保正版！超快激光原理与技术9787030757418科学出版社魏志义,韩海年
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作者魏志义,韩海年
出版社科学出版社
ISBN9787030757418
出版时间2023-06
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目录
“优选光电子科学与技术丛书”序
第1章超快激光发展概述1
1.1激光的原理特性与发展历程1
1.1.1光的自发辐射与受激辐射1
1.1.2脉冲激光的速率方程4
1.1.3光的相干性及光子简并度7
1.1.4激光的发明与发展9
1.2超快激光发展简述10
1.2.1超快激光产生技术的发展10
1.2.2超快激光放大技术的发展12
1.3超快激光的主要应用14
参考文献15
第2章超快激光的特性17
2.1超快激光的基本特性17
2.2超快激光在介质中的传播方程19
2.2.1麦克斯韦波动方程19
2.2.2非线性薛定谔方程22
2.2.3高斯光束及贝塞尔光束26
2.3傅里叶变换关系31
2.3.1超短脉冲时域与频域的对应关系32
2.3.2时间带宽积33
2.3.3超短脉冲的峰值功率35
2.4群延迟及色散36
2.4.1超快激光的啁啾37
2.4.2色散的一般原理39
2.4.3典型的色散介质及元件41
参考文献56
第3章超快激光测量原理与技术59
3.1双光子荧光技术59
3.2高速示波器脉宽测量61
3.3条纹相机的原理及脉冲测量62
3.4超快激光脉冲相关测量原理与方法64
3.4.1强度自相关仪原理64
3.4.2干涉自相关仪原理65
3.4.3单次测量的原理与技术71
3.4.4三阶相关仪测量原理与技术73
3.4.5单次三阶自相关仪测量技术76
3.5FROG脉冲测量原理与技术78
3.5.1典型FROG测量原理与技术78
3.5.2SHG-FROG测量原理与技术79
3.5.3PG-FROG测量原理与技术82
3.5.4几种测量结果比较86
3.6SPIDER脉冲测量原理与技术92
参考文献98
第4章激光锁模原理与技术100
4.1激光锁模的一般原理101
4.1.1基模纵模的锁定101
4.1.2高阶横模的纵模锁定104
4.1.3锁模的物理过程及探测106
4.1.4锁模的分类106
4.2主动锁模激光的原理与技术107
4.2.1主动锁模原理107
4.2.2调幅锁模108
4.2.3调频锁模111
4.2.4声光锁模Nd:YAG激光器113
4.3被动锁模激光的原理与技术114
4.3.1被动锁模的原理114
4.3.2可饱和吸收体117
4.3.3被动锁模染料激光器126
参考文献129
第5章几种典型的超快激光光源133
5.1碰撞脉冲锁模染料激光器133
5.1.1碰撞脉冲锁模的原理133
5.1.2碰撞脉冲锁模染料激光及色散补偿135
5.1.3抗共振碰撞脉冲锁模Nd:YAG激光137
5.2同步泵浦混合锁模激光器138
5.2.1同步泵浦锁模染料激光器139
5.2.2同步泵浦飞秒钛宝石激光器139
5.3耦合腔锁模（加成脉冲锁模）激光器142
5.4克尔透镜锁模钛宝石激光器145
5.4.1KLM原理145
5.4.2KLM钛宝石激光器147
5.4.3色散补偿技术及亚10fs脉冲的产生152
5.4.4高能量KLM钛宝石激光器156
5.4.5高重复频率KLM钛宝石激光器160
5.4.6飞秒钛宝石激光的直接泵浦技术162
5.5全固态锁模超快激光器164
5.5.1掺镱全固态飞秒锁模激光器165
5.5.2掺铬全固态飞秒锁模激光器180
5.5.3钕离子掺杂的锁模超快激光器186
5.6光纤锁模激光器190
5.6.1光纤锁模激光的原理190
5.6.2几种典型的光纤锁模激光器195
5.6.3典型波段的飞秒光纤激光器200
参考文献204
第6章超快激光在固体介质中的非线性效应及频率变换212
6.1超快激光三波相互作用过程213
6.2超快激光的非线性混频216
6.2.1飞秒激光的腔内及腔外倍频217
6.2.2飞秒激光的三倍频220
6.2.3深紫外超快激光产生222
6.3超快激光的差频225
6.4超快激光的参量振荡228
6.4.1飞秒钛宝石激光同步泵浦的OPO229
6.4.2锁模Yb:KGW激光同步泵浦的PO230
6.4.3腔内倍频的超快OPO233
6.4.4飞秒可见光同步泵浦的OPO236
6.5超快激光的参量放大238
6.6四波混频产生的极紫外飞秒激光脉冲241
参考文献243
第7章飞秒激光光谱的超连续展宽248
7.1超快激光在致密介质中的自相位调制效应248
7.2飞秒激光在光纤中的传输及光谱展宽250
7.3光子晶体光纤及拉锥光纤中的光谱展宽254
7.3.1光子晶体光纤中的光谱展宽254
7.3.2拉锥光纤中的光谱展宽257
7.4飞秒激光在充气波导中的光谱展宽260
7.5飞秒激光在固体薄片组中的光谱展宽263
7.6飞秒激光在大气中的光谱展宽.265
7.7啁啾极化的非线性晶体中级联产生的白光超连续光谱266
7.7.1准相位匹配的原理266
7.7.2准相位匹配器件设计267
参考文献270
第8章飞秒激光脉冲压缩技术273
8.1少周期激光脉冲的关键技术273
