正版 飛秒激光在透明介質中的傳輸與超連續光輻射特性 宋曉偉,陶海岩,林景全 978711 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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宋曉偉，陶海岩，林景全 著

圖書標籤:

• 飛秒激光
• 超連續光輻射
• 透明介質
• 激光物理
• 非綫性光學
• 光學
• 宋曉偉
• 陶海岩
• 林景全
• 光子技術

店鋪： 博古通今圖書專營店

齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118115062

商品編碼：29689558807

包裝：平裝

齣版時間：2017-12-01

基本信息

書名：飛秒激光在透明介質中的傳輸與超連續光輻射特性

定價：79.00元

作者：宋曉偉,陶海岩,林景全

齣版社：國防工業齣版社

齣版日期：2017-12-01

ISBN：9787118115062

字數：

頁碼：163

版次：1

裝幀：平裝

開本：32開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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《飛秒激光在透明介質中的傳輸與超連續光輻射特性》介紹瞭飛秒激光超連續輻射的研究進展和物理機製以及著者近年來在飛秒激光超連續輻射領域取得的一些研究成果，其中包括飛秒激光大氣及低壓氮氣填充毛細管中超連續輻射，飛秒激光在銅溶液以及水摻雜納米銀粒子液體中産生超連續輻射，石英玻璃及氟化鋇晶體中飛秒激光成絲及超連續輻射，同時也對飛秒超連續輻射對PIN探測器工作性能影響效果進行瞭闡述。
　　《飛秒激光在透明介質中的傳輸與超連續光輻射特性》可供從事與光學學科相關專業的師生以及科研人員學習和參考，也可作為光電信息科學與工程專業和應用物理專業本科生的教材。

目錄

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作者介紹

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宋曉偉，博士、副教授。1996—2000年在高功率半導體激光國防科技重點實驗室工作。2001—2005年曾經在日本築波大學物理係以及日本産業技術綜閤研究所金剛石研究中心從事半導體激光技術的研究工作。2008年9月迴國到長春理工大學理學院任教並在超快光學實驗室開展研究工作。現從事飛秒激光應用方麵的研究，主要開展瞭飛秒激光成絲及其超連續輻射，飛秒激光材料錶麵功能性微納結構的製備等實驗研究工作。近五年來，發錶學術論文10餘篇，參與或承擔國傢科技部973項目子課題、國傢自然科學基金以及省級科研項目等6項。

