光原理》第7 版的主要内容。全书共分六章：激光的基本原理；开放式光腔与高斯光束；电磁场和物质的共振相互作用；激光振荡特性；激光放大特性；激光器特性的控制。每章配有内容提要、思考题、例题和习题。部分习题给出不同程度的解题提示。书后附有习题的参考答案。
本书适于高等学校中与光电子技术有关的专业师生参考，也可供自学激光原理或相关课程的学生以及准备考研的学生参考。

目录

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章 激光的基本原理
内容提要
思考题
例题
习题
第二章 开放式光腔与高斯光束
内容提要
思考题
例题
习题
第三章 电磁场和物质的共振相互作用
内容提要
思考题
例题
习题
第四章 激光振荡特性
内容提要
思考题
例题
习题
第五章 激光放大特性
内容提要
思考题
例题
习题
第六章 激光器特性的控制
内容提要
思考题
例题
习题
习题参考答案
附录 常用物理常数
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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光之舞曲：点亮探索激光奥秘的智慧明灯 在人类文明的长河中，对光的研究一直是推动科技进步的强大引擎。从古人对日食的观测，到牛顿对光的色散的解析，再到爱因斯坦的光量子假说，每一次突破都引领着我们对宇宙的认知迈入新的境界。而激光，作为20世纪最伟大的科学发明之一，更是将人类对光的驾驭能力推向了一个前所未有的高度。它集高亮度、高方向性、高单色性和高相干性于一身，犹如一支精准而强大的“光之舞曲”，在科学、工业、医疗、通讯等各个领域奏响了激动人心的乐章，深刻地改变着我们的生活方式和生产模式。 面对激光这一既熟悉又神秘的技术，如何系统地、深入地理解其精妙的原理，洞悉其广泛的应用，并为其未来的发展趋势把握方向，成为了无数科研工作者、工程师、学生以及对光电技术充满好奇的读者所共同的期盼。正是在这样的背景下，《激光原理学习指导（第2版）》应运而生。它并非仅仅是对已有知识的简单罗列，而是以引导学习者掌握激光核心精髓为己任，以清晰的脉络、严谨的逻辑、丰富的案例，构建起一座通往激光世界的坚实桥梁，点亮探索激光奥秘的智慧明灯。 本书的主旨在于，为读者提供一套系统、全面且易于理解的学习路径，帮助他们不仅能够掌握激光的物理本质，更能深刻理解其工作机制，并初步窥探其在现实世界中的应用潜力。它注重理论与实践的结合，力求让枯燥的物理概念变得生动形象，让复杂的工程原理变得触手可及。 第一篇：激光的物理基石——深入理解光的本质 任何一门学科的学习，都离不开对其基础理论的深刻理解。对于激光而言，其一切奇妙的特性都源于对光的波粒二象性、原子能级跃迁以及电磁波传播规律的深刻洞察。因此，本书的第一篇便围绕激光的物理基石展开，为读者打下坚实的理论基础。 光的波动性与粒子性： 读者将首先回顾并深入理解光的波动理论，包括其频率、波长、相位等基本概念，以及衍射、干涉等现象，这些是理解激光相干性的重要前提。同时，本书也会阐释光的粒子性，即光量子的概念，引出受激辐射这一激光产生的核心机制。这种对光的双重属性的全面认识，将为理解激光的独特性质奠定思想基础。 原子能级跃迁与物质与光的相互作用： 激光的产生离不开物质对光的吸收、自发辐射和受激辐射。本书将详细讲解原子和分子的能级结构，以及它们与光子能量的匹配关系。通过对原子在不同能级间的跃迁过程的细致剖析，特别是受激辐射的原理，读者将明白为何激光能够产生放大、定向的光束，以及其单色性是如何实现的。 光与物质相互作用的微观过程： 除了受激辐射，理解激光的形成还需要理解吸收和自发辐射。本书将深入分析这些微观过程在不同物质中的表现，并引入“粒子数反转”的概念，这是实现激光振荡的必要条件。通过对Einstein系数等重要物理量的介绍，读者将能定量地理解这些过程的相对重要性。 