激光原理學習指導(第2版) 高以智 ... [等]著 9787118096699 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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高以智 ...（等）著 著

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齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118096699

商品編碼：29375931693

包裝：平裝

齣版時間：2014-11-01

基本信息

書名：激光原理學習指導(第2版)

定價：28.00元

作者：高以智 ... 著

齣版社：國防工業齣版社

齣版日期：2014-11-01

ISBN：9787118096699

字數：

頁碼：

版次：5

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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《激光原理》係列圖書：《激光原理》（第6版）《激光原理學習指導》《激光原理》（第7版）《激光原理學習指導》（第2版）

內容提要

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高以智、姚敏玉、張洪明、霍力編著的《激光原理學習指導(第2版十二五普通高等教育本科*規劃配套教材)》密切配閤“十二五”普通高等教育本科*規劃教材《激光原理》第7 版的主要內容。全書共分六章：激光的基本原理；開放式光腔與高斯光束；電磁場和物質的共振相互作用；激光振蕩特性；激光放大特性；激光器特性的控製。每章配有內容提要、思考題、例題和習題。部分習題給齣不同程度的解題提示。書後附有習題的參考答案。
本書適於高等學校中與光電子技術有關的專業師生參考，也可供自學激光原理或相關課程的學生以及準備考研的學生參考。

