激光原理及应用(第3版)

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陈家璧,彭润玲 著
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出版社: 电子工业出版社
ISBN:9787121191886
商品编码:29681474363
包装:平装
出版时间:2013-01-01

具体描述

基本信息

书名:激光原理及应用(第3版)

定价:39.90元

作者:陈家璧,彭润玲

出版社:电子工业出版社

出版日期:2013-01-01

ISBN:9787121191886

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版次:1

装帧:平装

开本:16开

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内容提要


  本书为普通高等教育“十一五”规划教材。本书从内容上分为两部分。~5章介绍激光的基本理论,从激光的物理学基础出发,着重阐明物理概念,以及激光输出特性与激光器的参数之间的关系,尽量避免过多的理论计算,以掌握激光器的选择和使用为主要目的;第6~10章介绍激光在计量、加工、医学、信息技术,以及现代科技前沿问题中的应用,重点介绍各种应用的思路和方法。

目录


章 辐射理论概要与激光产生的条件
1.1 光的波粒二象性
1.1.1 光波
1.1.2 光子
1.2 原子的能级和辐射跃迁
1.2.1 原子能级和简并度
1.2.2 原子状态的标记
1.2.3 玻尔兹曼分布
1.2.4 辐射跃迁和非辐射跃迁
1.3 光的受激辐射
1.3.1 黑体热辐射
1.3.2 光和物质的作用
1.3.3 自发辐射、受激辐射和受激吸收之间的关系
1.3.4 自发辐射光功率与受激辐射光功率
1.4 光谱线增宽
1.4.1 光谱线、线型和光谱线宽度
1.4.2 自然增宽
1.4.3 碰撞增宽
1.4.4 多普勒增宽
1.4.5 均匀增宽和非均匀增宽线型
1.4.6 综合增宽
1.5 激光形成的条件
1.5.1 介质中光的受激辐射放大
1.5.2 光学谐振腔和阈值条件
思考练习题1

第2章 激光器的工作原理
2.1 光学谐振腔结构与稳定性
2.1.1 共轴球面谐振腔的稳定性条件
2.1.2 共轴球面腔的稳定图及其分类
2.1.3 稳定图的应用
2.2 速率方程组与粒子数反转
2.2.1 三能级系统和四能级系统
2.2.2 速率方程组
2.2.3 稳态工作时的粒子数密度反转分布
2.2.4 小信号工作时的粒子数密度反转分布
2.2.5 均匀增宽型介质的粒子数密度反转分布
2.2.6 均匀增宽型介质粒子数密度反转分布的饱和效应
2.3 均匀增宽介质的增益系数和增益饱和
2.3.1 均匀增宽介质的增益系数
2.3.2 均匀增宽介质的增益饱和
2.4 非均匀增宽介质的增益饱和
2.4.1 介质在小信号时的粒子数密度反转分布值
2.4.2 非均匀增宽型介质在小信号时的增益系数
2.4.3 非均匀增宽型介质稳态粒子数密度反转分布
2.4.4 非均匀增宽型介质稳态情况下的增益饱和
2.5 激光器的损耗与阈值条件
2.5.1 激光器的损耗
2.5.2 激光谐振腔内形成稳定光强的过程
2.5.3 阈值条件
2.5.4 对介质能级选取的讨论
思考练习题2

第3章 激光器的输出特性
3.1 光学谐振腔的衍射理论
3.1.1 菲涅耳基尔霍夫衍射公式
3.1.2 光学谐振腔的自再现模积分方程
3.1.3 激光谐振腔的谐振频率和激光纵模
3.2 对称共焦腔内外的光场分布
3.2.1 共焦腔镜面上的场分布
3.2.2 共焦腔中的行波场与腔内外的光场分布
3.3 高斯光束的传播特性
3.3.1 高斯光束的振幅和强度分布
3.3.2 高斯光束的相位分布
3.3.3 高斯光束的远场发散角
3.3.4 高斯光束的高亮度
3.4 稳定球面腔的光束传播特性
3.4.1 稳定球面腔的等价对称共焦腔
3.4.2 稳定球面腔的光束传播特性
3.5 激光器的输出功率
3.5.1 均匀增宽型介质激光器的输出功率
3.5.2 非均匀增宽型介质激光器的输出功率
3.6 激光器的线宽极限
3.7 激光光束质量的品质因子M2
思考练习题3