第二篇：激光器的工作原理——揭示“光之舞曲”的秘密 在掌握了光的本质和物质与光相互作用的基本规律后，本书将进入激光器设计的核心——激光器的工作原理。这一部分将带领读者一层一层地剥开激光器的神秘面纱，理解其各个组成部分的协同作用。 激光器的基本结构与工作要素： 任何一台激光器都离不开三个基本要素：增益介质、泵浦源和光学谐振腔。本书将对这三个关键要素进行详尽的介绍。 增益介质： 激光器增益介质的选择至关重要，它决定了激光器的输出波长、功率以及工作模式。本书将介绍不同类型的增益介质，包括气体、固体、半导体和染料激光器，并分析它们各自的优缺点及其适用范围。读者将了解为何某些材料能够高效地产生受激辐射。 泵浦源： 泵浦源是为增益介质提供能量，使其达到粒子数反转的关键。本书将介绍各种泵浦方式，包括光学泵浦（灯泵、半导体泵浦）、电泵浦、化学泵浦等，并分析不同泵浦方式的效率、能量转换以及适用场景。 光学谐振腔： 光学谐振腔是激光器实现光放大和振荡的核心。本书将深入讲解谐振腔的结构（如平行平板腔、共振腔等），以及光波在谐振腔内的传播、反射和聚焦过程。通过对腔模、腔长、反射镜损耗等概念的阐述，读者将理解谐振腔如何选择性地放大特定模式的光，从而产生高质量的激光输出。 激光振荡与输出： 增益介质的受激辐射与光学谐振腔的损耗之间的竞争，最终导致了激光振荡的产生。本书将详细阐述激光振荡的阈值条件、稳态工作以及动态过程。同时，也会探讨激光输出功率的形成，以及如何通过改变谐振腔的参数来控制激光的输出功率。 激光器的模式： 激光器并非只能产生单一模式的光。本书将介绍激光器存在的各种模式，包括纵模和横模，并解释它们对激光光束质量、相干性和方向性的影响。理解不同模式的特性，是选择和设计特定应用激光器的关键。 第三篇：激光的特性与测量——量化“光之舞曲”的表现 激光之所以能够成为如此强大的工具，与其一系列独特的物理特性密切相关。本篇将专注于对这些特性的深入理解和测量方法的介绍。 激光的几个基本特性： 方向性： 激光束的发散角极小，能够远距离传播而能量损失少。本书将分析造成激光方向性的原因，并介绍描述其方向性的重要参数，如发散角。 单色性： 激光器产生的激光波长范围极窄，具有高度的单色性。本书将解释单色性与谐振腔模式选择之间的关系，并介绍衡量单色性的参数，如线宽。 亮度： 激光的能量高度集中，具有极高的亮度。本书将介绍亮度的定义和计算方法，并阐释高亮度在聚焦应用中的重要性。 相干性： 激光的光波在时间和空间上具有高度的相干性，即光波的相位关系保持稳定。本书将区分空间相干性和时间相干性，并介绍描述相干性的参数。 激光的测量方法： 理解了激光的特性，就需要掌握相应的测量方法，以便在实际应用中进行评估和控制。本书将介绍各种常用的激光测量技术，包括： 功率和能量测量： 如何精确测量激光的输出功率和总能量，以及常用的测量仪器（如功率计、能量计）的工作原理。 波长测量： 测量激光波长的方法，如光谱仪、干涉仪等。 光束质量测量： 评估激光光束质量的指标（如M²因子）以及相应的测量技术。 相干性测量： 如何通过干涉实验等方法来衡量激光的相干性。 第四篇：激光的应用——“光之舞曲”在现实中的回响 理论的学习最终要回归实践。本篇将展示激光如何在各个领域大放异彩，为读者展现激光技术的广阔应用前景。 工业领域的激光应用： 激光在现代工业生产中扮演着越来越重要的角色，其高精度、高效率和非接触性等特点使其成为许多传统工艺的替代者。本书将详细介绍： 激光加工： 包括激光焊接、激光切割、激光打标、激光熔覆等，并分析其在金属加工、微电子制造、精密仪器制造等领域的应用。 激光测量与检测： 如激光测距、激光三维扫描、激光表面形貌测量等，在工程测量、质量控制、逆向工程等领域的应用。 医疗领域的激光应用： 激光在医疗领域也展现出巨大的潜力，为疾病的诊断和治疗提供了新的手段。