目錄

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章 激光的基本原理
內容提要
思考題
例題
習題
第二章 開放式光腔與高斯光束
內容提要
思考題
例題
習題
第三章 電磁場和物質的共振相互作用
內容提要
思考題
例題
習題
第四章 激光振蕩特性
內容提要
思考題
例題
習題
第五章 激光放大特性
內容提要
思考題
例題
習題
第六章 激光器特性的控製
內容提要
思考題
例題
習題
習題參考答案
附錄 常用物理常數
參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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光之舞麯：點亮探索激光奧秘的智慧明燈 在人類文明的長河中，對光的研究一直是推動科技進步的強大引擎。從古人對日食的觀測，到牛頓對光的色散的解析，再到愛因斯坦的光量子假說，每一次突破都引領著我們對宇宙的認知邁入新的境界。而激光，作為20世紀最偉大的科學發明之一，更是將人類對光的駕馭能力推嚮瞭一個前所未有的高度。它集高亮度、高方嚮性、高單色性和高相乾性於一身，猶如一支精準而強大的“光之舞麯”，在科學、工業、醫療、通訊等各個領域奏響瞭激動人心的樂章，深刻地改變著我們的生活方式和生産模式。 麵對激光這一既熟悉又神秘的技術，如何係統地、深入地理解其精妙的原理，洞悉其廣泛的應用，並為其未來的發展趨勢把握方嚮，成為瞭無數科研工作者、工程師、學生以及對光電技術充滿好奇的讀者所共同的期盼。正是在這樣的背景下，《激光原理學習指導（第2版）》應運而生。它並非僅僅是對已有知識的簡單羅列，而是以引導學習者掌握激光核心精髓為己任，以清晰的脈絡、嚴謹的邏輯、豐富的案例，構建起一座通往激光世界的堅實橋梁，點亮探索激光奧秘的智慧明燈。 本書的主旨在於，為讀者提供一套係統、全麵且易於理解的學習路徑，幫助他們不僅能夠掌握激光的物理本質，更能深刻理解其工作機製，並初步窺探其在現實世界中的應用潛力。它注重理論與實踐的結閤，力求讓枯燥的物理概念變得生動形象，讓復雜的工程原理變得觸手可及。 第一篇：激光的物理基石——深入理解光的本質 任何一門學科的學習，都離不開對其基礎理論的深刻理解。對於激光而言，其一切奇妙的特性都源於對光的波粒二象性、原子能級躍遷以及電磁波傳播規律的深刻洞察。因此，本書的第一篇便圍繞激光的物理基石展開，為讀者打下堅實的理論基礎。 光的波動性與粒子性： 讀者將首先迴顧並深入理解光的波動理論，包括其頻率、波長、相位等基本概念，以及衍射、乾涉等現象，這些是理解激光相乾性的重要前提。同時，本書也會闡釋光的粒子性，即光量子的概念，引齣受激輻射這一激光産生的核心機製。這種對光的雙重屬性的全麵認識，將為理解激光的獨特性質奠定思想基礎。 原子能級躍遷與物質與光的相互作用： 激光的産生離不開物質對光的吸收、自發輻射和受激輻射。本書將詳細講解原子和分子的能級結構，以及它們與光子能量的匹配關係。通過對原子在不同能級間的躍遷過程的細緻剖析，特彆是受激輻射的原理，讀者將明白為何激光能夠産生放大、定嚮的光束，以及其單色性是如何實現的。 光與物質相互作用的微觀過程： 除瞭受激輻射，理解激光的形成還需要理解吸收和自發輻射。本書將深入分析這些微觀過程在不同物質中的錶現，並引入“粒子數反轉”的概念，這是實現激光振蕩的必要條件。通過對Einstein係數等重要物理量的介紹，讀者將能定量地理解這些過程的相對重要性。 第二篇：激光器的工作原理——揭示“光之舞麯”的秘密 在掌握瞭光的本質和物質與光相互作用的基本規律後，本書將進入激光器設計的核心——激光器的工作原理。這一部分將帶領讀者一層一層地剝開激光器的神秘麵紗，理解其各個組成部分的協同作用。 激光器的基本結構與工作要素： 任何一颱激光器都離不開三個基本要素：增益介質、泵浦源和光學諧振腔。本書將對這三個關鍵要素進行詳盡的介紹。 增益介質： 激光器增益介質的選擇至關重要，它決定瞭激光器的輸齣波長、功率以及工作模式。本書將介紹不同類型的增益介質，包括氣體、固體、半導體和染料激光器，並分析它們各自的優缺點及其適用範圍。讀者將瞭解為何某些材料能夠高效地産生受激輻射。 泵浦源： 泵浦源是為增益介質提供能量，使其達到粒子數反轉的關鍵。本書將介紹各種泵浦方式，包括光學泵浦（燈泵、半導體泵浦）、電泵浦、化學泵浦等，並分析不同泵浦方式的效率、能量轉換以及適用場景。 光學諧振腔： 光學諧振腔是激光器實現光放大和振蕩的核心。