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安毓英，刘继芳，曹长庆 著

图书标签:

• 激光原理
• 激光技术
• 光学
• 物理学
• 光电子学
• 激光应用
• 半导体激光
• 光纤激光
• 非线性光学
• 激光器

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030266224

版次：1

商品编码：12000038

包装：平装

丛书名： 普通高等教育电子科学与技术类特色专业系列规划教材

开本：16开

出版时间：2010-02-01

用纸：胶版纸

页数：213

字数：287000

正文语种：中文

编辑推荐

　　《激光原理与技术》特点：
　　从教学的普适性出发，以经典理论和速率方程理论相结合的处理方法阐述课程内容
　　清晰的物理概念与循序渐进的内容，以受激辐射为红线，从电子学载波技术发展引出光频载波技术的基本思想和光学实现方法
　　以三条主线和十二个问题的形式构成凝练的课程体系，既有树木，又见森林，有助于教师组织教学和学生自学
　　丰富而紧扣课程内容的习题，帮助学生巩固激光原理与技术的基础知识

内容简介

　　《激光原理与技术》以经典理论和速率方程理论为基础，系统地介绍激光的基本原理和基本技术。第1章阐述激光的基本原理，第2章讨论开放式光腔和高斯光束，第3章讨论激光介质的增益线型和增益系数，第4章介绍激光器稳态振荡特性，第5章较系统地介绍典型激光器和激光技术。
　　《激光原理与技术》可作为电子科学与技术、光信息科学与技术专业本科生的专业基础课教材，也可供高等院校相关专业师生和有关科技人员参考。

内页插图

目录

丛书序
前言

第1章 激光基础——爱因斯坦系数关系
1．1 光波模式和光子态
1．1．1 光波模式
1．1．2 光子态
1．1．3 光波模与光子态的相干性
1．1．4 光子简并度n
1．2 电子学载波技术的迷茫
1．2．1 载波和噪声波
1．2．2 电磁载波技术
1．2．3 太赫兹波鸿沟
1．2．4 光频载波的迷茫
1．3 爱因斯坦关系——自发辐射和受激辐射
1．3．1 普朗克黑体辐射公式
1．3．2 自发辐射、受激辐射与辐射的受激吸收
1．3．3 爱因斯坦关系
1．3．4 爱因斯坦微分关系
1．4 光的受激辐射放大与振荡——激光器运转的阈值和稳定条件
1．4．1 爱因斯坦关系的意义
1．4．2 粒子数反转和光的受激放大
1．4．3 增益饱和与自激振荡
1．4．4 激光器的构成及阈值条件
1．5 激光特性和课程体系
1．5．1 激光特性
1．5．2 课程体系
习题与思考题1

第2章 激光谐振腔和高斯光束
2．1 光腔的损耗及损耗描述
2．1．1 光腔损耗
2．1．2 光腔损耗计算举例
2．2 共轴球面腔的光线传输矩阵理论
2．2．1 光线传输矩阵
2．2．2 光腔稳定条件
2．2．3 本征光束
2．3 对称共焦腔的自再现模行波场
2．3．1 开腔模概念
2．3．2 Fox和Li的开腔模迭代求解方法
2．3．3 自再现模本征积分方程
2．3．4 对称共焦腔镜面上自再现模光场分布
2．3．5 行波场-高斯光束
2．4 一般稳定腔的高斯光束
2．4．1 对称共焦腔完整的行波高斯光束小结
2．4．2 一般稳定腔与对称共焦腔的等效性
2．4．3 一般稳定腔高斯光束参量（行波场）
2．5 高斯光束的传输与变换
2．5．1 高斯光束的传输规律（TEM00）
2．5．2 高斯光束的透镜变换、会聚和准直
2．5．3 高斯光束的衍射倍率因子M2
习题与思考题2

第3章 激光工作物质的增益
3．1 经典理论
3．1．1 电偶极子近似模型
3．1．2 受激吸收和色散现象的麦克斯韦理论
3．2 谱线加宽机制及加宽线型
3．2．1 均匀加宽
3．2．2 非均匀加宽
3．2．3 综合加宽
3．3 激光器速率方程
3．3．1 单模速率方程
3．3．2 多模振荡速率方程
3．4 激光介质增益及增益饱和（模式竞争）
3．4．1 均匀加宽介质
3．4．2 非均匀加宽介质
3．4．3 综合加宽介质
3．5 光放大概念分析
习题与思考题3

第4章 激光器稳态振荡特性
4．1 振荡阈值条件
4．2 阈值特性
4．3 激光器稳态输出特性
4．3．1 均匀加宽激光器的模式竞争
4．3．2 空间烧孔
4．3．3 非均匀加宽激光器的多纵模振荡
4．3．4 输出功率及最佳耦合
4．4 定态激光器频率特性
4．5 定态激光器极限线宽
习题与思考题4

