激光原理與技術

《激光原理與技術》以經典理論和速率方程理論為基礎，系統地介紹激光的基本原理和基本技術。第1章闡述激光的基本原理，第2章討論開放式光腔和高斯光束，第3章討論激光介質的增益線型和增益係數，第4章介紹激光器穩態振蕩特性，第5章較系統地介紹典型激光器和激光技術。《激光原理與技術》可作為電子科學與技術、光信息科學與技術專業本科生的專業基礎課教材，也可供高等院校相關專業師生和有關科技人員參考。

叢書序

前言

第1章 激光基礎——愛因斯坦係數關係

第2章 激光諧振腔和高斯光束

第3章 激光工作物質的增益

第4章 激光器穩態振蕩特性

第5章 典型激光器與技術

附錄

參考文獻

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本書系“普通高等教育‘十五’國家級教材規劃”項目和“高等教育百門精品課程教材建設計劃”選題項目。內容包括激光基本原理、諧振腔理論、激光器的振蕩特性、典型激光器、半導體激光器、激光調製技術、調Q與鎖模技術、頻率變換等八章。可作為理工科大學電子科學與技術專業高年級本科生的教材或教學參考書，也可供相關專業或研究領域的研究生及科研人員閱讀與參考。

第1章激光的基本原理及其應用

1．1激光的特性

1．1．1單色性與時間相干性

1．1．2方向性與空間相干性

1．1．3高亮度

1．1．4高階相關

1．2激光產生的必要條件

1．2．1二能級系統的三種躍遷

1．2．2激光產生的必要條件

1．3激光產生的充分條件

1．3．1飽和光強的概念

1．3．2飽和光強的簡單計算

1．3．3產生激光的充分條件

1．4譜線加寬

1．4．1概述

1．4．2均勻加寬

1．4．3非均勻加寬

1．5譜線加寬下的增益係數

1．6激光器的速率方程

1．6．1速率方程的建立

1．6．2速率方程的穩態解

1．6．3反轉粒子數及增益飽和

1．7連續與脈衝工作

1．7．1固體三能級系統速率方程組

1．7．2速率方程的解

1．7．3激光器的工作狀態

1．8粒子數反轉分佈條件

1．8．1穩態工作情況

1．8．2瞬態工作情況

1．9激光放大的閾值條件

1．9．1閾值增益係數和粒子數

1．9．2連續/長脈衝光泵閾值功率

1．9．3短脈衝工作

1．10均勻加寬激光器的模競爭和頻率牽引

1．10．1均勻加寬激光器的模競爭

1．10．2頻率牽引

1．11激光器的輸出特性

1．11．1均勻加寬連續激光器的輸出功率

1．11．2脈衝激光器的輸出能量

1．12激光器的泵浦技術

1．12．1直接泵浦

1．12．2間接泵浦

第2章光學諧振腔理論

2．1光學諧振腔的基本知識

2．1．1光學諧振腔的構成和分類

2．1．2光學諧振腔的作用

2．1．3腔模

2．2光學諧振腔的損耗

2．2．1光腔的損耗及其描述

2．2．2光子在腔內的平均壽命

2．2．3無源腔的品質因數——Q值

2．2．4無源腔的單模線寬

2．3光學諧振腔的穩定性條件

2．3．1光線傳播的矩陣表示

2．3．2共軸球面腔的穩定性條件

2．3．3穩區圖

2．4諧振腔的衍射積分理論

2．4．1菲涅耳－基爾霍夫衍射積分

2．4．2自再現模所應滿足的積分方程式

2．4．3積分方程解的物理意義

2．5平行平面腔的自再現模

2．5．1平行平面腔的模式積分方程

2．5．2平行平面腔模的數值迭代解法

2．6對稱共焦腔的自再現模

2．6．1方形球面鏡共焦腔模式積分方程及其解

2．6．2方形球面鏡共焦腔自再現模的特徵

2．6．3方形球面鏡共焦腔的行波場

2．6．4圓形球面鏡共焦腔

2．7一般穩定球面腔的模式理論

2．7．1等價共焦腔

2．7．2一般穩定球面腔的模式特徵

2．8高斯光束

2．8．1高斯光束的基本性質

2．8．2高斯光束的q參數

2．8．3高斯光束q參數的變換規律

2-8．4ABCD定律在諧振腔中的應用

2．9非穩腔的模式理論

2．9．1非穩腔的幾何自再現波型

2．9．2非穩腔的幾何放大率

2．9．3非穩腔的能量損耗率

第3章典型激光器

3．1概述

3．1．1激光器的基本結構

3．1．2激光器的分類及其主要輸出特性

3．2氣體激光器

3．2．1氣體放電激勵基礎

3．2．2He-Ne激光器

3．2．3CO，激光器

3．3固體激光器一：

3．3．1固體工作物質

3．3．2光泵浦系統

3．3．3工作物質的熱效應及其散熱

3．3．4摻鈦藍寶石激光器

3．4染料激光器

3．4．1染料激光器的工作原理

3．4．2染料激光器的泵浦方式與典型器件結構

第4章半導體激光器

4．1半導體的能帶結構和電子狀態

4．1．1能帶概念的引入

4．1．2半導體中的電子狀態

4．2激發與複合輻射

4．2．1直接躍遷和半導體激光材料

4．2．2態密度和電子的激發

4．2．3非本徵半導體材料——pn結

4．3激光振蕩條件

4．3．1半導體中的光增益

4．3．2損耗和閾值振蕩條件

4．4異質結半導體激光器

4．4．1異質結

4．4．2激光器的結構

4．5半導體激光的波長與線寬

4．5．1半導體激光的波長

4．5．2線寬與頻率控制

4．6半導體激光器當前發展趨勢

4．6．1大功率半導體激光器

4．6．2表面發射激光器

4．7半導體激光的應用

4．7．1概述

4．7．2半導體激光器在各種CD盤中的應用

4．7．3半導體激光器在光纖通信中的應用

第5章激光調製技術

5．1調製的基本概念

5．1．1振幅調製

5．1．2頻率調製和相位調製

5．1．3強度調製

5．1．4脈衝調製

5．1．5脈衝編碼調製

5．2電光調製

5．2．1電光調製的物理基礎

5．2．2電光強度調製

5．2．3電光相位調製

5．2．4電光調製器的電學性能

5．2．5設計電光調製器應考慮的問題

5．3聲光調製

第6章調Q技術與鎖模技術

第7章激光頻率變換技術

參考文獻

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