文摘

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序言

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《超快光學進展：飛秒激光脈衝與非綫性相互作用》 內容簡介 本書聚焦於飛秒激光在透明介質中的非綫性傳輸過程及其引發的超連續光輻射特性，深入剖析瞭這一前沿領域的核心物理機製、關鍵技術挑戰以及廣闊的應用前景。全書以嚴謹的科學理論為基礎，結閤大量的實驗數據和案例分析，為讀者勾勒齣一幅詳盡的飛秒激光與物質相互作用的科學圖景。 第一章：飛秒激光脈衝的生成與錶徵 本章首先概述瞭飛秒激光脈衝的産生原理，重點介紹瞭鈦寶石鎖模激光器、光縴飛秒激光器等主流的飛秒光源技術。詳細闡述瞭脈衝的時域和頻域錶徵方法，包括自相關函數、頻率-時間映射（FROG）以及光譜相位乾涉儀（SPIDER）等技術，為理解後續的非綫性過程奠定堅實的基礎。同時，探討瞭飛秒激光脈衝在不同介質中傳輸時可能齣現的色散效應，如群速度色散（GVD）和高階色散，以及這些色散對脈衝形狀和特性的影響。 第二章：飛秒激光在透明介質中的非綫性傳播理論 本章是全書的核心理論基礎之一，詳細闡述瞭飛秒激光在透明介質中傳播時所遵循的非綫性光學方程。重點介紹瞭剋爾非綫性效應，即介質的摺射率隨光強的增強而發生變化，這是産生多種非綫性光學現象的根本原因。推導並分析瞭非綫性薛定諤方程（NLSE），該方程是描述飛秒激光脈衝在介質中傳播演化的基本方程。深入討論瞭自聚焦、自相位調製（SPM）等現象，並分析瞭它們的物理機製和對脈衝特性的影響。此外，還介紹瞭脈衝在傳播過程中可能發生的其他非綫性效應，如自陡峭化（Self-steepening）、拉曼散射（Raman scattering）等，並分析瞭它們在超連續譜産生中的作用。 第三章：超連續光輻射的産生機製 本章專注於飛秒激光與透明介質相互作用所産生的核心現象——超連續光（Supercontinuum, SC）輻射。詳細闡述瞭超連續譜産生的多物理機製，包括但不限於： 自相位調製（SPM）： 強大的飛秒脈衝引起介質摺射率的非綫性變化，導緻脈衝頻譜展寬。 自陡峭化（Self-steepening）： 脈衝前沿的光強變化速率加快，導緻新的頻率成分的産生。 拉曼散射（Raman scattering）： 介質中的分子振動被激光激發，將能量傳遞給光場，引起頻譜嚮長波長方嚮的移動。 四波混頻（Four-wave mixing, FWM）： 多個光場在非綫性介質中相互作用，産生新的光頻。 色散效應（Dispersion effects）： 不同頻率分量的光在介質中傳播速度不同，導緻頻譜進一步展寬和重塑。 本章將對這些機製在不同類型介質（如普通玻璃、微結構光縴、光子晶體光縴）中的相對重要性進行深入分析，並探討如何通過調控介質色散特性和激光脈衝參數來優化超連續譜的産生，實現頻譜的寬帶化、平坦化和模式控製。 第四章：微結構光縴與光子晶體光縴在超連續譜産生中的應用 微結構光縴（Microstructured Optical Fibers, MOFs）和光子晶體光縴（Photonic Crystal Fibers, PCFs）因其獨特的橫截麵結構和可調控的色散特性，在飛秒激光誘導超連續譜産生領域發揮著至關重要的作用。本章將詳細介紹MOFs和PCFs的結構特點、製備工藝以及與傳統光縴在色散特性上的顯著區彆。重點闡述如何通過設計光縴的芯徑、空氣孔尺寸和排列方式，精確調控光縴的零色散波長、色散斜率以及非綫性係數，從而實現對超連續譜生成過程的優化。將深入探討“零色散波長附近”、“色散位移光縴”等概念在超連續譜産生中的應用，並介紹基於MOFs/PCFs製備的超連續光源的性能特點及其在不同領域的優勢。 第五章：超連續譜的錶徵與分析 本章聚焦於超連續譜的測量與分析技術。詳細介紹用於測量超連續譜光譜範圍和功率的儀器，如光譜分析儀、積分球等。重點探討瞭超連續譜脈衝的時域特性錶徵，包括脈衝寬度、波形和相乾性等，介紹如電光采樣（EOS）、非綫性傅裏葉變換（NLFT）等先進的時域測量技術。同時，深入討論瞭超連續譜的統計學特性分析，例如功率譜密度、相乾度等，以及如何通過這些參數來評估光源的質量和穩定性。還將介紹用於分析超連續譜産生機理的數值模擬方法，如基於NLSE的有限差分法，以期更好地理解和預測實驗結果。 第六章：超連續光在科學研究中的應用 本章將展示飛秒激光誘導超連續光在基礎科學研究和技術應用中的廣泛前景。 光譜學： 超連續光作為一種寬帶、高亮度光源，可用於高分辨率光譜測量，如瞬態吸收光譜、非綫性Raman光譜等，為物質的結構與動力學研究提供強大工具。 顯微成像： 利用超連續光作為激發源，可以實現高空間分辨率、高信噪比的光學顯微成像，如多光子顯微鏡、光聲顯微鏡等，對生物組織和材料進行無損探測。 計量與傳感： 超連續光具有極寬的帶寬和穩定的頻率梳特性，可應用於光頻梳計量、高精度測距、氣體傳感等領域。 材料科學： 飛秒激光與超連續光的結閤，可用於材料的精密加工、非綫性光學器件的開發以及新型光學材料的研究。 生物醫學： 在生物成像、光動力治療、基因測序等領域，超連續光也展現齣巨大的應用潛力。 第七章：超連續光源的設計與優化 本章將從工程應用的視角齣發，探討如何設計和優化超連續光源。將詳細討論不同應用場景對超連續譜特性（如光譜寬度、平坦度、功率、相乾性、脈衝重復頻率等）的要求，並提齣相應的優化策略。例如，針對需要寬光譜覆蓋的應用，會討論如何選擇閤適的介質（如不同類型的MOFs/PCFs）和優化脈衝參數；針對需要高功率輸齣的應用，會討論多通道耦閤、放大等技術；針對需要高穩定性光源的應用，會討論光源的溫控、光路穩定等技術。此外，還將探討一些新興的超連續光産生技術，如基於新型非綫性介質（如液體、半導體材料）以及利用非綫性光學效應構建更緊湊、高效的超連續光源。 第八章：麵臨的挑戰與未來展望 在對飛秒激光在透明介質中傳輸與超連續光輻射特性進行全麵梳理之後，本章將對該領域當前麵臨的關鍵挑戰進行總結，並對未來的發展趨勢進行展望。挑戰包括： 超連續譜的平坦度與模式控製： 現有光源在某些應用中仍存在光譜不均勻性，如何實現更平坦、更可控的光譜是重要課題。 光源的緊湊化與集成化： 將飛秒激光器、非綫性介質和超連續光輸齣進行集成，實現小型化、低成本的超連續光源是發展方嚮。 高重復頻率與高功率的兼顧： 在保持高重復頻率的同時，如何進一步提高超連續光的功率，以滿足某些高端應用的需求。 新型非綫性介質的開發與應用： 探索和開發具有更優異非綫性光學性能的新型介質，將是推動超連續光技術發展的重要驅動力。 理論模型的完善與精準預測： 發展更精確、更普適的理論模型，以指導實驗設計和光源優化。 未來展望部分，將描繪飛秒激光與超連續光技術在更廣泛領域的應用前景，例如在量子信息、精密測量、新能源以及先進製造等新興技術領域的突破性進展。本書旨在為從事飛秒激光、非綫性光學、光縴光學、光譜學、成像學以及相關工程應用的研究者、工程師和學生提供一份全麵、深入、具有指導意義的參考資料，並激發他們對這一充滿活力和潛力的研究領域的進一步探索。

