激光原理及应用第4版 陈家璧 电子工业出版社

编著者
20198

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。第1～5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。

彭润玲，上海理工大学光电信息与计算机工程学院，副教授，主讲"激光原理”等课程，参加编写普通高等教育"十一五”*规划教材《激光原理及应用》。

第1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数学预备知识 
312菲涅耳-基尔霍夫衍射公式 
313光学谐振腔的自再现模积分方程 
314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其他几种常用的激光光束 
351厄米-高斯光束 
352拉盖尔-高斯光束 
353贝塞尔光束 
36激光器的输出功率 
361均匀增宽型介质激光器的输出功率 
362非均匀增宽型介质激光器的输出功率 
37激光器的线宽极限 
38激光光束质量的品质因子M2 
39模式激光的某些一阶统计性质 
391单模激光的一阶统计性质 
392多模激光的一阶统计性质 
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(HeNe)激光器 
522二氧化碳激光器 
523Ar＋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2PN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*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 
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 
第10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超越经典衍射极限的分辨率 
1041解析延拓 
1042综合孔径傅里叶全息术 
1043傅里叶叠层算法 
1044相干谱复用 
1045非相干结构光照明成像 
1046超分辨荧光显微镜 
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 
附录A随机变量 
A1概率的定义和随机变量 
A2分布函数和密度函数 
A3推广到两个或多个联合随机变量 
A4统计平均 
附录B随机过程 
B1随机过程的定义和描述 
B2平稳性和遍历性 
参考文献