8.2染料CPM激光脉冲的压缩273
8.3腔倒空飞秒激光脉冲的压缩274
8.4高能量飞秒激光脉冲的压缩276
8.5参量放大激光脉冲的压缩278
8.6液晶光阀空间调制器及声光可编程色散滤波器脉冲压缩.279
8.6.1液晶光阀空间调制器279
8.6.2声光可编程色散滤波器283
参考文献285
第9章超快激光的相干控制与合成287
9.1飞秒激光脉冲的载波包络相位及相移287
9.2CEO的测量方法与技术291
9.2.1时域互相关测量技术291
9.2.2自参考测量技术292
9.2.3自差频测量技术295
9.3CEO的高精度控制297
9.3.1fceo噪声来源和抑制298
9.3.2锁相伺服反馈控制fceo技术298
9.3.3前置反馈控制fceo技术299
9.4飞秒激光腔长及重复频率锁定技术301
9.5光学频率梳与频率综合器302
9.6超快激光的高精度同步304
9.6.1超快激光的主动同步和被动同步304
9.6.2被动同步的物理机制305
9.6.3双波长同步激光器308
9.7飞秒激光的相干合成309
9.7.1光谱相干合成的关键参数310
9.7.2亚周期光场相位控制技术311
9.7.3亚周期光场相干合成317
9.7.4串联光谱相干合成321
9.7.5多路飞秒光纤激光功率相干合成322
参考文献324
第10章超快激光的放大与超强激光装置328
10.1激光强度的提高及瓶颈328
10.2啁啾脉冲放大的原理与结构329
10.2.1CPA的一般原理329
10.2.2脉冲展宽器330
10.2.3再生放大器335
10.2.4多通放大器338
10.2.5泵浦激光技术344
10.2.6放大过程中的自发辐射放大及寄生振荡.347
10.2.7脉冲压缩器349
10.3参量啁啾脉冲放大的原理354
10.3.1CPA与OPCPA的比较354
10.3.2参量放大中的脉冲同步与脉冲匹配356
10.3.3参量增益与参量带宽358
10.4波前校正与控制362
10.4.1夏克–哈特曼传感器362
10.4.2变形镜364
10.4.3信号处理和控制系统364
10.5放大脉冲对比度的增强368
10.5.1纳秒预脉冲的抑制369
10.5.2高能量高对比度种子注入抑制ASE370
10.5.3利用交叉偏振滤波技术提高脉冲对比度370
10.5.4利用可饱和吸收体以及交叉偏振滤波的双CPA系统371
10.5.5利用短脉冲泵浦的OPA技术提高脉冲对比度372
10.5.6利用等离子镜技术提高压缩后激光对比度373
10.6基于CPA技术和OPCPA技术的典型飞秒超强激光装置374
参考文献383
第11章阿秒激光的原理与技术387
11.1高次谐波产生原理与阿秒脉冲387
11.2固体高次谐波原理和技术392
11.3产生阿秒激光脉冲的典型技术396
11.3.1振幅选通技术396
11.3.2偏振选通技术397
11.3.3双光选通技术398
11.3.4灯塔选通技术399
11.3.5多路相干合成阿秒产生技术400
11.4阿秒激光测量原理与技术401
11.4.1阿秒互相关测量技术401
11.4.2双光子跃迁干涉阿秒重建法（RABBIT）402
11.4.3激光辅助侧向X射线光电离403
11.4.4阿秒条纹相机404
11.4.5阿秒SPIDER405
11.4.6非对称光电离法406
11.4.7阿秒自相关法406
11.4.8阿秒脉冲接近重建的频率分辨光学选通法407
11.4.9PROOF算法408
11.5阿秒激光脉冲未来发展趋势409
11.5.1高通量阿秒激光—阿秒强场物理409
11.5.2双色场驱动的阿秒脉冲产生412
11.5.3高重复频率阿秒高次谐波413
11.5.4短波长超快激光驱动的高次谐波414
11.5.5长波长超快激光驱动的阿秒脉冲415
参考文献416
第12章超快激光典型应用423
12.1时间分辨超快动力学423
12.2超快激光医学427
12.3超快激光加工430
12.4超快激光精密测量434
12.5飞秒激光成丝及等离子通道437
12.6超快太赫兹产生技术439
12.7凝聚态材料的超快电学特性及超快开关443
12.8飞秒激光尾波场加速及次级辐射447
12.9基于超快激光的新型科学仪器450
参考文献454
内容摘要
本书系统介绍了超快激光的相关原理与技术、常用器件及典型应用。全书共12章，第1和第2章概述了超快激光的发展与特性，使读者能够快速地对超快激光有大致了解；第3章叙述了测量飞秒激光脉冲的主要方法；第4和第5章讲述了激光锁模的原理与技术及典型的超快激光光源，通过该内容读者可进一步增强对超快激光的认识；第6和第7章介绍超快激光的频率变换与展宽，通过该技术不仅可极大地丰富超快激光可覆盖的波段，也能有效地扩宽光谱宽度；第8和第9章是有关飞秒激光的非线性脉宽压缩、相位锁定、同步及相干控制与合成的内容，是实现少周期及光波电场可控特别脉冲的重要技术；第10章介绍了基于啁啾脉冲放大原理的飞秒超强激光技术与装置；第11章是目前超快科学的*前沿——阿秒脉冲的原理与技术；*后一章结合典型案例介绍了超快激光的多学科应用。
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