第4章 激光的基本技术
4.1 激光器输出的选模
4.1.1 激光单纵模的选取
4.1.2 激光单横模的选取
4.2 激光器的稳频
4.2.1 影响频率稳定的因素
4.2.2 稳频方法概述
4.2.3 兰姆凹陷法稳频
4.2.4 饱和吸收法稳频
4.3 激光束的变换
4.3.1 高斯光束通过薄透镜时的变换
4.3.2 高斯光束的聚焦
4.3.3 高斯光束的准直
4.3.4 激光的扩束
4.4 激光调制技术
4.4.1 激光调制的基本概念
4.4.2 电光强度调制
4.4.3 电光相位调制
4.5 激光偏转技术
4.5.1 机械偏转
4.5.2 电光偏转
4.5.3 声光偏转
4.6 激光调Q技术
4.6.1 激光谐振腔的品质因数Q
4.6.2 调Q原理
4.6.3 电光调Q
4.6.4 声光调Q
4.6.5 染料调Q
4.7 激光锁模技术
4.7.1 锁模原理
4.7.2 主动锁模
4.7.3 被动锁模
思考练习题4

第5章 典型激光器介绍
5.1 固体激光器
5.1.1 固体激光器的基本结构与工作物质
5.1.2 固体激光器的泵浦系统
5.1.3 固体激光器的输出特性
5.1.4 新型固体激光器
5.2 气体激光器
5.2.1 氦氖(HeNe)激光器
5.2.2 二氧化碳激光器
5.2.3 Ar+离子激光器
5.3 染料激光器
5.3.1 染料激光器的激发机理
5.3.2 染料激光器的泵浦
5.3.3 染料激光器的调谐
5.4 半导体激光器
5.4.1 半导体的能带和产生受激辐射的条件
5.4.2 PN结和粒子数反转
5.4.3 半导体激光器的工作原理和阈值条件
5.4.4 同质结和异质结半导体激光器
5.5 其他激光器
5.5.1 准分子激光器
5.5.2 自由电子激光器
5.5.3 化学激光器
思考练习题5

第6章 激光在精密测量中的应用
6.1 激光干涉测长
6.1.1 干涉测长的基本原理
6.1.2 激光干涉测长系统的组成
6.1.3 激光外差干涉测长技术
6.1.4 激光干涉测长应用举例
6.2 激光衍射测量
6.2.1 激光衍射测量原理
6.2.2 激光衍射测量的方法
6.2.3 激光衍射测量的应用
6.3 激光测距
6.3.1 激光脉冲测距
6.3.2 激光相位测距
6.4 激光准直及多自由度测量
6.4.1 激光准直仪
6.4.2 激光衍射准直仪
6.4.3 激光多自由度测量
6.5 激光多普勒测速
6.5.1 运动微粒散射光的频率
6.5.2 差频法测速
6.5.3 激光多普勒测速技术的应用
6.6 环形激光测量角度和角加速度
6.6.1 环形激光精密测角
6.6.2 光纤陀螺
6.7 激光环境计量
6.8 激光散射板干涉仪
思考练习题6

第7章 激光加工技术
7.1 激光热加工原理
7.2 激光表面改性技术
7.2.1 激光淬火技术的原理与应用
7.2.2 激光表面熔凝技术
7.2.3 激光熔覆技术
7.3 激光去除材料技术
7.3.1 激光打孔
7.3.2 激光切割
7.4 激光焊接
7.4.1 激光热导焊
7.4.2 激光深熔焊
7.4.3 激光复合焊
7.5 激光快速成型技术
7.5.1 激光快速成型技术的原理及主要优点
7.5.2 激光快速成型技术
7.5.3 激光快速成型技术的重要应用
7.6 其他激光加工技术
7.6.1 激光清洗技术
7.6.2 激光弯曲
思考练习题7

