电子信息与电气学科规划教材（光电信息科学与工程专业）：激光原理及应用

图书标准信息

• 作者 陈鹤鸣、赵新彦 著
• 出版社 电子工业出版社
• 出版时间 2009-04
• 版次 1
• ISBN 9787121085055
• 定价 40.00元
• 装帧 平装
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 385页
• 字数 640千字
• 正文语种 简体中文

【内容简介】

本教材是普通高等教育“十一五”国家级规划教材和江苏省高等学校立项建设的精品教材。内容包括激光发展简史及激光的特性，激光产生的基本原理，光学谐振腔与激光模式，高斯光束，激光工作物质的增益特性，激光器的工作特性，激光特性的控制与改善，典型激光器，半导体激光器，光通信系统中的激光器和放大器，激光全息技术，激光与物质的相互作用，以及激光在其他领域的应用。
本书可作为高等院校电子科学与技术、光信息科学与技术、光电信息工程和应用物理等专业本科生的教材，也可供高校相关专业的师生及从事光电子技术和光通信技术的科技人员参考。

【目录】

第1章概述
1.1激光发展简史
1.2激光的特性
1.2.1高方向性
1.2.2单色性
1.2.3相干性
1.2.4高亮度
1.3激光应用简介
习题与思考题一

第2章激光产生的基本原理
2.1原子发光的机理
2.1.1原子的结构
2.1.2原子的能级
2.1.3原子发光的机理
2.2自发辐射、受激辐射和受激吸收
2.2.1自发辐射
2.2.2受激辐射
2.2.3受激吸收
2.2.4三个爱因斯坦系数A21、B21、B12之间的关系
2.3激光产生的条件
2.3.1受激辐射光放大
2.3.2集居数反转
2.3.3激活粒子的能级系统
2.3.4光的自激振荡
2.4激光器的基本组成与分类
2.4.1激光器的基本组成
2.4.2激光工作物质
2.4.3泵浦源
2.4.4光学谐振腔
2.4.5激光器的分类
习题与思考题二

第3章光学谐振腔与激光模式
3.1光学谐振腔的构成和分类
3.1.1光学谐振腔的构成和分类
3.1.2典型开放式光学谐振腔
3.2激光模式
3.2.1驻波与谐振频率
3.2.2纵模
3.2.3横模
3.3光学谐振腔的损耗
3.3.1光腔的损耗
3.3.2光子在腔内的平均寿命
3.3.3无源腔的品质因数——Q值
3.4光学谐振腔的稳定性条件
3.4.1腔内光线往返传播的矩阵表示
3.4.2共轴球面腔的稳定性条件
3.4.3临界腔
3.5光学谐振腔的衍射理论基础
3.5.1自再现模
3.5.2菲涅耳—基尔霍夫衍射积分
3.5.3自再现模积分方程
3.5.4自再现模积分方程解的物理意义
3.6平行平面腔的自再现模
3.6.1平行平面镜腔的自再现模积分方程
3.6.2平行平面腔模的数值迭代解法
3.6.3单程衍射损耗、单程相移与谐振频率
3.7对称共焦腔的自再现模
3.7.1方形镜对称共焦腔
3.7.2圆形镜共焦腔
3.8一般稳定球面腔的模式理论
3.8.1一般稳定球面腔与共焦腔的等价性
3.8.2一般稳定球面腔的模式特征
3.9非稳定谐振腔
3.9.1非稳腔的基本结构
3.9.2非稳腔的几何自再现波型
3.9.3非稳腔的几何放大率
3.9.4非稳腔的能量损耗
3.9.5非稳腔的输出耦合方式
3.9.6非稳腔的主要特点
习题与思考题三

第4章高斯光束
4.1高斯光束的基本性质
4.1.1高斯光束
4.1.2高斯光束的基本性质
4.1.3高斯光束的特征参数
4.2高斯光束的传输与变换规律
4.2.1高斯光束的传输与变换规律
4.2.2实例分析
4.3高斯光束的聚焦和准直
4.3.1高斯光束的聚焦
4.3.2高斯光束的准直
4.4高斯光束的匹配
4.5激光束质量因子
习题与思考题四

第5章激光工作物质的增益特性
5.1谱线加宽与线型函数
5.1.1谱线加宽概述
5.1.2光谱线加宽的机理
5.1.3均匀加宽、非均匀加宽和综合加宽
5.2速率方程
5.2.1对自发辐射、受激辐射、受激吸收概率的修正
5.2.2单模振荡速率方程
5.2.3多模振荡速率方程
5.3均匀加宽激光工作物质对光的增益
5.3.1增益系数
5.3.2反转集居数饱和与增益饱和
5.4非均匀加宽激光工作物质对光的增益
5.4.1非均匀加宽介质的反转集居数饱和与增益饱和
5.4.2非均匀加宽气体激光器中驻波产生的烧孔效应
习题与思考题五

第6章激光器的工作特性
6.1连续与脉冲工作方式
6.1.1短脉冲运转
6.1.2长脉冲和连续运转
6.2激光器的振荡阈值
6.2.1阈值增益系数
6.2.2阈值反转集居数密度
6.2.3阈值泵浦功率和能量
6.3激光器的振荡模式
6.3.1起振纵模数
6.3.2均匀加宽激光器的输出模式
6.3.3非均匀加宽激光器的输出模式
6.4连续激光器的输出功率与能量
6.4.1均匀加宽单模激光器
6.4.2非均匀加宽单模激光器
6.4.3多模激光器
6.5脉冲激光器的工作特性
6.5.1短脉冲激光器的输出能量
6.5.2弛豫振荡
习题与思考题六