評分☆☆☆☆☆

作為一名在相關領域摸爬滾打多年的從業者，我必須承認，這本書的參考文獻列錶本身就是一份極其有價值的導航圖。它不僅引用瞭該領域的經典奠基性工作，還涵蓋瞭近幾年國際頂級期刊上的最新研究進展，看得齣作者們在資料收集和整理方麵花費瞭巨大的心血。通過這本書，我找到瞭好幾篇我之前遺漏的關鍵論文，這極大地拓寬瞭我對當前研究前沿的認知邊界。總而言之，這是一部集學術深度、工程實用性和前沿廣度於一身的傑作，絕對是該細分領域內不可多得的權威參考書。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計真是沒的說，封麵那種深邃的藍色調，配上燙金的字體，拿在手裏就感覺非常有分量。我特彆喜歡它側邊留白的寬度，拿起來很舒適，而且書頁的紙張質量也相當棒，摸上去有種細膩的質感，油墨印刷得非常清晰銳利，即便是那些復雜的圖錶和公式，看起來也一點都不費勁。光是看著這本實體書，就讓人有一種想要立刻沉下心來鑽研一番的衝動。而且，這本書的排版布局非常講究，章節之間的過渡自然流暢，參考文獻的標注也做得十分規範和專業，看得齣齣版社在製作過程中下瞭不少功夫，絕對是值得珍藏的學術精品。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，我一開始對這本書抱有很高的期待，但真正開始閱讀後，我發現它在實驗數據的呈現上做得尤為齣色。那些精心挑選的麯綫圖和光譜分析結果，不僅是枯燥數字的堆砌，更像是藝術品。通過這些圖錶，你可以清晰地追蹤到激光參數變化時，脈衝展寬、自相位調製以及最終的超連續光輻射強度是如何精確響應的。作者們似乎非常注重細節，就連誤差分析的部分也寫得非常詳盡和審慎，這體現瞭一種嚴謹的科學態度，讓我這個做實驗的人感到非常信服和踏實。

評分☆☆☆☆☆

這本書的章節安排邏輯性強到令人稱贊，它不像有些專業書籍那樣堆砌概念，而是像一位經驗豐富的老教授在循循善誘，從基礎的光學原理講起，逐步深入到飛秒激光與介質相互作用的微觀機製。我尤其欣賞作者們在闡述“非綫性效應”那部分時所采用的類比和實例，很多我之前一直理解不透徹的地方，讀完後豁然開朗。它不是那種隻適閤特定領域專傢纔能讀懂的“天書”，對於初涉此領域的年輕研究者來說，這本書簡直就是一座堅實的橋梁，引領讀者跨越理論與實驗之間的鴻溝，這種由淺入深的敘述方式，極大地降低瞭學習麯綫。

評分☆☆☆☆☆

這本書最讓我感到驚喜的，是它對“理論模型”和“實際應用”之間關聯性的探討。很多前沿物理書籍常常止步於深奧的數學推導，但這本書的作者們很巧妙地將這些復雜的理論，比如剋爾效應和拉曼散射，與實際的鍍膜、微加工或者生物成像等應用場景緊密結閤起來。這種務實的態度，讓這本書的價值遠超一本純理論教材，它更像是一本麵嚮工程實踐的寶典，能直接指導我們如何優化實驗參數以獲得期望的光譜特性。它提供的不僅僅是“是什麼”，更是“怎麼用”的寶貴經驗。