激光原理與技術(shù)

目錄
緒論
第1章 激光的基本原理及其應(yīng)用
1.1激光的特性
1.1.1 單色性與時(shí)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(guān)
1.2 激光產(chǎn)生的必要條件
1.2.1 二能級(jí)系統(tǒng)的三種躍遷
1.2.2 激光產(chǎn)生的必要條件
1.3激光產(chǎn)生的充分條件
1.3.1飽和光強(qiáng)的概念
1.3.2 飽和光強(qiáng)的簡(jiǎn)單計(jì)算
1.3.3 產(chǎn)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譜線加寬下的增益系數(shù)
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(wěn)態(tài)解
1.6.3 反轉(zhuǎn)粒子數(shù)及增益飽和
1.7 連續(xù)與脈沖工作
1.7.1 固體三能級(jí)系統(tǒng)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(tài)
1.8 粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布條件
1.8.1 穩(wěn)態(tài)工作情況
1.8.2 瞬態(tài)工作情況
1.9 激光放大的閾值條件
1.9.1 閾值增益系數(shù)和粒子數(shù)
1.9.2 連續(xù)/長(zhǎng)脈沖光泵閾值功率
1.9.3 短脈沖工作
1.10均勻加寬激光器的模競(jìng)爭(zhēng)和頻率牽引
1.10.1 均勻加寬激光器的模競(jìng)爭(zhēng)
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(xù)激光器的輸出功率
1.11.2 脈沖激光器的輸出能量
1.12 激光器的泵浦技術(shù)
1.12.1 直接泵浦
1.12.2 間接泵浦
第2章 光學(xué)諧振腔理論
2.1光學(xué)諧振腔的基本知識(shí)
2.1.1光學(xué)諧振腔的構(gòu)成和分類(lèi)
2.1.2光學(xué)諧振腔的作用
2.1.3腔模
2.2光學(xué)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(nèi)的平均壽命
2.2.3無(wú)源腔的品質(zhì)因數(shù)——Q值
2.2.4無(wú)源腔的單模線寬
2.3光學(xué)諧振腔的穩(wěn)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(wěn)定性條件
2.3.3穩(wěn)區(qū)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(xiàn)模所應(yīng)滿(mǎn)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(xiàn)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(shù)值迭代解法
2.6 對(duì)稱(chēng)共焦腔的自再現(xiàn)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(xiàn)模的特征
2.6.3方形球面鏡共焦腔的行波場(chǎng)
2.6.4圓形球面鏡共焦腔
2.7一般穩(wěn)定球面腔的模式理論
2.7.1等價(jià)共焦腔
2.7.2一般穩(wěn)定球面腔的模式特征
2.8高斯光束
2.8.1高斯光束的基本性質(zhì)
2.8.2高斯光束的q參數(shù)
2.8.3高斯光束q參數(shù)的變換規(guī)律
2.8.4 ABCD定律在諧振腔中的應(yīng)用
2.9非穩(wěn)腔的模式理論
2.9.1非穩(wěn)腔的幾何自再現(xiàn)波型
2.9.2非穩(wěn)腔的幾何放大率
2.9.3非穩(wěn)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(jié)構(gòu)
3.1.2激光器的分類(lèi)及其主要輸出特性
3.2氣體激光器
3.2.1氣體放電激勵(lì)基礎(chǔ)
3.2.2氦—氖激光器
3.2.3二氧化碳激光器
3.3固體激光器
3.3.1固體工作物質(zhì)
3.3.2光泵浦系統(tǒng)
3.3.3工作物質(zhì)的熱效應(yīng)及其散熱
3.3.4摻鈦藍(lán)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器件結(jié)構(gòu)
第4章 半導(dǎo)體激光器
4.1 半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)和電子狀態(tài)