第8章 激光在医学中的应用
8.1 激光与生物体的相互作用
8.1.1 生物体的光学特性
8.1.2 激光对生物体的作用
8.1.3 激光对生物体应用的优点
8.2 激光在临床治疗中的应用
8.2.1 激光临床治疗的种类与现状
8.2.2 激光在皮肤科及整形外科领域中的应用
8.2.3 激光在眼科中的应用
8.2.4 激光在泌尿外科中的应用
8.2.5 激光在耳鼻喉科中的应用
8.2.6 新的技术——间质激光光凝术
8.2.7 光动力学治疗
8.3 激光在生物体检测及诊断中的应用
8.3.1 利用激光的生物体光谱测量及诊断
8.3.2 激光断层摄影
8.3.3 激光显微镜
8.4 医用激光设备
8.4.1 医用激光光源
8.4.2 医用激光传播用光纤
8.5 激光应用于医学的未来
8.5.1 医用激光新技术
8.5.2 光动力学治疗的前景
思考练习题8

第9章 激光在信息技术中的应用
9.1 光纤通信系统中的激光器和光放大器
9.1.1 半导体激光器
9.1.2 光纤激光器
9.1.3 光放大器
9.2 激光全息三维显示
9.2.1 全息术的历史回顾
9.2.2 激光全息术的基本原理和分类
9.2.3 白光再现的全息三维显示
9.2.4 计算全息图
9.2.5 数字全息术
9.2.6 全息三维显示的优点
9.2.7 全息三维显示的应用
9.2.8 全息三维显示技术的展望
9.3 激光存储技术
9.3.1 激光存储的基本原理、分类及特点
9.3.2 激光光盘存储
9.3.3 激光体全息光存储
9.3.4 激光存储技术的新进展[77,85,90,91,92]
9.4 激光扫描和激光打印机
9.4.1 激光扫描
9.4.2 激光打印机
9.5 量子光通信中的激光源
9.5.1 量子光通信
9.5.2 量子态发生器及应用
思考练习题9

0章 激光在科学技术前沿问题中的应用
10.1 激光核聚变
10.1.1 受控核聚变
10.1.2 磁力约束和惯性约束控制方法
10.1.3 激光压缩点燃核聚变的原理
10.2 激光冷却
10.3 激光操纵微粒
10.3.1 光捕获
10.3.2 微粒操纵
10.4 激光诱导化学过程
10.4.1 激光波长和离解能的关系
10.4.2 激光切断分子
10.4.3 液体、固体的光化学反应
10.5 激光光谱学
10.5.1 拉曼光谱
10.5.2 空间高分辨的激光显微光谱
10.5.3 频率高分辨的双光子光谱
10.5.4 时间高分辨的激光闪光光谱
10.5.5 各种特殊效能的激光光谱技术
10.6 激光用于反常多普勒效应的基础物理研究
10.6.1 电磁波的正常多普勒效应
10.6.2 在负折射率材料中传播的电磁波的反常多普勒效应
10.6.3 折射光子晶体棱镜的设计以及负折射性质的实验验证
10.6.4 反常多普勒效应的测量光路设计及理论分析
10.6.5 反常多普勒效应的测量实验结果
思考练习题10

