定 價：24 元
叢書名：普通高等教育電子科學與技術(shù)類特色專業(yè)系列規(guī)劃教材
- 作者：安毓英，劉繼芳，曹長慶編著
- 出版時間：2010/2/1
- ISBN：9787030266224
- 出 版 社：科學出版社
- 中圖法分類：TN241
- 頁碼：213
- 紙張：膠版紙
- 版次：1
- 開本：16開
《激光原理與技術(shù)》以經(jīng)典理論和速率方程理論為基礎(chǔ)，系統(tǒng)地介紹激光的基本原理和基本技術(shù)。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(zhì)的增益線型和增益系數(shù)，第4章介紹激光器穩(wěn)態(tài)振蕩特性，第5章較系統(tǒng)地介紹典型激光器和激光技術(shù)。
《激光原理與技術(shù)》可作為電子科學與技術(shù)、光信息科學與技術(shù)專業(yè)本科生的專業(yè)基礎(chǔ)課教材，也可供高等院校相關(guān)專業(yè)師生和有關(guān)科技人員參考。
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《激光原理與技術(shù)》特點 ★從教學的普適性出發(fā)。以經(jīng)典理論和速率方程理論相結(jié)合的處理方法闡述課程內(nèi)容 ★清晰的物理概念與循序漸進的內(nèi)容，以受激輻射為紅線，從電子學載波技術(shù)發(fā)展引出光頻載波技術(shù)的基本思想和光學實現(xiàn)方法 ★以三條主線和十二個問題的形式構(gòu)成凝練的課程體系，既有樹木，又見森林，有助于教師組織教學和學生自學 ★豐富而緊扣課程內(nèi)容的習題，幫助學生鞏固激光原理與技術(shù)的基礎(chǔ)知識
本書是為電子科學與技術(shù)、光信息科學與技術(shù)本科專業(yè)以及電子信息類、電子信息科學類其他相關(guān)專業(yè)編寫的“激光原理”、“激光原理與技術(shù)”課程教材。
激光器發(fā)明雖然已將近半個世紀，但人們對激光的物理認識仍在不斷深化。作者有幸講授“激光原理與技術(shù)”課程30余年，本書是在作者歷年講稿基礎(chǔ)上整理編著而成的。理應(yīng)感謝的是，作者組織講稿時所用的主要參考教材是周炳琨等編著的《激光原理》一書。
本書力求達到普通高校本科教學的普適性：第一，以經(jīng)典理論和速率方程理論相結(jié)合的處理方法，講授“激光原理與技術(shù)”，不涉及半經(jīng)典理論；第二，突出愛因斯坦關(guān)系的討論，以受激輻射為紅線，從電子學載波技術(shù)發(fā)展引出光頻載波技術(shù)（即單模激光器）的基本思想和光學實現(xiàn)方法，使教學師生對受激輻射的觀念建立和物理理解有所深入；第三，以三條主線和十二個問題的形式歸納課程體系，既有樹木，又見森林，有助于教師根據(jù)情況組織教學，又有利于學生自學。
本書共分為5章，每章后附有習題與思考題。第1章主要介紹激光的基本原理和特性，并介紹本書編寫的課程體系；第2章分別應(yīng)用幾何光學理論和物理光學理論詳細討論無源光學開腔的損耗描述、穩(wěn)定條件和腔內(nèi)模式，并在此基礎(chǔ)上介紹高斯光束的傳輸和變換規(guī)律；第3章分別應(yīng)用經(jīng)典理論和速率方程理論討論激光工作物質(zhì)的增益線型、譜線加寬機制與增益飽和規(guī)律；第4章分析激光器穩(wěn)態(tài)工作特性，包括閾值特性、輸出功率、模式競爭、頻率牽引以及線寬極限等問題；第5章以激光工作物質(zhì)分類介紹幾種典型激光器，并結(jié)合激光器介紹改善和控制激光特性的調(diào)Q、鎖模、選模、穩(wěn)頻和放大等激光技術(shù)。
本書的參考學時為46學時。使用本書的先修課程是大學物理和電磁理論，具有物理光學和量子力學知識的人員，使用本書更加有利。本書既可作為電子科學與技術(shù)、光信息科學與技術(shù)的本科生專業(yè)基礎(chǔ)課程“激光原理與技術(shù)”的教材，也可供應(yīng)用物理、通信工程等相關(guān)專業(yè)課程選用。
本書第1章由安毓英編寫，第2、3章由劉繼芳編寫，第4、5章由曹長慶編寫，安毓英統(tǒng)編全稿。在編寫過程中，得到了西安電子科技大學技術(shù)物理學院教師們的支持，西北大學張紀岳教授、西安電子科技大學石順祥教授審閱了全書書稿，并提出許多建設(shè)性意見，在此對他們表示衷心的感謝。
由于作者水平有限，書中難免存在疏漏之處，希望廣大讀者批評指正。
目錄
叢書序
前言
第1章 激光基礎(chǔ)——愛因斯坦系數(shù)關(guān)系 2
1.1.2 光子態(tài) 3
1.1.3 光波模與光子態(tài)的相干性 4
1.1.4 光子簡并度 5
1.2 電子學載波技術(shù)的迷茫 6
1.2.1 載波和噪聲波 6
1.2.2 電磁載波技術(shù) 7
1.2.3 太赫茲波鴻溝 8
1.2.4 光頻載波的迷茫 8