第7章激光特性的控制与改善
7.1模式选择
7.1.1横模选择
7.1.2纵模选择
7.2稳频技术
7.2.1频率的稳定性
7.2.2稳频方法
7.3调Q技术
7.3.1调Q激光器工作原理
7.3.2Q调制方法
7.3.3调Q激光器基本理论
7.4超短脉冲技术
7.4.1锁模原理
7.4.2锁模方法
7.4.3均匀加宽激光器主动锁模自洽理论
7.4.4阿秒激光的产生与测量
7.5激光调制技术
7.5.1激光调制的基本概念
7.5.2电光调制、声光调制和磁光调制
7.5.3直接调制
7.6激光偏转技术
7.6.1机械偏转
7.6.2电光偏转
7.6.3声光偏转
7.7光电器件设计及参数选用原则
7.7.1电光调制器的设计
7.7.2声光调制器的设计
7.7.3电光调Q激光器的设计
习题与思考题七

第8章典型激光器
8.1固体激光器
8.1.1固体激光器的基本结构和抽运方式
8.1.2红宝石激光器
8.1.3钕激光器
8.1.4掺钛蓝宝石激光器
8.2气体激光器
8.2.1气体激光器的泵浦方式
8.2.2氦氖激光器
8.2.3二氧化碳激光器
8.2.4氩离子激光器
8.3染料激光器
8.3.1染料激光器的泵浦方式与基本结构
8.3.2染料激光器的工作原理
8.4新型激光器
8.4.1准分子激光器
8.4.2自由电子激光器
8.4.3化学激光器
习题与思考题八

第9章半导体激光器
9.1半导体激光器物理基础
9.1.1半导体的能带结构和电子状态
9.1.2半导体中载流子的分布与复合发光
9.1.3PN结
9.1.4半导体激光材料
9.2半导体激光器的工作原理
9.2.1半导体激光器受激发光条件
9.2.2半导体激光器有源介质的增益系数
9.2.3阈值条件
9.2.4半导体激光器的速率方程及其稳态解
9.3半导体激光器有源区对载流子和光子的限制
9.3.1异质结半导体激光器
9.3.2量子阱（QW）半导体激光器
9.3.3光约束因子（OpticalConfinementFactor）
9.4半导体激光器的谐振腔结构
9.4.1FP腔半导体激光器
9.4.2分布反馈式半导体激光器与布喇格反射式半导体激光器
9.4.3垂直腔表面发射半导体激光器
9.5半导体激光器的特性
9.5.1阈值特性
9.5.2半导体激光器的效率与输出功率
9.5.3半导体激光器的输出模式
9.5.4动态特性
习题与思考题九

第10章光通信系统中的激光器和放大器
10.1半导体激光器在光纤通信中的应用
10.1.1作为光纤通信光源的半导体激光器
10.1.2半导体激光器在光纤通信中的应用与发展
10.2光放大器
10.2.1半导体光放大器
10.2.2光纤放大器
10.2.3半导体光放大器和光纤放大器的比较
10.3光纤激光器
10.3.1掺杂光纤激光器
10.3.2其他类型的光纤激光器
10.4光子晶体激光器
10.4.1光子晶体
10.4.2光子晶体激光器
10.4.3光子晶体激光器的应用前景
10.5用于无线激光通信的激光器
10.5.1无线激光通信
10.5.2用于无线激光通信的激光器
10.6光通信系统设计与实例
10.6.1光纤通信系统的设计
10.6.2空间光通信系统设计实例
习题与思考题十

第11章激光全息技术
11.1激光全息技术的原理和分类
11.1.1激光全息的原理
11.1.2全息照相的特点
11.1.3激光全息技术的分类
11.2白光再现的全息技术
11.2.1白光反射全息
11.2.2像面全息
11.2.3彩虹全息
11.2.4真彩色全息
11.3几种特殊的全息技术
11.3.1计算全息
11.3.2数字全息
11.3.3合成全息
11.3.4激光超声全息
11.3.5瞬态全息
11.4激光全息技术的应用
11.4.1全息显示和全息电影
11.4.2全息干涉计量
11.4.3全息显微技术
11.4.4全息光学元件
11.4.5全息技术的其他应用
习题与思考题十一

第12章激光与物质的相互作用
12.1激光在物质中的传播
12.1.1激光在物质中的传播和吸收
12.1.2激光的散射
12.2激光在晶体中的非线性光学现象
12.2.1倍频光的产生
12.2.2相位匹配
12.3激光对物质的加热与蒸发
12.3.1激光热蒸发
12.3.2光化学效应激光蒸发
12.4激光诱导化学过程
12.4.1激光切断分子
12.4.2激光引起的多光子吸收
12.4.3液体、固体的光化学反应
习题与思考题十二

第13章激光在其他领域的应用
13.1激光在信息领域的应用
13.1.1激光存储
13.1.2激光计算机
13.1.3激光扫描
13.1.4激光打印机
13.2激光在工业领域的应用
13.2.1激光在精密计量中的应用
13.2.2激光在材料加工中的应用
13.3激光在生物医学领域的应用
13.3.1激光与生物体的相互作用
13.3.2激光在生物体检测及诊断中的应用
13.3.3激光医疗
13.3.4医用激光光源
13.4激光在国防科技领域的应用
13.4.1激光测距
13.4.2激光雷达
13.4.3激光制导
13.4.4激光陀螺
13.4.5激光武器
13.5激光在科学技术前沿中的应用
13.5.1激光光谱学
13.5.2激光核聚变
13.5.3超短脉冲激光技术
13.5.4激光冷却与原子捕陷
13.5.5利用激光操纵微粒
习题与思考题十三
附录A典型气体激光器基本实验数据
附录B典型固体激光工作物质参数
参考文献