本书将涵盖： 激光外科手术： 如眼科手术（近视矫正）、皮肤科手术、肿瘤治疗等，以及激光在组织切除、止血、消毒等方面的作用。 激光诊断与治疗： 如激光诱导荧光诊断（LIF）、激光光动力疗法（PDT）、激光理疗等。 信息与通讯领域的激光应用： 激光是现代光纤通信的核心技术，极大地提高了信息传输的速度和容量。本书将介绍： 光纤通信： 激光器作为光信号源在光纤通信系统中的作用，以及不同类型激光器在光通信中的应用。 激光存储与显示： 如激光打印、激光投影、激光全息等。 科学研究与其他领域的激光应用： 激光在基础科学研究中也发挥着不可替代的作用，例如： 激光光谱学： 利用激光的单色性进行物质成分分析和结构研究。 激光冷却与囚禁原子： 在原子物理和量子信息研究中的重要应用。 激光雷达（LiDAR）： 在地理测绘、自动驾驶、环境监测等领域的应用。 第五篇：激光器的发展趋势与未来展望——谱写“光之舞曲”的新篇章 科技的进步永无止境。本书的最后一篇将放眼未来，探讨激光技术的发展趋势，并展望其在未来的潜在应用。 激光技术的发展方向： 包括激光器小型化、集成化、高功率化、超快脉冲激光技术、新型增益介质的研究等。 前沿应用探索： 讨论激光在量子计算、先进制造、生物医学、能源开发等领域的新兴应用。 《激光原理学习指导（第2版）》以其严谨的科学态度、清晰的学习逻辑、丰富的实例支撑，为渴望深入理解激光世界的读者提供了一份宝贵的学习指南。它不仅仅是一本技术书籍，更是一扇开启无限可能的大门，邀请每一位学习者踏入其中，去聆听“光之舞曲”的每一个音符，去感受光的力量，去创造属于自己的光辉未来。无论您是初涉光电领域的学生，还是资深的科研人员，亦或是对尖端技术充满好奇的探索者，本书都将是您探索激光奥秘、点亮智慧人生道路上不可或缺的良师益友。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，这本书的阅读体验是需要高度集中精力的，它不适合在通勤的地铁上随便翻翻。它要求你有一个相对安静、可以随时停下来查阅或演算的环境。我感觉作者对物理现象的描述，尤其是那些非线性效应部分，达到了近乎“诗意”的严谨。比如，在描述自相位调制对超短脉冲展宽的影响时，那种对光脉冲在介质中演化过程的描述，仿佛你能亲眼看到脉冲的上升沿和下降沿如何被时间色散和非线性效应同时塑造。这种沉浸式的理解，是碎片化学习无法提供的。这本书的价值在于，它构建了一个完整的知识体系，让你在了解激光原理时，不仅仅是记住了几个定律，而是真正理解了驱动整个系统的底层物理规律。它不是一本可以让你“速成”的书，但绝对是一本值得你投入时间，去构建一个深厚且扎实的知识根基的绝佳资源。读完它，你会对“激光”这个概念产生一个全新的、更加立体和深刻的认识。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和整体设计，说实话，第一印象不算特别惊艳，但随着阅读深入，其内在的逻辑严谨性逐渐显现出来，这才是它真正的价值所在。我注意到，作者在组织内容时，似乎非常注重知识点的递进关系。比如，在讲解半导体激光器时，它并没有一上来就抛出复杂的异质结结构和载流子注入机制，而是先花了一个相当大的篇幅回顾了pn结的物理基础，甚至包括了早期的双极型晶体管的一些概念。这种“不厌其烦”的回溯，对于那些基础不够扎实的读者来说，简直是福音。我过去在学习一些新型激光器（比如光纤激光器）时，总会为一些底层参数感到困惑，现在回头看，发现那些困惑的根源，其实都埋藏在前面关于增益媒质和粒子数反转的基础章节里。这本书就像一个经验丰富的导师，他知道你可能在哪里“绊倒”，并提前在那里为你铺设好了缓冲垫。唯一的遗憾可能在于，某些示意图的清晰度有待提高，尤其是一些涉及能级跃迁和波导结构的插图，如果能用更现代的绘图技术来呈现，可能会让理解过程更加顺畅。但瑕不掩瑜，其扎实的理论框架，确保了读者建立起来的知识体系是稳固的，经得起未来更深入研究的考验。

