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目录1

第1篇 激光基础1

第1章 辐射的基本概念1

1.1 概述1

1.2 辐射与物质的相互作用3

1.2.1 辐射现象3

1.2.2 线型及线型加宽机制4

1.2.3 增益介质的饱和现象8

1.3 总结11

1.3.1 高能级粒子的寿命τ的测量方法11

1.3.2 吸收截面σ的测量方法12

思考练习题13

第2章 激光器的基本工作原理14

2.1 概述14

2.2 泵浦过程14

2.2.1 光泵浦过程14

2.2.2 电泵浦过程15

2.3 激光器分类及常用激光器16

2.3.1 激光器的分类法16

2.3.2 常用激光器的介绍16

2.4 激光模式和被动光学谐振腔19

2.4.1 激光模式19

2.4.2 被动光学谐振腔21

2.5 速率方程讨论氦-氖激光器31

2.5.2 四能级激光器的输出功率32

2.5.1 阈值粒子数密度反转和临界泵浦速率32

2.5.3 四能级激光器的工作物质条件33

2.5.4 最佳输出功率33

2.6 激光工作物质对谐振腔模频率的影响34

2.6.1 限制激光单色性的因素34

2.6.2 工作物质引起的模牵引35

思考练习题39

3.2.1 多色场的复数表示41

3.2 相干性41

3.1 概述41

第3章 激光束的特征41

3.2.2 解析函数表示场量的特点42

3.2.3 表征电磁场重要特征的空间和时间相干度43

3.2.4 空间相干度和时间相干度的测量44

3.2.5 相干时间与单色性45

3.2.6 典型氦-氖激光器的相干性47

3.3 光束的方向性47

3.4 光束亮度48

3.5 高斯光束分析激光49

3.5.1 激光束的高斯光束表示49

3.5.2 高斯光束在自由空间的传播规律50

3.5.3 高斯光束的扩束和聚焦52

3.5.4 高斯光束的基模匹配57

3.5.5 q参数讨论高斯光束传播59

思考练习题62

4.2.1 晶体的光学性质表示方法——光学示性图63

4.2 晶体的电光效应63

第2篇 应用激光技术基础63

4.1 概述63

第4章 激光调制与偏转技术63

4.2.2 晶片的正交和平行偏振光干涉69

4.2.3 晶体的一次电光效应70

4.3 声光效应78

4.3.1 拉曼-奈斯衍射78

4.3.2 行波和驻波声波的拉曼-奈斯衍射81

4.3.3 布拉格衍射82

4.3.4 衡量声光介质质量的参数84

4.4 晶体的磁光效应和磁光调制86

4.5 声光调制和偏转原理87

4.5.1 声光调制器87

4.5.2 声光偏转器89

4.6.1 电光调制器92

4.6 电光调制器和偏转器92

4.6.2 电光效应数字式偏转器——离散角偏转器94

4.6.3 连续偏转器95

4.7 几种典型的激光调制器件97

4.7.1 用于外差检测CO2激光测距仪声光调制器97

4.7.2 DC-3DJG型激光测距仪电光调制器99

思考练习题103

第5章 激光频率稳定技术104

5.1 概述104

5.1.1 频率稳定度104

5.1.2 频率再现（重复）性105

5.2 频率变化原因和简单的稳频措施105

5.2.1 频率变化原因105

5.2.2 简单的稳频措施106

5.3 常用的稳频方法107

5.3.1 拉姆下陷稳频法107

5.3.2 饱和吸收法108

5.3.3 塞曼效应法109

5.3.4 干涉腔法111

思考练习题111

第3篇 激光应用112

第6章 激光在精密计量中的应用112

6.1 概述112

6.2 激光在几何量计量中的应用113

6.2.1 激光干涉计量示例113

6.2.2 激光衍射测量和应用示例114

6.2.3 双频激光干涉仪125

6.2.4 高精度动态光电显微镜128

6.2.5 全息干涉计量法131

6.2.6 双Fabry-Perot干涉术与引力波探测135

思考练习题136

第7章 激光在军事和民用工业中的应用138

7.1 概述138

7.2 半导体激光测距仪140

7.2.1 光速不变时间测距141

7.2.2 相位测距法142

7.2.3 自动数字测相143

7.3 激光陀螺147

7.3.1 激光陀螺的工作原理147

7.3.2 激光陀螺的关键问题及解决措施149

第8章 激光在医药、食品、卫生和环境保护中的应用151

8.1 概述151

8.1.1 激光在生物学中的应用151

8.1.2 激光在医学中的应用151

8.2 激光光谱分析152

8.2.1 基本概念152

8.2.2 典型色散元件154

8.2.3 现代激光光谱术156

8.3 激光雷达160

9.1 概述163

第9章 激光在物理、生化等科学研究中的应用163

9.2 激光制冷165

9.2.1 热力学基本概念165

9.2.2 激光制冷原理169

9.2.3 激光制冷技术170

9.2.4 激光制冷的应用176

9.3 扫描光学隧道显微术179

9.3.1 集光式PSTM180

9.3.2 照明式PSTM181

9.3.3 PSTM在光子晶体结构研究中的应用182

附录A 推导普朗克辐射公式184

附录B 张量186

附录C 稳频时的调制与输出188

附录D 光学简史190

附录E 单位制和量纲192

参考文献196