作者介绍


文摘


序言



激光原理及应用(第3版) 前言 激光,作为20世纪最伟大的发明之一,以其独特的光束特性——高方向性、高单色性、高相干性和高亮度,深刻地改变了科学研究、工业生产、医疗健康、信息技术以及国防军事等诸多领域。从微观粒子世界的探索,到宏观宇宙的观测,从精密制造的实现,到信息传输的加速,激光的身影无处不在,引领着人类科技的进步。 本书《激光原理及应用(第3版)》旨在系统、深入地阐述激光的基本原理,并全面介绍其广泛而重要的应用。在第三版的修订中,我们不仅保留了前两版深受读者好评的经典内容,更结合近年来激光技术发展的最新动态和研究热点,对内容进行了大量的更新和充实。我们力求以严谨的科学态度,清晰的逻辑结构,生动详实的案例,将激光这一迷人的学科呈现在读者面前,希望能为广大科研工作者、工程师、研究生以及对激光技术感兴趣的读者提供一本兼具理论深度和实践指导意义的参考书。 第一章 激光基础 本章将为读者构建起激光知识的基石。我们将从光的波粒二象性出发,深入浅出地介绍量子力学的基本概念,如能级、跃迁、吸收、自发辐射和受激辐射。受激辐射是产生激光的根本机制,我们将详细分析其原理,并阐述实现受激辐射必须满足的条件——粒子数反转。 随后,我们将介绍实现粒子数反转的几种主要抽运机制,包括光学抽运、电注入抽运、化学抽运和热抽运等,并分析它们的特点和适用范围。接着,激光谐振腔作为激光器实现高增益和稳定输出的关键组成部分,我们将详细讲解其结构、模式、稳定性条件以及各种典型的谐振腔设计。 最后,本章将介绍激光器的基本组成部分,包括增益介质、抽运源和谐振腔,并概述不同类型激光器的分类方法,为后续章节的学习打下坚实的基础。 第二章 激光的输出特性 激光器并非万能,其输出的光束具有一系列独特的特性,正是这些特性决定了激光在不同领域的应用潜力。本章将详细探讨这些关键的输出特性。 首先,我们将深入分析激光的光谱特性,包括单色性、光谱宽度以及谱线展宽机制。我们将解释为什么激光的光谱如此窄,以及在某些情况下谱线展宽会如何影响其性能。 其次,激光的相干性是其最显著的特征之一。我们将详细讨论时间和空间相干性的概念,并介绍干涉仪等实验手段如何测量和利用激光的相干性。高相干性使得激光在全息、精密测量和干涉成像等领域发挥着不可替代的作用。 接着,我们将聚焦激光的亮度。亮度是单位面积、单位立体角、单位光谱宽度内的光功率,它直接反映了激光束的能量集中程度。我们将分析影响激光亮度的因素,如光束质量、增益和输出功率,并讨论如何提高激光的亮度。 此外,本章还将详细介绍激光的光束质量,包括高斯光束的传播特性、束腰、发散角以及光束质量因子M²。理解光束质量对于激光在远距离传输、聚焦和光束整形等方面至关重要。 最后,我们将讨论激光的偏振特性,包括线偏振、圆偏振和椭圆偏振,以及如何通过偏振器和波片来控制和分析激光的偏振状态。偏振特性在光通信、光学器件和非线性光学等领域有着广泛的应用。 第三章 固体激光器 固体激光器是目前应用最广泛的激光器家族之一。本章将聚焦几种典型的固体激光器,深入剖析其工作原理和技术细节。 我们将首先介绍掺杂离子作为增益介质的固体激光器,如Nd:YAG激光器、Nd:玻璃激光器、Ti:Sapphire激光器和Er:YAG激光器等。我们将详细分析这些掺杂离子的能级结构、激发态寿命以及它们在不同基质材料中的行为。 接着,我们将深入讲解掺杂浓度、抽运波长、谐振腔参数等对激光输出特性的影响。我们将讨论短脉冲固体激光器的产生原理,如Q开关和锁模技术,以及其在科学研究和工业加工中的重要应用。 此外,本章还将介绍一些新型固体激光器,如光纤激光器和半导体激光器。