第5章 典型激光器与技术
5．1 气体激光器
5．1．1 He-Ne激光器
5．1．2 CO2激光器
5．2 半导体激光器
5．2．1 反转原理
5．2．2 典型半导体激光器
5．3 固体激光器
5．3．1 红宝石激光器、钕激光器
5．3．2 可调谐固体激光器
5．3．3 激光二极管泵浦的固体激光器（DPSSL）
5．3．4 光纤激光器
5．4 调Q激光器
5．4．1 Q调制原理
5．4．2 调Q技术
5．4．3 腔倒空技术
5．4．4 调Q激光器特性
5．5 锁模激光器
5．5．1 锁模原理
5．5．2 锁模技术
5．6 稳频激光器
5．6．1 稳频原理
5．6．2 稳频的主要方法
5．7 激光放大器
5．7．1 激光放大理论
5．7．2 激光放大的主要方法
5．7．3 光纤放大器
5．8 单模激光器
5．8．1 单纵模激光器
5．8．2 基横模激光器
习题与思考题5

附录A 激光参数的定义和测试方法
A．1 激光光斑宽度和光斑直径
A．2 激光光束发散角测量
A．3 激光光束质量测量
附录B 常用物理常数、常量和常用符号表
参考文献

前言/序言

书籍简介 这是一部深入探索人类社会发展脉络的宏大叙事，将目光投向从文明曙光初现到信息时代浪潮席卷的漫长历史长河。本书并非聚焦于单一的学科领域，而是以一种宏观的视角，审视人类如何一步步构建起复杂的社会结构、发展出多样的文化形态、并最终塑造出我们今日所见的全球格局。 第一部分：文明的基石与早期探索 故事的开端，我们将回到人类文明的孕育时期。在广袤的自然环境中，早期人类如何通过集体的智慧和辛勤的劳动，掌握基本的生存技能，例如火的利用、石器工具的制造，以及对自然规律的初步认知。我们将追溯农业革命的深远影响，它如何促使人类从游牧走向定居，形成村落，并在此基础上催生出最早的社会组织形式——部落与氏族。 接着，我们将目光聚焦于各大文明古国的崛起，如美索不达米亚的苏美尔文明、古埃及的尼罗河文明、古印度河流域的哈拉帕文明，以及中华文明的摇篮——黄河文明。在这里，我们将深入剖析这些文明在政治制度、法律体系、文字创造、数学天文学、建筑艺术等方面的开创性贡献。我们会探讨早期城邦的形成，国家观念的萌芽，以及诸如神权政治、奴隶制度等统治模式的演变。文字的出现，作为人类思想和知识传承的革命性突破，将是我们着重审视的对象，它如何成为记录历史、交流思想、巩固统治的重要工具。 第二部分：思想的解放与文明的交融 随着社会的发展，人类的思想也开始进入一个更加活跃的时期。本书将带领读者穿越“轴心时代”，一个许多古老文明同时涌现出伟大思想家和哲学体系的关键时期。我们将探讨古希腊哲学对理性思维和逻辑分析的奠基性作用，苏格拉底、柏拉图、亚里士多德等人的思想如何影响了西方文明的走向。同时，我们也会深入研究东方思想的智慧，如孔子的仁学、老子的道法自然、印度的佛教等等，理解它们如何塑造了各自的文化伦理和精神世界。 在这一时期，军事征服与商业贸易成为连接不同文明的重要纽带。亚历山大大帝的东征，罗马帝国的扩张，丝绸之路的驼铃声，都象征着不同文化之间的碰撞与融合。我们将分析这些交流如何带来了新的技术、思想、宗教和艺术风格，促进了区域乃至全球范围内的文明发展。本书将重点探讨宗教的传播及其对社会结构、道德观念和艺术创作产生的深远影响，例如基督教在欧洲的兴起，伊斯兰教的传播，以及佛教在中亚和东亚的演变。 第三部分：变革的浪潮与近代社会的形成 中世纪欧洲的封建体系、教会的统治，以及东亚国家的王朝更迭，构成了这一时期重要的社会图景。然而，一些深埋的变革种子正在悄然萌发。本书将详细阐述文艺复兴运动如何重新点燃了对古典文化的兴趣，强调人文主义的兴起，解放了人们的思想，为后来的科学革命和宗教改革奠定了基础。 科学革命的到来，无疑是人类认识世界方式的一次深刻变革。我们将回顾哥白尼、伽利略、牛顿等科学家们如何挑战传统观念，建立起新的宇宙观和力学体系。科学方法论的形成，实验和观察的重要性被提升到前所未有的高度，为后世的技术发展打开了通道。紧随其后，宗教改革的浪潮，挑战了教会的权威，催生了新的教派，深刻影响了欧洲的政治格局和文化认同。 启蒙运动是近代社会形成的关键一步。