1.3 愛因斯坦關(guān)系——自發(fā)輻射和受激輻射 9
1.3.1 普朗克黑體輻射公式 9
1.3.2 自發(fā)輻射、受激輻射與輻射的受激吸收 11
1.3.3 愛因斯坦關(guān)系 13
1.3.4 愛因斯坦微分關(guān)系 14
1.4 光的受激輻射放大與振蕩——激光器運轉(zhuǎn)的閾值和穩(wěn)定條件 15
1.4.1 愛因斯坦關(guān)系的意義 15
1.4.2 粒子數(shù)反轉(zhuǎn)和光的受激放大 18
1.4.3 增益飽和與自激振蕩 20
1.4.4 激光器的構(gòu)成及閾值條件 21
1.5 激光特性和課程體系 23
1.5.1 激光特性 23
1.5.2 課程體系 27
習題與思考題1 27
第2章 激光諧振腔和高斯光束 29
2.1 光腔的損耗及損耗描述 31
2.1.1 光腔損耗 31
2.1.2 光腔損耗計算舉例 35
2.2 共軸球面腔的光線傳輸矩陣理論 37
2.2.1 光線傳輸矩陣 38
2.2.2 光腔穩(wěn)定條件 41
2.2.3 本征光束 46
2.3 對稱共焦腔的自再現(xiàn)模行波場 54
2.3.1 開腔模概念 54
2.3.2 Fox和Li的開腔模迭代求解方法 57
2.3.3 自再現(xiàn)模本征積分方程 61
2.3.4 對稱共焦腔鏡面上自再現(xiàn)模光場分布 62
2.3.5 行波場-尚斯光束 73
2.4 一般穩(wěn)定腔的高斯光束 79
2.4.1 對稱共焦腔完整的行波高斯光束小結(jié) 80
2.4.2—般穩(wěn)定腔與對稱共焦腔的等效性 81
2.4.3—般穩(wěn)定腔高斯光束參量(行波場) 83
2.5 高斯光束的傳輸與變換 87
2.5.1 高斯光束的傳輸規(guī)律(TEM00) 87
2.5.2 高斯光束的透鏡變換、會聚和準直 89
2.5.3 高斯光束的衍射倍率因子M2 97
習題與思考題2 98
第3章 激光工作物質(zhì)的增益 101
3.1 經(jīng)典理論 103
3.1.1 電偶極子近似模型 103
3.1.2 受激吸收和色散現(xiàn)象的麥克斯韋理論 107
3.2 譜線加寬機制及加寬線型 111
3.2.1 均勻加寬 112
3.2.2 非均勻加寬 117
3.2.3 綜合加寬 121
3.3 激光器速率方程 127
3.3.1 單模速率方程 127
3.3.2 多模振蕩速率方程 134
3.4 激光介質(zhì)增益及增益飽和(模式競爭) 135
3.4.1 均勻加寬介質(zhì) 136
3.4.2 非均勻加寬介質(zhì) 139
3.4.3 綜合加寬介質(zhì) 143
3.5 光放大概念分析 144
習題與思考題3 146
第4章 激光器穩(wěn)態(tài)振蕩特性 149
4.1 振蕩閾值條件 149
4.2 閾值特性 151
4.3 激光器穩(wěn)態(tài)輸出特性 154
4.3.1 均勻加寬激光器的模式競爭 154
4.3.2 空間燒孔 155
4.3.3 非均勻加寬激光器的多縱模振蕩 155
4.3.4 輸出功率及最佳耦合 156
4.4 定態(tài)激光器頻率特性 159
4.5 定態(tài)激光器極限線寬 161
習題與思考題4 163
第5章 典型激光器與技術(shù) 167
5.1 氣體激光器 167
5.1.1 He-Ne激光器 167
5.1.2 CO2激光器 169
5.2 半導體激光器 169
5.2.1 反轉(zhuǎn)原理 170
5.2.2 典型半導體激光器 173
5.3 固體激光器 181
5.3.1 紅寶石激光器、欽激光器 182
5.3.2 可調(diào)諧固體激光器 184
5.3.3 激光二極管泵浦的固體激光器(DPSSL) 186
5.3.4 光纖激光器 186
5.4 調(diào)Q激光器 187
5.4.1 Q調(diào)制原理 187
5.4.2 調(diào)Q技術(shù) 188
5.4.3 腔倒空技術(shù) 190
5.4.4 調(diào)Q激光器特性 190
5.5 鎖模激光器 192
5.5.1 鎖模原理 192
5.5.2 鎖模技術(shù) 192
5.6 穩(wěn)步員激光器 193
5.6.1 穩(wěn)頻原理 193
5.6.2 穩(wěn)頻的主要方法 194
5.7 激光放大器 196
5.7.1 激光放大理論 196
5.7.2 激光放大的主要方法 197
5.7.3 光纖放大器 197
5.8 單模激光器 199
5.8.1 單縱模激光器 199
5.8.2 基橫模激光器 201
習題與思考題5 202
附錄A 激光參數(shù)的定義和測試方法 205
A.1 激光光斑寬度和光斑直徑 205
A.2 激光光束發(fā)散角測量 207
A.3 激光光束質(zhì)量測量 208
附錄B 常用物理常數(shù)、常量和常用符號表 211
參考文獻 215
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