光纤激光器以其优异的光束质量、高效率和易于集成等特点,在工业加工、通信和医疗等领域取得了巨大成功。我们将详细介绍光纤激光器的增益机制、腔型设计以及输出特性。 第四章 气体激光器 气体激光器以其易于实现的连续波(CW)输出、高功率以及良好的光谱特性,在科研和工业领域扮演着重要角色。本章将重点介绍几种主流的气体激光器。 我们将从最经典、应用最广泛的He-Ne激光器入手,详细分析其工作物质、抽运机制、能级结构以及输出特性。接着,我们将转向高功率气体激光器,如CO2激光器。CO2激光器以其高效率、高功率和优良的2.5微米输出波长,在金属切割、焊接、表面处理等工业领域拥有巨大的市场。我们将深入剖析CO2激光器的工作原理、气体组分、放电模式以及谐振腔设计。 此外,我们还将介绍其他重要的气体激光器,如氩离子激光器、氪离子激光器和准分子激光器。这些激光器在光谱学、生物医学成像和紫外应用等领域具有不可替代的作用。我们将重点讨论它们的工作原理、输出波长及其特殊应用。 第五章 半导体激光器 半导体激光器以其体积小、效率高、易于调制和低成本等优点,在光通信、光存储、显示技术和工业应用中占据着核心地位。本章将深入探索半导体激光器的原理和发展。 我们将从p-n结的形成和载流子注入开始,详细阐述半导体材料的能带结构、直接带隙和间接带隙的概念。接着,我们将重点讲解注入式半导体激光器的增益机制,包括电子-空穴复合辐射。 我们将详细介绍几种重要的半导体激光器结构,如双异质结激光器、量子阱激光器(QWLD)、量子点激光器(QDLD)和垂直腔面发射激光器(VCSEL)。特别是量子阱和量子点激光器,它们通过限制载流子的运动,显著提高了激光效率和降低了阈值电流。 此外,本章还将讨论半导体激光器的输出特性,包括阈值电流、输出功率、波长调谐、调制特性以及光束质量。我们还将介绍半导体激光器的可靠性问题以及发展趋势,如高功率、高效率和宽带应用。 第六章 激光的非线性效应 当激光光强足够高时,介质的极化率不再是光强的线性函数,而是呈现出非线性关系,由此产生的现象被称为激光的非线性效应。这些效应为激光应用开辟了新的天地。本章将详细介绍几种重要的非线性光学效应。 我们将从二次谐波产生(SHG)和三次谐波产生(THG)开始,介绍倍频和三倍频的原理,以及它们在产生不同波长激光中的应用。接着,我们将深入探讨参量过程,如参量下转换(SPDC)和光学参量振荡器(OPO)。OPO作为一种可调谐光源,在光谱学、量子光学和精密测量等领域有着广泛的应用。 此外,本章还将介绍受激布里渊散射(SBS)和受激拉曼散射(SRS)。SBS主要用于光纤通信中的信号放大和限制,而SRS则在光谱分析和激光波长扩展方面发挥重要作用。 最后,我们将讨论自聚焦、自陷波导和光致折射等非线性效应,以及它们在光存储、光开关和全息成像等方面的应用前景。 第七章 激光的精密测量与传感 激光的高方向性、高单色性和高相干性使其成为精密测量的理想工具。本章将介绍激光在测量和传感领域的各种应用。 我们将从激光干涉测量开始,详细介绍迈克尔逊干涉仪、萨格纳克干涉仪等经典干涉仪的工作原理,以及它们在位移、角度、表面形貌和折射率测量中的应用。我们将讨论激光干涉测量的精度和分辨率。 接着,我们将介绍激光雷达(LiDAR)技术。LiDAR利用激光脉冲测量距离和探测目标,广泛应用于地理测绘、自动驾驶、大气探测和三维建模等领域。我们将分析LiDAR的工作原理、系统构成和数据处理。 此外,本章还将介绍激光多普勒测速技术(LDV),它利用激光多普勒效应测量流体速度和颗粒运动。我们还将探讨激光光谱技术,如拉曼光谱、荧光光谱等,它们能够提供物质的化学成分和结构信息,在材料分析、生物医学检测和环境监测等领域发挥着重要作用。 