激光原理與技術

目錄
緒論
第1章 激光的基本原理及其應用
1.1激光的特性
1.1.1 單色性與時間相干性
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
1.2 激光產(chǎn)生的必要條件
1.2.1 二能級系統(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飽和光強的概念
1.3.2 飽和光強的簡單計算
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爭和頻率牽引
1.10.1 均勻加寬激光器的模競爭
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
1.12.1 直接泵浦
1.12.2 間接泵浦
第2章 光學諧振腔理論
2.1光學諧振腔的基本知識
2.1.1光學諧振腔的構成和分類
2.1.2光學諧振腔的作用
2.1.3腔模
2.2光學諧振腔的損耗
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無源腔的品質因數(shù)——Q值
2.2.4無源腔的單模線寬
2.3光學諧振腔的穩(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)模所應滿足的積分方程式
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 對稱共焦腔的自再現(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
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
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激光器的基本結構
3.1.2激光器的分類及其主要輸出特性
3.2氣體激光器
3.2.1氣體放電激勵基礎
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
3.3.2光泵浦系統(tǒng)
3.3.3工作物質的熱效應及其散熱
3.3.4摻鈦藍寶石激光器
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構
第4章 半導體激光器
4.1 半導體的能帶結構和電子狀態(tài)
4.1.1 能帶概念的引
4.1.2 半導體中的電子狀態(tài)
4.2 激發(fā)與復合輻射
4.2.1 直接躍遷和半導體激光材料
4.2.2 態(tài)密度和電子的激發(fā)
4.2.3 非本征半導體材料-pn結
4.3 激光振蕩條件
4.3.1 半導體中的光增益
4.3.2 損耗和閾值振蕩條件
4.4 異質結半導體激光器
4.4.1 異質結
4.4.2 激光器的結構
4.5 半導體激光的波長與線寬
4.5.1半導體激光的波長
4.5.2 線寬與頻率控制
4.6 半導體激光器當前發(fā)展趨勢
4.6.1大功率半導體激光器
4.6.2 表面發(fā)射激光器
4.7 半導體激光的應用
4.7.1 概述
4.7.2 半導體激光器在各種CD盤中的應用
4.7.3 半導體激光器在光纖通信中的應用
第5章 激光調(diào)制技術
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
5.2.2 電光強度調(diào)制
5.2.3 電光相位調(diào)制
5.2.4 電光調(diào)制器的電學性能
5.2.5 設計電光調(diào)制器應考慮的問題
5.3 聲光調(diào)制
5.3.1 聲光調(diào)制的物理基礎
5.3.2 聲光相互作用的兩種類型
5.3.3 聲光體調(diào)制器
5.3.4 聲光調(diào)制器設計應考慮的問題
5.4 磁光調(diào)制
5.4.1 磁光調(diào)制的物理基礎
5.4.2 磁光體調(diào)制器
5.5 直接調(diào)制
5.5.1 半導體激光器（LD）直接調(diào)制的原理
5.5.2 半導體光源的模擬調(diào)制
5.5.3 半導體光源的PCM數(shù)字調(diào)制
第6章 調(diào)Q技術與鎖模技術
6.1調(diào)Q技術
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機械轉鏡調(diào)Q
6.2鎖模技術
6.2.1鎖模的基本理論
6.2.2實現(xiàn)鎖模的主要方法
6.2.3主動鎖模原理與器件
6.2.4被動鎖模原理與器件
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
7.1 介質的非線性極化
7.1.1非線性極化概述
7.1.2 非線性極化率張量的運算規(guī)則
7.1.3 二階非線性極化率張量的對稱性
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 非線性波動方程
7.2.2 耦合波振幅方程
7.3 光學倍頻
7.3.1 光學倍頻的基本描述
7.3.2 光學倍頻的理論分析
7.3.3 高效率情況下的光學倍頻
7.3.4 倍頻過程中的能量守恒和動量守恒
7.3.5 倍頻工作物質的選擇
7.3.6 光學倍頻的實驗系統(tǒng)
7.4 光學和頻和差頻效應
7.5 光學參量振蕩與放大
7.5.1 光學參量效應的描述
7.5.2 光學參量放大和振蕩效應的理論分析
7.5.3 光學參量放大器的實驗系統(tǒng)
7.5.4 光學參量振蕩器的實驗系統(tǒng)
參考文獻