我们将分析洛克、卢梭、孟德斯鸠等思想家如何倡导天赋人权、主权在民、三权分立等理念，这些思想直接影响了美国独立战争和法国大革命，为现代民主政治的建立提供了理论基石。全球化进程在这一时期也以前所未有的速度推进，地理大发现、殖民扩张，使得世界各地以前所未有的方式联系在一起，但也带来了新的矛盾和不平等。 第四部分：工业的革命与全球化的加速 工业革命是人类历史上又一次划时代的巨变。本书将细致描绘蒸汽机的发明、工厂制度的建立、大规模生产的出现，如何彻底改变了人类的生产方式和生活方式。我们将探讨这股变革力量如何从英国蔓延至欧洲大陆，再扩散到北美乃至全球，催生了新的社会阶级（资产阶级和无产阶级），并引发了城市化进程的加速。 工业革命带来的技术进步，也深刻影响了交通和通讯。铁路、蒸汽船的普及，电报、电话的发明，极大地缩短了时空距离，使得全球范围内的信息流动和商品交换变得更加便捷高效，加速了全球化的进程。然而，我们也必须审视工业化带来的负面影响，例如环境污染、资源枯竭、工人阶级的贫困与剥削，以及帝国主义扩张所引发的国际冲突。 在思想领域，社会主义、共产主义等思潮的兴起，是对工业化社会弊端的反思和回应，它们在改变社会结构和政治运动中扮演了重要角色。民族主义在这一时期也得到空前发展，既促进了许多国家的独立和统一，也成为国际冲突的重要根源。 第五部分：两次世界大战与冷战的阴影 20世纪是人类历史上充满冲突与变革的世纪。本书将带领读者回顾第一次世界大战的爆发及其惨痛的教训，分析帝国主义竞争、军备竞赛、民族主义泛滥等原因，以及战争对全球政治、经济、社会结构造成的巨大冲击。战后凡尔赛体系的建立，及其内在的矛盾，为第二次世界大战的爆发埋下了伏笔。 第二次世界大战的规模和破坏力空前绝后，本书将分析其爆发的深层原因，如法西斯主义的崛起、绥靖政策的失败，以及战争期间的重大事件和转折点。原子弹的发明，更是将人类带入了新的军事技术时代，也为战后的国际格局奠定了基础。 战后，世界进入了冷战时期。本书将详细解读以美国为首的资本主义阵营与以苏联为首的社会主义阵营之间的意识形态对峙、军备竞赛（尤其是核武器的威慑）、以及代理人战争。我们将分析冷战对全球政治、经济、科技发展（如太空竞赛）产生的深远影响，以及它所带来的地区紧张局势和地缘政治格局。 第六部分：信息时代的到来与当代社会的挑战 冷战的结束，标志着一个旧时代的终结。本书的最后一章将聚焦于20世纪末至今的信息时代。计算机技术、互联网的普及，以及数字化的浪潮，正在以前所未有的方式重塑我们的生活、工作和交流方式。我们将探讨信息技术如何促进了全球经济一体化、文化交流，同时也带来了数字鸿沟、信息安全、隐私保护等新的挑战。 在当代社会，全球化依然是不可逆转的趋势，但它也伴随着民族主义的复苏、民粹主义的抬头、以及地缘政治的复杂化。贫富差距的扩大、环境问题的严峻、人口增长的压力、以及新兴技术的伦理困境（如人工智能、基因编辑），都是摆在我们面前的巨大挑战。 本书最终将引导读者思考，在历史的纵深和广阔的视野下，人类社会将走向何方？我们如何从过往的经验中汲取智慧，应对当下的挑战，并为构建一个更加公平、可持续和繁荣的未来而努力。这是一部关于人类如何学习、适应、创造和发展的百科全书式著作，它邀请读者一同踏上这段穿越时空的思想之旅。

评分☆☆☆☆☆

这本书我是通过一个在线读书社群推荐的。社群里有很多对光学和光子学感兴趣的朋友，大家经常会交流一些学习心得和资源。当时大家都在讨论激光在基础科学研究中的一些重要作用，尤其是在粒子加速、核聚变等前沿领域。于是我就入手了这本《激光原理与技术》，想看看它在这方面有没有相关的介绍。我主要想了解的是，激光是如何被用来精确控制和探测微观粒子的？以及在一些宏大科学目标，比如受控核聚变中，激光又扮演着怎样的关键角色？我尤其对书中关于“强激光与等离子体相互作用”或者“激光驱动的粒子加速”这类话题的描述很感兴趣，希望能理解其中的物理机制和技术挑战。虽然我不是该领域的专家，但我对那些能够推动科学边界的重大研究项目一直充满敬意，也渴望能通过阅读了解其中的奥秘。如果这本书能够以相对通俗易懂的方式，解释这些复杂的前沿科学问题，并让我对激光在这些领域的潜力有更深的认识，那么它对我来说将是一笔宝贵的精神财富。

