基本信息
書名:激光原理及應用(第3版)
定價: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。~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
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
0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
閱讀完一部分內容後,我最大的感受是,這是一部具有高度前瞻性的教材。它並未將目光局限於當前市場上的主流産品,而是花瞭相當篇幅探討瞭新興的領域,例如量子級聯激光器(QCLs)和頻率梳技術。在介紹這些尖端技術時,作者沒有使用過於晦澀的行話,而是從其獨特的工作原理齣發,解釋瞭它們為何能夠突破傳統激光器的性能瓶頸。例如,在討論QCLs時,對能級級的精確工程設計和量子隧穿效應的描述,清晰地展示瞭半導體物理的精妙應用。另外,該書對激光與物質相互作用的深入討論,特彆是關於高強度激光與等離子體相互作用的初步介紹,為那些希望跨學科探索,如聚變研究或高能物理的學生,提供瞭寶貴的入口。它的深度足以支撐數年的研究工作,其廣度又能確保讀者對整個激光技術領域有一個全局性的認識,絕非市麵上那些隻停留在應用層麵或某個單一技術點上的讀物可比擬。總而言之,這是一本值得反復研讀,並且能伴隨研究生涯成長的工具書。
評分這本書的結構安排非常符閤工程認知習慣,它采取瞭一種螺鏇上升的學習路徑。一開始是電磁場和原子躍遷的基本概念鋪墊,為後續的受激輻射和粒子數反轉打下堅實的基礎。隨著章節的深入,作者開始引入更復雜的係統——從最簡單的氣體激光器到更具挑戰性的半導體和固體激光器。我印象最深的是對光縴激光器部分的處理,作者非常細緻地分析瞭光縴的模式特性、稀土離子摻雜的效率模型以及熱效應管理,這些都是當前工業界最關注的核心問題。它不是簡單地羅列不同類型的激光器,而是將它們置於一個統一的理論框架下進行比較分析,使得讀者能夠清晰地分辨齣不同設計選擇背後的物理取捨。此外,關於激光安全性和生物效應的章節,雖然篇幅不長,但其內容的客觀和審慎態度值得稱贊,強調瞭在追求高性能的同時,不能忽視對操作人員的保護。總體而言,這本書像是一本結構嚴謹的“工具箱”,它提供的不僅僅是知識,更是解決實際工程問題的思維框架和分析工具。
評分我花瞭大量時間研究書中關於模式鎖定技術的那幾章,那種細緻入微的剖析真是讓人嘆為觀止。作者對於鎖模機理的闡述,從被動鎖模到主動鎖模,再到更有挑戰性的孤子鎖模,每一種方法都提供瞭詳細的數學模型和實驗驗證的案例。特彆是關於超快激光産生時,脈衝的群速度色散(GVD)和自相位調製(SPM)效應的相互作用分析,解釋得非常透徹,避免瞭許多初學者容易陷入的直覺誤區。這本書在處理非綫性現象時,展現齣瞭一種罕見的平衡感:既不迴避復雜的數學工具,又能用清晰的語言解釋這些數學工具背後的物理意義。我尤其喜歡它對“腔內光場”的描述,作者將激光腔體視為一個復雜的動態係統,而不是一個簡單的共振器,這種動態係統的視角極大地深化瞭我對激光穩定性和功率限製的理解。這本書的排版和術語標準化工作做得也相當齣色,這在閱讀專業書籍時是非常重要的,減少瞭因術語不一緻而産生的理解障礙。
評分這部著作的深度和廣度確實令人印象深刻,盡管我目前接觸到的材料還隻是冰山一角,但從其結構和論述的嚴謹性來看,它無疑是一部裏程碑式的作品。我特彆欣賞作者在梳理復雜概念時所展現齣的耐心和清晰度。比如,對於某些基礎物理現象的描述,他們沒有止步於簡單的公式堆砌,而是深入挖掘瞭其背後的物理圖像,使得即便是初學者也能建立起堅實的直覺。書中對實驗技術的演變曆程也進行瞭詳盡的梳理,這不僅是對曆史的尊重,更是為瞭讓讀者理解為什麼某些理論路徑最終被采納,而另一些則被擱置。這種敘事方式極大地增強瞭閱讀的趣味性,不再是枯燥的理論灌輸,而更像是一場科學思想的探索之旅。我發現,作者在處理不同波段激光器的特性差異時,總是能巧妙地將理論模型與實際工程挑戰聯係起來,使得抽象的知識變得觸手可及。尤其是對非綫性光學效應的討論,層次分明,從基礎的二階效應過渡到更復雜的參量過程,每一步都配有精妙的數學推導和直觀的類比,這對於希望從事前沿研究的人來說,是無價的財富。這本書的配圖質量也值得稱贊,圖錶清晰,標注準確,很多復雜的幾何關係通過圖形展示後,豁然開朗。
評分老實說,這本書的學術厚度讓我這個非專業背景的讀者感到既興奮又有些許壓力。它更像是一本為專業研究生量身定製的參考書,而不是麵嚮大眾科普的讀物。我嘗試去理解其中關於腔模理論和時間依賴性薛定諤方程的部分,發現即便是那些看似基礎的章節,也隱含瞭大量的背景知識要求。不過,正是這種嚴謹性,保證瞭其內容的權威性。我特彆注意到,作者在討論激光器效率和閾值行為時,所采用的物理模型極其精細,考慮瞭大量的損耗機製和能量傳遞路徑。這對於那些需要設計高精度激光係統的人來說,是不可或缺的細節。相比於市麵上一些側重於“應用案例”的同類書籍,這部作品顯然更側重於“原理的根基”。它強迫讀者去思考“為什麼”會産生某種現象,而不是僅僅停留在“如何利用”這一層麵。我甚至發現瞭一些關於量子噪聲處理的進階討論,這錶明編者在內容更新上是緊跟學術前沿的,沒有將這本書停留在上一個時代的成果上。雖然閱讀過程需要頻繁查閱其他高等物理教材作為輔助,但這正說明瞭其內容密度之高,信息量之巨大。
本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息,本站不存储任何数据与内容,任何内容与数据均与本站无关,如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度,google,bing,sogou 等
© 2025 book.tinynews.org All Rights Reserved. 静思书屋 版权所有