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目录1

绪言1

第1章 激光概论3

1.1 准备知识3

1.1.1 光的波粒二象性3

1.1.2 光的电磁波理论4

1.1.3 电磁波谱6

1.2 光的能量及量度物理量7

1.2.1 光的能量7

1.2.2 光的辐射度量8

1.2.3 光度学量11

1.3 激光的特性及应用13

1.3.1 激光的方向性和高亮度13

1.3.2 激光的单色性和时间相干性15

1.3.3 激光的空间相干性18

1.4 思考与练习题20

第2章 激光产生的基本原理21

2.1 光的自发辐射、受激吸收和受激辐射21

2.1.1 原子的能级21

2.1.2 爱因斯坦系数22

2.1.3 光的自发辐射23

2.1.4 光的受激吸收和受激辐射24

2.1.5 自发辐射、受激吸收和受激辐射的关系25

2.2 谱线的增宽26

2.2.1 光谱线、线型和光谱线宽度26

2.2.2 光谱线的自然增宽27

2.2.3 光谱线的碰撞增宽29

2.2.4 光谱线的多普勒增宽30

2.2.5 均匀增宽和非均匀增宽32

2.3 介质对光的增益作用33

2.3.1 介质的增益系数33

2.3.2 介质的增益和饱和34

2.4 光的受激辐射放大36

2.4.1 实现激辐射和放大的必要条件36

2.4.2 实现光的自激振荡的条件37

2.5 思考与练习题38

第3章 光学谐振腔39

3.1 光学谐振腔的稳定条件39

3.1.1 光学谐振腔概述39

3.1.2 共轴球面腔的稳定条件39

3.1.3 共轴球面腔分类及稳定性图40

3.2.1 谐振腔的纵模42

3.2 光学谐振腔的模式42

3.2.2 谐振腔的横模43

3.3 共焦腔中的光束特性43

3.3.1 基模高斯光束的特性43

3.3.2 衍射损耗49

3.4 连续运转激光器中稳定状态工作特性53

3.4.1 均匀增宽谱线稳定态激光的工作特性53

3.4.2 非均匀增宽谱线稳定态激光器工作特性54

3.5 思考与练习题56

第4章 典型激光器58

4.1 激光器的基本结构58

4.2 固体激光器60

4.2.1 固体激光器的概述60

4.2.2 一般固体激光器61

4.2.3 新型固体激光器62

4.2.4 高功率固体激光器64

4.3 气体激光器65

4.3.1 放电激励形成反转分布65

4.3.2 氦—氖激光器66

4.3.3 二氧化碳激光器67

4.3.4 准分子激光器68

4.3.5 氩离子激光器69

4.4 液体激光器70

4.4.1 染料激光器的激发机理70

4.4.2 染料激光器的主要类型72

4.5 半导体激光器73

4.5.1 LD的基本结构73

4.5.2 LD的基本特性74

4.5.3 LD激光的产生机理74

4.5.4 高性能LD的主要类型76

4.6 思考与练习题77

第5章 激光基本技术78

5.1 电光调制78

5.1.1 电光效应78

5.1.2 纵向电光调制器82

5.1.3 横向电光调制器84

5.1.4 电光相位调制86

5.1.5 电光偏转87

5.2 声光调制90

5.2.1 声光效应90

5.2.2 声光调制器95

5.2.3 声光偏转96

5.3 磁光调制97

5.3.1 磁致旋光效应97

5.4.1 概述99

5.3.2 磁光调制器99

5.4 调Q技术99

5.4.2 转镜调Q技术103

5.4.3 声光调Q技术104

5.4.4 电光调Q技术106

5.5 模式选择技术107

5.5.1 概述107

5.5.2 横模选择技术109

5.5.3 纵模选择技术116

5.6 稳频技术121

5.6.1 概述121

5.6.2 兰姆凹陷稳频122

5.6.3 塞曼效应稳频124

5.7 思考与练习题129

6.1.1 单波长干涉测量132

第6章 激光在工程技术中的应用132

6.1 激光干涉测长仪132

6.1.2 双波长干涉测量133

6.2 激光测距134

6.2.1 激光大气传输和测程问题134

6.2.2 相位法测距136

6.2.3 脉冲法测距137

6.3 激光加工138

6.3.1 激光焊接139

6.3.2 激光焊接工艺和参数选择141

6.3.3 激光切割143

6.3.4 激光热处理144

6.4 思考与练习题146

参考文献147