第八章 激光在工业加工中的应用 激光以其高能量密度、高精度和非接触性等优势,彻底改变了传统的工业加工模式。本章将重点介绍激光在工业加工中的广泛应用。 我们将首先讨论激光切割技术。激光切割能够实现对各种金属、非金属材料的精密切割,具有切缝窄、热影响区小、精度高等优点。我们将分析不同类型激光器(如CO2激光器、光纤激光器、YAG激光器)在切割应用中的特点和适用性。 接着,我们将介绍激光焊接技术。激光焊接具有焊接速度快、变形小、焊缝质量高等优点,尤其适用于薄板、异种材料和精密部件的焊接。我们将讨论激光焊接的原理、工艺参数以及常见应用。 此外,本章还将介绍激光打标、激光钻孔、激光表面处理(如淬火、退火、合金化)、激光熔覆和激光增材制造(3D打印)。我们将详细分析这些技术的原理、设备要求以及在汽车、电子、航空航天等行业的典型应用案例。 第九章 激光在生物医学中的应用 激光技术在生物医学领域的应用日益广泛,为疾病的诊断、治疗和研究提供了革命性的手段。本章将聚焦激光在生物医学领域的应用。 我们将从激光在眼科手术中的应用开始,如LASIK(准分子激光角膜基质切削术)和视网膜光凝术。我们将讨论激光在白内障手术、青光眼治疗等方面的作用。 接着,我们将介绍激光在肿瘤治疗中的应用,包括光动力疗法(PDT)和激光消融术。PDT利用光敏剂和激光的协同作用来杀死癌细胞,而激光消融则直接利用激光的热效应破坏肿瘤组织。 此外,本章还将探讨激光在皮肤病治疗、牙科治疗、外科手术(如内窥镜手术)以及生物成像(如荧光显微镜、共聚焦显微镜)中的应用。我们将讨论激光在组织工程、基因治疗和药物输送等前沿领域的应用潜力。 第十章 激光在信息科学与技术中的应用 激光技术是现代信息科学与技术的核心驱动力之一。本章将深入探讨激光在信息通信、存储和处理等方面的应用。 我们将首先详细介绍光纤通信系统。光纤通信利用激光作为光源,通过光纤传输信息,具有带宽大、传输损耗低、抗电磁干扰等优点,是现代通信网络的基础。我们将讨论光纤通信的原理、激光光源(如DFB激光器、FP激光器)的选择以及光纤传输的瓶颈。 接着,我们将探讨激光在光存储领域的应用,如CD、DVD和蓝光光盘。激光的精确聚焦能力使得高密度信息存储成为可能。我们将分析激光在光盘的读写过程中的作用。 此外,本章还将介绍激光在光计算、光开关、光神经网络和激光雷达等方面的应用,以及它们在未来信息技术发展中的重要作用。 第十一章 激光安全与发展趋势 本章将关注激光的安全使用和未来的发展方向。 我们将详细介绍激光的分类、激光辐射对人体的危害,以及相关的安全防护措施,包括激光防护眼镜、防护罩和安全操作规程。强调“人眼安全”是激光应用中至关重要的一环。 最后,我们将展望激光技术未来的发展趋势,包括: 高功率、高效率激光器的发展: 尤其是在光纤激光器和半导体激光器领域,追求更高的输出功率和更高的能量转换效率。 新型激光介质和工作原理的探索: 如超快激光、阿秒激光、量子级联激光器等的进一步发展。 激光与人工智能、大数据等技术的融合: 推动激光在智能制造、精准医疗、科学研究等领域的更深层次应用。 极端条件下激光的应用: 如空间激光通信、深海探测等。 绿色激光技术的发展: 降低能耗,减少环境影响。 结语 激光技术的发展日新月异,其应用领域还在不断拓展。我们希望通过本书的介绍,能够帮助读者建立起对激光原理的深刻理解,并认识到激光在推动科技进步和社会发展中所扮演的重要角色。掌握激光技术,就是掌握了通往未来科技前沿的一把钥匙。我们期待本书能激发更多读者对激光领域的兴趣,并为相关研究和应用提供有益的参考。