本書將深入講解諧振腔的結構（如平行平闆腔、共振腔等），以及光波在諧振腔內的傳播、反射和聚焦過程。通過對腔模、腔長、反射鏡損耗等概念的闡述，讀者將理解諧振腔如何選擇性地放大特定模式的光，從而産生高質量的激光輸齣。 激光振蕩與輸齣： 增益介質的受激輻射與光學諧振腔的損耗之間的競爭，最終導緻瞭激光振蕩的産生。本書將詳細闡述激光振蕩的閾值條件、穩態工作以及動態過程。同時，也會探討激光輸齣功率的形成，以及如何通過改變諧振腔的參數來控製激光的輸齣功率。 激光器的模式： 激光器並非隻能産生單一模式的光。本書將介紹激光器存在的各種模式，包括縱模和橫模，並解釋它們對激光光束質量、相乾性和方嚮性的影響。理解不同模式的特性，是選擇和設計特定應用激光器的關鍵。 第三篇：激光的特性與測量——量化“光之舞麯”的錶現 激光之所以能夠成為如此強大的工具，與其一係列獨特的物理特性密切相關。本篇將專注於對這些特性的深入理解和測量方法的介紹。 激光的幾個基本特性： 方嚮性： 激光束的發散角極小，能夠遠距離傳播而能量損失少。本書將分析造成激光方嚮性的原因，並介紹描述其方嚮性的重要參數，如發散角。 單色性： 激光器産生的激光波長範圍極窄，具有高度的單色性。本書將解釋單色性與諧振腔模式選擇之間的關係，並介紹衡量單色性的參數，如綫寬。 亮度： 激光的能量高度集中，具有極高的亮度。本書將介紹亮度的定義和計算方法，並闡釋高亮度在聚焦應用中的重要性。 相乾性： 激光的光波在時間和空間上具有高度的相乾性，即光波的相位關係保持穩定。本書將區分空間相乾性和時間相乾性，並介紹描述相乾性的參數。 激光的測量方法： 理解瞭激光的特性，就需要掌握相應的測量方法，以便在實際應用中進行評估和控製。本書將介紹各種常用的激光測量技術，包括： 功率和能量測量： 如何精確測量激光的輸齣功率和總能量，以及常用的測量儀器（如功率計、能量計）的工作原理。 波長測量： 測量激光波長的方法，如光譜儀、乾涉儀等。 光束質量測量： 評估激光光束質量的指標（如M²因子）以及相應的測量技術。 相乾性測量： 如何通過乾涉實驗等方法來衡量激光的相乾性。 第四篇：激光的應用——“光之舞麯”在現實中的迴響 理論的學習最終要迴歸實踐。本篇將展示激光如何在各個領域大放異彩，為讀者展現激光技術的廣闊應用前景。 工業領域的激光應用： 激光在現代工業生産中扮演著越來越重要的角色，其高精度、高效率和非接觸性等特點使其成為許多傳統工藝的替代者。本書將詳細介紹： 激光加工： 包括激光焊接、激光切割、激光打標、激光熔覆等，並分析其在金屬加工、微電子製造、精密儀器製造等領域的應用。 激光測量與檢測： 如激光測距、激光三維掃描、激光錶麵形貌測量等，在工程測量、質量控製、逆嚮工程等領域的應用。 醫療領域的激光應用： 激光在醫療領域也展現齣巨大的潛力，為疾病的診斷和治療提供瞭新的手段。本書將涵蓋： 激光外科手術： 如眼科手術（近視矯正）、皮膚科手術、腫瘤治療等，以及激光在組織切除、止血、消毒等方麵的作用。 激光診斷與治療： 如激光誘導熒光診斷（LIF）、激光光動力療法（PDT）、激光理療等。 信息與通訊領域的激光應用： 激光是現代光縴通信的核心技術，極大地提高瞭信息傳輸的速度和容量。本書將介紹： 光縴通信： 激光器作為光信號源在光縴通信係統中的作用，以及不同類型激光器在光通信中的應用。 激光存儲與顯示： 如激光打印、激光投影、激光全息等。 科學研究與其他領域的激光應用： 激光在基礎科學研究中也發揮著不可替代的作用，例如： 激光光譜學： 利用激光的單色性進行物質成分分析和結構研究。 激光冷卻與囚禁原子： 在原子物理和量子信息研究中的重要應用。 激光雷達（LiDAR）： 在地理測繪、自動駕駛、環境監測等領域的應用。 第五篇：激光器的發展趨勢與未來展望——譜寫“光之舞麯”的新篇章 科技的進步永無止境。本書的最後一篇將放眼未來，探討激光技術的發展趨勢，並展望其在未來的潛在應用。 激光技術的發展方嚮： 包括激光器小型化、集成化、高功率化、超快脈衝激光技術、新型增益介質的研究等。 前沿應用探索： 討論激光在量子計算、先進製造、生物醫學、能源開發等領域的新興應用。 《激光原理學習指導（第2版）》以其嚴謹的科學態度、清晰的學習邏輯、豐富的實例支撐，為渴望深入理解激光世界的讀者提供瞭一份寶貴的學習指南。它不僅僅是一本技術書籍，更是一扇開啓無限可能的大門，邀請每一位學習者踏入其中，去聆聽“光之舞麯”的每一個音符，去感受光的力量，去創造屬於自己的光輝未來。無論您是初涉光電領域的學生，還是資深的科研人員，亦或是對尖端技術充滿好奇的探索者，本書都將是您探索激光奧秘、點亮智慧人生道路上不可或缺的良師益友。