评分☆☆☆☆☆

终于把这本《激光原理学习指导(第2版)》啃完了，说实话，这书给我带来的感受是挺复杂的。一开始拿起它，还以为能找到一些非常直观、能马上上手的操作指南，毕竟是“学习指导”嘛。结果发现，它更像是一本帮你打通理论壁垒的“硬核”工具。那种感觉就像你站在一个巨大的迷宫前，书里并没有直接给你一张地图，而是教你如何识别方向标、如何分辨不同墙体的材质，让你自己去摸索出路。举个例子，关于光腔模式的解析部分，它没有直接给出几个简单的公式套用，而是深入探讨了耦合系数和增益阈值的相互作用，把一个原本抽象的概念掰开了揉碎了，用数学工具来武装你的头脑。这种深度的讲解，对于那些想真正弄明白激光器内部物理过程的人来说，无疑是如虎添翼。但对于初学者，尤其是那些期望快速入门，只想知道“怎么让激光器出光”的读者，这本书可能需要相当的耐心去消化。我个人花了大量时间在反复对比不同章节的定义和推导过程，有时候会觉得作者的逻辑链条跳跃得有点快，需要自己停下来，在脑海中构建一个完整的物理图像。不过，一旦那些复杂的数学关系在你脑海中“咔哒”一声对应上了物理事实，那种豁然开朗的成就感，绝对是其他泛泛而谈的书籍无法比拟的。它更像是为那些志在成为激光领域专家的人准备的一份厚重的基石，而不是一份速成手册。

评分☆☆☆☆☆

我发现，这本书最吸引我的地方，在于它似乎并没有将自己定位成一个“标准答案”的集合，而更像是一个“思维训练场”。在处理一些具有多解或争议性的话题时，作者的态度是相当开放和严谨的。比如，在讨论脉冲激光器的锁模原理时，不同方法（如克尔型、可饱和吸收体型）的优劣和适用场景被剖析得极其透彻，而不是简单地罗列“这个好用，那个不好用”。他会引导你思考，在特定的泵浦功率和腔体损耗条件下，哪种锁模机制的物理约束更强，更容易实现稳定的皮秒或飞秒脉冲。这种引导性的叙述方式，极大地激发了我主动思考的欲望。我甚至会停下来，拿起笔在草稿纸上模拟不同的边界条件，看看理论模型会给出怎样的反馈。这远远超出了单纯的知识传授范畴，它在教你如何像一个真正的激光物理学家那样去“建模”和“推理”。对比市面上一些只做表面介绍的教材，这本书的深度和广度，让它更像是一本面向研究生的参考书，它为你提供了分析和解决未知问题的基本工具箱，而不是固定的工具成品。

评分☆☆☆☆☆

从一个工程应用的角度来看待这本《学习指导》，它的价值在于建立起理论与实践之间的坚实桥梁。很多时候，我们做实验时遇到问题，比如激光器腔内光斑不稳定、输出功率随温度漂移等，往往不知道该从哪个物理量入手去优化。这本书提供了一个非常系统的故障排查和优化思路。它会告诉你，温度变化如何影响折射率和腔长，进而影响纵模频率的选择，最终可能导致与增益峰值的失谐。这种层层递进的因果链条的阐述，使得工程上的“试错法”变得有章可循，大大提高了问题解决的效率。我特别欣赏其中关于激光束质量M²因子的分析章节，它不仅给出了M²的定义，更重要的是，它细致地分析了腔内不同光学元件（如输出耦合器、扩束镜）的像差是如何系统性地劣化光束质量的。这使得我们在设计光路时，能够提前预见并量化这些影响，从源头上避免设计缺陷。总的来说，它把冰冷的理论公式，转化为指导实际操作的有效工具。