4.1.1 能帶概念的引
4.1.2 半導(dǎo)體中的電子狀態(tài)
4.2 激發(fā)與復(fù)合輻射
4.2.1 直接躍遷和半導(dǎo)體激光材料
4.2.2 態(tài)密度和電子的激發(fā)
4.2.3 非本征半導(dǎo)體材料-pn結(jié)
4.3 激光振蕩條件
4.3.1 半導(dǎo)體中的光增益
4.3.2 損耗和閾值振蕩條件
4.4 異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體激光器
4.4.1 異質(zhì)結(jié)
4.4.2 激光器的結(jié)構(gòu)
4.5 半導(dǎo)體激光的波長(zhǎng)與線寬
4.5.1半導(dǎo)體激光的波長(zhǎng)
4.5.2 線寬與頻率控制
4.6 半導(dǎo)體激光器當(dāng)前發(fā)展趨勢(shì)
4.6.1大功率半導(dǎo)體激光器
4.6.2 表面發(fā)射激光器
4.7 半導(dǎo)體激光的應(yīng)用
4.7.1 概述
4.7.2 半導(dǎo)體激光器在各種CD盤(pán)中的應(yīng)用
4.7.3 半導(dǎo)體激光器在光纖通信中的應(yīng)用
第5章 激光調(diào)制技術(shù)
5.1 調(diào)制的基本概念
5.1.1 振幅調(diào)制
5.1.2 頻率調(diào)制和相位調(diào)制
5.1.3 強(qiáng)度調(diào)制
5.1.4 脈沖調(diào)制
5.1.5 脈沖編碼調(diào)制
5.2 電光調(diào)制
5.2.1 電光調(diào)制的物理基礎(chǔ)
5.2.2 電光強(qiáng)度調(diào)制
5.2.3 電光相位調(diào)制
5.2.4 電光調(diào)制器的電學(xué)性能
5.2.5 設(shè)計(jì)電光調(diào)制器應(yīng)考慮的問(wèn)題
5.3 聲光調(diào)制
5.3.1 聲光調(diào)制的物理基礎(chǔ)
5.3.2 聲光相互作用的兩種類(lèi)型
5.3.3 聲光體調(diào)制器
5.3.4 聲光調(diào)制器設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的問(wèn)題
5.4 磁光調(diào)制
5.4.1 磁光調(diào)制的物理基礎(chǔ)
5.4.2 磁光體調(diào)制器
5.5 直接調(diào)制
5.5.1 半導(dǎo)體激光器（LD）直接調(diào)制的原理
5.5.2 半導(dǎo)體光源的模擬調(diào)制
5.5.3 半導(dǎo)體光源的PCM數(shù)字調(diào)制
第6章 調(diào)Q技術(shù)與鎖模技術(shù)
6.1調(diào)Q技術(shù)
6.1.1調(diào)Q的基本理論
6.1.2調(diào)Q激光器的速率方程
6.1.3電光調(diào)Q
6.1.4可飽和吸收調(diào)Q
6.1.5聲光調(diào)Q
6.1.6機(jī)械轉(zhuǎn)鏡調(diào)Q
6.2鎖模技術(shù)
6.2.1鎖模的基本理論
6.2.2實(shí)現(xiàn)鎖模的主要方法
6.2.3主動(dòng)鎖模原理與器件
6.2.4被動(dòng)鎖模原理與器件
6.2.5同步泵浦鎖模原理與器件
6.2.6自鎖模原理與器件
第7章 激光頻率變換技術(shù)
7.1 介質(zhì)的非線性極化
7.1.1非線性極化概述
7.1.2 非線性極化率張量的運(yùn)算規(guī)則
7.1.3 二階非線性極化率張量的對(duì)稱(chēng)性
7.1.4 倍頻極化率
7.1.5 有效非線性極化系數(shù)
7.2 非線性耦合波方程
7.2.1 非線性波動(dòng)方程
7.2.2 耦合波振幅方程
7.3 光學(xué)倍頻
7.3.1 光學(xué)倍頻的基本描述
7.3.2 光學(xué)倍頻的理論分析
7.3.3 高效率情況下的光學(xué)倍頻
7.3.4 倍頻過(guò)程中的能量守恒和動(dòng)量守恒
7.3.5 倍頻工作物質(zhì)的選擇
7.3.6 光學(xué)倍頻的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
7.4 光學(xué)和頻和差頻效應(yīng)
7.5 光學(xué)參量振蕩與放大
7.5.1 光學(xué)參量效應(yīng)的描述
7.5.2 光學(xué)參量放大和振蕩效應(yīng)的理論分析
7.5.3 光學(xué)參量放大器的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
7.5.4 光學(xué)參量振蕩器的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
參考文獻(xiàn)