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阅读完一部分内容后,我最大的感受是,这是一部具有高度前瞻性的教材。它并未将目光局限于当前市场上的主流产品,而是花了相当篇幅探讨了新兴的领域,例如量子级联激光器(QCLs)和频率梳技术。在介绍这些尖端技术时,作者没有使用过于晦涩的行话,而是从其独特的工作原理出发,解释了它们为何能够突破传统激光器的性能瓶颈。例如,在讨论QCLs时,对能级级的精确工程设计和量子隧穿效应的描述,清晰地展示了半导体物理的精妙应用。另外,该书对激光与物质相互作用的深入讨论,特别是关于高强度激光与等离子体相互作用的初步介绍,为那些希望跨学科探索,如聚变研究或高能物理的学生,提供了宝贵的入口。它的深度足以支撑数年的研究工作,其广度又能确保读者对整个激光技术领域有一个全局性的认识,绝非市面上那些只停留在应用层面或某个单一技术点上的读物可比拟。总而言之,这是一本值得反复研读,并且能伴随研究生涯成长的工具书。

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我花了大量时间研究书中关于模式锁定技术的那几章,那种细致入微的剖析真是让人叹为观止。作者对于锁模机理的阐述,从被动锁模到主动锁模,再到更有挑战性的孤子锁模,每一种方法都提供了详细的数学模型和实验验证的案例。特别是关于超快激光产生时,脉冲的群速度色散(GVD)和自相位调制(SPM)效应的相互作用分析,解释得非常透彻,避免了许多初学者容易陷入的直觉误区。这本书在处理非线性现象时,展现出了一种罕见的平衡感:既不回避复杂的数学工具,又能用清晰的语言解释这些数学工具背后的物理意义。我尤其喜欢它对“腔内光场”的描述,作者将激光腔体视为一个复杂的动态系统,而不是一个简单的共振器,这种动态系统的视角极大地深化了我对激光稳定性和功率限制的理解。这本书的排版和术语标准化工作做得也相当出色,这在阅读专业书籍时是非常重要的,减少了因术语不一致而产生的理解障碍。

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这本书的结构安排非常符合工程认知习惯,它采取了一种螺旋上升的学习路径。一开始是电磁场和原子跃迁的基本概念铺垫,为后续的受激辐射和粒子数反转打下坚实的基础。随着章节的深入,作者开始引入更复杂的系统——从最简单的气体激光器到更具挑战性的半导体和固体激光器。我印象最深的是对光纤激光器部分的处理,作者非常细致地分析了光纤的模式特性、稀土离子掺杂的效率模型以及热效应管理,这些都是当前工业界最关注的核心问题。它不是简单地罗列不同类型的激光器,而是将它们置于一个统一的理论框架下进行比较分析,使得读者能够清晰地分辨出不同设计选择背后的物理取舍。此外,关于激光安全性和生物效应的章节,虽然篇幅不长,但其内容的客观和审慎态度值得称赞,强调了在追求高性能的同时,不能忽视对操作人员的保护。总体而言,这本书像是一本结构严谨的“工具箱”,它提供的不仅仅是知识,更是解决实际工程问题的思维框架和分析工具。

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老实说,这本书的学术厚度让我这个非专业背景的读者感到既兴奋又有些许压力。它更像是一本为专业研究生量身定制的参考书,而不是面向大众科普的读物。我尝试去理解其中关于腔模理论和时间依赖性薛定谔方程的部分,发现即便是那些看似基础的章节,也隐含了大量的背景知识要求。不过,正是这种严谨性,保证了其内容的权威性。我特别注意到,作者在讨论激光器效率和阈值行为时,所采用的物理模型极其精细,考虑了大量的损耗机制和能量传递路径。这对于那些需要设计高精度激光系统的人来说,是不可或缺的细节。相比于市面上一些侧重于“应用案例”的同类书籍,这部作品显然更侧重于“原理的根基”。它强迫读者去思考“为什么”会产生某种现象,而不是仅仅停留在“如何利用”这一层面。我甚至发现了一些关于量子噪声处理的进阶讨论,这表明编者在内容更新上是紧跟学术前沿的,没有将这本书停留在上一个时代的成果上。虽然阅读过程需要频繁查阅其他高等物理教材作为辅助,但这正说明了其内容密度之高,信息量之巨大。

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这部著作的深度和广度确实令人印象深刻,尽管我目前接触到的材料还只是冰山一角,但从其结构和论述的严谨性来看,它无疑是一部里程碑式的作品。我特别欣赏作者在梳理复杂概念时所展现出的耐心和清晰度。比如,对于某些基础物理现象的描述,他们没有止步于简单的公式堆砌,而是深入挖掘了其背后的物理图像,使得即便是初学者也能建立起坚实的直觉。书中对实验技术的演变历程也进行了详尽的梳理,这不仅是对历史的尊重,更是为了让读者理解为什么某些理论路径最终被采纳,而另一些则被搁置。这种叙事方式极大地增强了阅读的趣味性,不再是枯燥的理论灌输,而更像是一场科学思想的探索之旅。我发现,作者在处理不同波段激光器的特性差异时,总是能巧妙地将理论模型与实际工程挑战联系起来,使得抽象的知识变得触手可及。尤其是对非线性光学效应的讨论,层次分明,从基础的二阶效应过渡到更复杂的参量过程,每一步都配有精妙的数学推导和直观的类比,这对于希望从事前沿研究的人来说,是无价的财富。这本书的配图质量也值得称赞,图表清晰,标注准确,很多复杂的几何关系通过图形展示后,豁然开朗。

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