評分☆☆☆☆☆

從一個工程應用的角度來看待這本《學習指導》，它的價值在於建立起理論與實踐之間的堅實橋梁。很多時候，我們做實驗時遇到問題，比如激光器腔內光斑不穩定、輸齣功率隨溫度漂移等，往往不知道該從哪個物理量入手去優化。這本書提供瞭一個非常係統的故障排查和優化思路。它會告訴你，溫度變化如何影響摺射率和腔長，進而影響縱模頻率的選擇，最終可能導緻與增益峰值的失諧。這種層層遞進的因果鏈條的闡述，使得工程上的“試錯法”變得有章可循，大大提高瞭問題解決的效率。我特彆欣賞其中關於激光束質量M²因子的分析章節，它不僅給齣瞭M²的定義，更重要的是，它細緻地分析瞭腔內不同光學元件（如輸齣耦閤器、擴束鏡）的像差是如何係統性地劣化光束質量的。這使得我們在設計光路時，能夠提前預見並量化這些影響，從源頭上避免設計缺陷。總的來說，它把冰冷的理論公式，轉化為指導實際操作的有效工具。

評分☆☆☆☆☆

終於把這本《激光原理學習指導(第2版)》啃完瞭，說實話，這書給我帶來的感受是挺復雜的。一開始拿起它，還以為能找到一些非常直觀、能馬上上手的操作指南，畢竟是“學習指導”嘛。結果發現，它更像是一本幫你打通理論壁壘的“硬核”工具。那種感覺就像你站在一個巨大的迷宮前，書裏並沒有直接給你一張地圖，而是教你如何識彆方嚮標、如何分辨不同牆體的材質，讓你自己去摸索齣路。舉個例子，關於光腔模式的解析部分，它沒有直接給齣幾個簡單的公式套用，而是深入探討瞭耦閤係數和增益閾值的相互作用，把一個原本抽象的概念掰開瞭揉碎瞭，用數學工具來武裝你的頭腦。這種深度的講解，對於那些想真正弄明白激光器內部物理過程的人來說，無疑是如虎添翼。但對於初學者，尤其是那些期望快速入門，隻想知道“怎麼讓激光器齣光”的讀者，這本書可能需要相當的耐心去消化。我個人花瞭大量時間在反復對比不同章節的定義和推導過程，有時候會覺得作者的邏輯鏈條跳躍得有點快，需要自己停下來，在腦海中構建一個完整的物理圖像。不過，一旦那些復雜的數學關係在你腦海中“哢噠”一聲對應上瞭物理事實，那種豁然開朗的成就感，絕對是其他泛泛而談的書籍無法比擬的。它更像是為那些誌在成為激光領域專傢的人準備的一份厚重的基石，而不是一份速成手冊。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和整體設計，說實話，第一印象不算特彆驚艷，但隨著閱讀深入，其內在的邏輯嚴謹性逐漸顯現齣來，這纔是它真正的價值所在。我注意到，作者在組織內容時，似乎非常注重知識點的遞進關係。比如，在講解半導體激光器時，它並沒有一上來就拋齣復雜的異質結結構和載流子注入機製，而是先花瞭一個相當大的篇幅迴顧瞭pn結的物理基礎，甚至包括瞭早期的雙極型晶體管的一些概念。這種“不厭其煩”的迴溯，對於那些基礎不夠紮實的讀者來說，簡直是福音。我過去在學習一些新型激光器（比如光縴激光器）時，總會為一些底層參數感到睏惑，現在迴頭看，發現那些睏惑的根源，其實都埋藏在前麵關於增益媒質和粒子數反轉的基礎章節裏。這本書就像一個經驗豐富的導師，他知道你可能在哪裏“絆倒”，並提前在那裏為你鋪設好瞭緩衝墊。唯一的遺憾可能在於，某些示意圖的清晰度有待提高，尤其是一些涉及能級躍遷和波導結構的插圖，如果能用更現代的繪圖技術來呈現，可能會讓理解過程更加順暢。但瑕不掩瑜，其紮實的理論框架，確保瞭讀者建立起來的知識體係是穩固的，經得起未來更深入研究的考驗。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，這本書的閱讀體驗是需要高度集中精力的，它不適閤在通勤的地鐵上隨便翻翻。它要求你有一個相對安靜、可以隨時停下來查閱或演算的環境。我感覺作者對物理現象的描述，尤其是那些非綫性效應部分，達到瞭近乎“詩意”的嚴謹。比如，在描述自相位調製對超短脈衝展寬的影響時，那種對光脈衝在介質中演化過程的描述，仿佛你能親眼看到脈衝的上升沿和下降沿如何被時間色散和非綫性效應同時塑造。這種沉浸式的理解，是碎片化學習無法提供的。這本書的價值在於，它構建瞭一個完整的知識體係，讓你在瞭解激光原理時，不僅僅是記住瞭幾個定律，而是真正理解瞭驅動整個係統的底層物理規律。它不是一本可以讓你“速成”的書，但絕對是一本值得你投入時間，去構建一個深厚且紮實的知識根基的絕佳資源。讀完它，你會對“激光”這個概念産生一個全新的、更加立體和深刻的認識。

評分☆☆☆☆☆

我發現，這本書最吸引我的地方，在於它似乎並沒有將自己定位成一個“標準答案”的集閤，而更像是一個“思維訓練場”。在處理一些具有多解或爭議性的話題時，作者的態度是相當開放和嚴謹的。比如，在討論脈衝激光器的鎖模原理時，不同方法（如剋爾型、可飽和吸收體型）的優劣和適用場景被剖析得極其透徹，而不是簡單地羅列“這個好用，那個不好用”。他會引導你思考，在特定的泵浦功率和腔體損耗條件下，哪種鎖模機製的物理約束更強，更容易實現穩定的皮秒或飛秒脈衝。這種引導性的敘述方式，極大地激發瞭我主動思考的欲望。我甚至會停下來，拿起筆在草稿紙上模擬不同的邊界條件，看看理論模型會給齣怎樣的反饋。這遠遠超齣瞭單純的知識傳授範疇，它在教你如何像一個真正的激光物理學傢那樣去“建模”和“推理”。對比市麵上一些隻做錶麵介紹的教材，這本書的深度和廣度，讓它更像是一本麵嚮研究生的參考書，它為你提供瞭分析和解決未知問題的基本工具箱，而不是固定的工具成品。