评分☆☆☆☆☆

我购买这本书的初衷，其实是想为我的大学毕业论文收集一些背景资料。我的论文研究方向是量子信息，而激光在量子通信、量子计算以及量子精密测量等领域都有着至关重要的作用。所以我希望这本书能够为我提供一些关于激光在这些量子技术中的基本原理和应用方面的介绍。我特别关注书中是否有关于“相干态激光”、“单光子源”或者“量子纠缠态的产生与操控”等与量子信息相关的激光技术内容。如果这本书能够清晰地阐述激光与量子系统之间的相互作用，以及如何利用激光来制备、操控和探测量子比特，那将对我非常有帮助。我期待这本书能够成为我论文研究的起点，为我打下坚实的理论基础，并且能够启发我思考更多关于激光在未来量子科技发展中的可能性。即便书中没有直接提及量子信息，但如果它能深入讲解激光器的稳定性、相干性等关键性能指标，以及如何实现对激光的精密控制，相信也能间接为我的研究提供很多有价值的参考。

评分☆☆☆☆☆

这本书我大概是半年前在一次书展上偶然看到的，当时就被它的封面吸引住了，深邃的蓝色背景，中间一个若隐若现的光束，很有科技感。我是一个对物理学，尤其是光学领域一直很有兴趣的爱好者，虽然不是专业出身，但平时也会阅读一些相关的科普读物。拿到这本书后，我立刻翻阅了一下目录，发现内容涵盖的范围相当广泛，从激光的基本产生原理，到各种类型的激光器，再到激光在工业、医疗、通信等领域的应用，都进行了介绍。我尤其对其中关于激光与物质相互作用的章节很感兴趣，希望能从中获得更深入的理解。虽然我还没有来得及深入阅读整本书，但初步浏览下来，感觉这本书的编排逻辑清晰，文字表述也比较易懂，不像一些专业书籍那样晦涩难懂。我期待着在接下来的时间里，能够静下心来，一点点地啃下这本书，相信一定能学到不少新知识，也希望能解答我一直以来对激光的一些疑问，比如不同波长的激光有什么区别？它们各自的优势和局限性又在哪里？如果这本书能让我对这些问题有更清晰的认识，那它对我来说就是一本非常有价值的书籍。

评分☆☆☆☆☆

最近因为工作需要，我一直在寻找一些关于高能物理学前沿进展的资料，无意中听同事提起了这本《激光原理与技术》。虽然我不是专门研究激光的，但我们部门有一些项目涉及到精密测量和材料加工，这些都与激光技术息息相关。拿到这本书，我主要是想了解一下目前激光技术在工业应用方面有哪些最新的突破和发展方向。特别是关于高功率激光器在精密制造、微纳加工以及新能源领域的应用，是我比较关注的重点。我看了一下目录，关于“激光在材料加工中的应用”和“激光在测量与检测中的应用”这两部分内容，似乎是与我工作关联度比较大的。我对书中介绍的某些特定激光器类型，比如飞秒激光、皮秒激光在加工过程中的优势和特点，以及它们在减少热影响区、提高加工精度等方面的表现，都非常好奇。如果这本书能够为我提供一些具体的案例分析或者技术指导，那将极大地帮助我解决实际工作中遇到的难题，也能为我们部门的技术升级提供一些参考。总而言之，我希望这本书能让我对激光技术在现代工业中的实际应用有一个更全面、更深入的了解，并能从中获得一些启发。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对天文学和宇宙学充满好奇的普通读者，平时喜欢通过各种渠道了解最新的科学进展。最近在看一些关于天文观测和空间探测的纪录片时，我发现激光技术似乎在其中扮演着越来越重要的角色，比如用于天文望远的自适应光学系统，或者在深空探测器上的激光雷达。所以我就找了这本《激光原理与技术》，希望能够了解激光在这些领域的应用。我特别想知道，激光是如何帮助天文学家克服地球大气干扰，获得更清晰的星空图像的？以及在探测遥远星球的大气成分、地质结构时，激光雷达又有哪些独特的优势？我希望这本书能用生动有趣的方式，向我介绍这些令人惊叹的科学应用，让我能够理解激光作为一种强大的工具，是如何拓展人类探索宇宙的视野的。如果书中能够包含一些实际的案例，比如某个天文观测项目如何利用激光技术取得了突破，或者某种空间探测器是如何运用激光实现其科学目标的，那我会觉得这本书非常精彩，能够满足我作为一名业余爱好者的求知欲。