基本信息
书名:全新正版 光电信息科学与工程类专业规划教材:激光原理及应用(第3版)
定价:39.90元
作者:陈家璧,彭润玲
出版社:电子工业出版社
出版日期:2013-01-01
ISBN:9787121191886
字数:
页码:
版次:1
装帧:平装
开本:16开
商品重量:0.381kg
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内容提要
本书为普通高等教育“十一五”规划教材。本书从内容上分为两部分。~5章介绍激光的基本理论,从激光的物理学基础出发,着重阐明物理概念,以及激光输出特性与激光器的参数之间的关系,尽量避免过多的理论计算,以掌握激光器的选择和使用为主要目的;第6~10章介绍激光在计量、加工、医学、信息技术,以及现代科技前沿问题中的应用,重点介绍各种应用的思路和方法。
目录
章 辐射理论概要与激光产生的条件
1.1 光的波粒二象性
1.1.1 光波
1.1.2 光子
1.2 原子的能级和辐射跃迁
1.2.1 原子能级和简并度
1.2.2 原子状态的标记
1.2.3 玻尔兹曼分布
1.2.4 辐射跃迁和非辐射跃迁
1.3 光的受激辐射
1.3.1 黑体热辐射
1.3.2 光和物质的作用
1.3.3 自发辐射、受激辐射和受激吸收之间的关系
1.3.4 自发辐射光功率与受激辐射光功率
1.4 光谱线增宽
1.4.1 光谱线、线型和光谱线宽度
1.4.2 自然增宽
1.4.3 碰撞增宽
1.4.4 多普勒增宽
1.4.5 均匀增宽和非均匀增宽线型
1.4.6 综合增宽
1.5 激光形成的条件
1.5.1 介质中光的受激辐射放大
1.5.2 光学谐振腔和阈值条件
思考练习题1
第2章 激光器的工作原理
2.1 光学谐振腔结构与稳定性
2.1.1 共轴球面谐振腔的稳定性条件
2.1.2 共轴球面腔的稳定图及其分类
2.1.3 稳定图的应用
2.2 速率方程组与粒子数反转
2.2.1 三能级系统和四能级系统
2.2.2 速率方程组
2.2.3 稳态工作时的粒子数密度反转分布
2.2.4 小信号工作时的粒子数密度反转分布
2.2.5 均匀增宽型介质的粒子数密度反转分布
2.2.6 均匀增宽型介质粒子数密度反转分布的饱和效应
2.3 均匀增宽介质的增益系数和增益饱和
2.3.1 均匀增宽介质的增益系数
2.3.2 均匀增宽介质的增益饱和
2.4 非均匀增宽介质的增益饱和
2.4.1 介质在小信号时的粒子数密度反转分布值
2.4.2 非均匀增宽型介质在小信号时的增益系数
2.4.3 非均匀增宽型介质稳态粒子数密度反转分布
2.4.4 非均匀增宽型介质稳态情况下的增益饱和
2.5 激光器的损耗与阈值条件
2.5.1 激光器的损耗
2.5.2 激光谐振腔内形成稳定光强的过程
2.5.3 阈值条件
2.5.4 对介质能级选取的讨论
思考练习题2
第3章 激光器的输出特性
3.1 光学谐振腔的衍射理论
3.1.1 菲涅耳基尔霍夫衍射公式
3.1.2 光学谐振腔的自再现模积分方程
3.1.3 激光谐振腔的谐振频率和激光纵模
3.2 对称共焦腔内外的光场分布
3.2.1 共焦腔镜面上的场分布
3.2.2 共焦腔中的行波场与腔内外的光场分布
3.3 高斯光束的传播特性
3.3.1 高斯光束的振幅和强度分布
3.3.2 高斯光束的相位分布
3.3.3 高斯光束的远场发散角
3.3.4 高斯光束的高亮度
3.4 稳定球面腔的光束传播特性
3.4.1 稳定球面腔的等价对称共焦腔
3.4.2 稳定球面腔的光束传播特性
3.5 激光器的输出功率
3.5.1 均匀增宽型介质激光器的输出功率
3.5.2 非均匀增宽型介质激光器的输出功率
3.6 激光器的线宽极限
3.7 激光光束质量的品质因子M2
思考练习题3
第4章 激光的基本技术
4.1 激光器输出的选模
4.1.1 激光单纵模的选取
4.1.2 激光单横模的选取
4.2 激光器的稳频
4.2.1 影响频率稳定的因素
4.2.2 稳频方法概述
4.2.3 兰姆凹陷法稳频
4.2.4 饱和吸收法稳频
4.3 激光束的变换
4.3.1 高斯光束通过薄透镜时的变换
4.3.2 高斯光束的聚焦
4.3.3 高斯光束的准直
4.3.4 激光的扩束
4.4 激光调制技术
4.4.1 激光调制的基本概念
4.4.2 电光强度调制
4.4.3 电光相位调制
4.5 激光偏转技术
4.5.1 机械偏转
4.5.2 电光偏转
4.5.3 声光偏转
4.6 激光调Q技术
4.6.1 激光谐振腔的品质因数Q
4.6.2 调Q原理
4.6.3 电光调Q
4.6.4 声光调Q
4.6.5 染料调Q
4.7 激光锁模技术
4.7.1 锁模原理
4.7.2 主动锁模
4.7.3 被动锁模
思考练习题4
第5章 典型激光器介绍
5.1 固体激光器
5.1.1 固体激光器的基本结构与工作物质
5.1.2 固体激光器的泵浦系统
5.1.3 固体激光器的输出特性
5.1.4 新型固体激光器
5.2 气体激光器
5.2.1 氦氖(HeNe)激光器
5.2.2 二氧化碳激光器
5.2.3 Ar+离子激光器
5.3 染料激光器
5.3.1 染料激光器的激发机理
5.3.2 染料激光器的泵浦
5.3.3 染料激光器的调谐
5.4 半导体激光器
5.4.1 半导体的能带和产生受激辐射的条件
5.4.2 PN结和粒子数反转
5.4.3 半导体激光器的工作原理和阈值条件
5.4.4 同质结和异质结半导体激光器
5.5 其他激光器
5.5.1 准分子激光器
5.5.2 自由电子激光器
5.5.3 化学激光器
思考练习题5
第6章 激光在精密测量中的应用
6.1 激光干涉测长
6.1.1 干涉测长的基本原理
6.1.2 激光干涉测长系统的组成
6.1.3 激光外差干涉测长技术
6.1.4 激光干涉测长应用举例
6.2 激光衍射测量
6.2.1 激光衍射测量原理
6.2.2 激光衍射测量的方法
6.2.3 激光衍射测量的应用
6.3 激光测距
6.3.1 激光脉冲测距
6.3.2 激光相位测距
6.4 激光准直及多自由度测量
6.4.1 激光准直仪
6.4.2 激光衍射准直仪
6.4.3 激光多自由度测量
6.5 激光多普勒测速
6.5.1 运动微粒散射光的频率
6.5.2 差频法测速
6.5.3 激光多普勒测速技术的应用
6.6 环形激光测量角度和角加速度
6.6.1 环形激光精密测角
6.6.2 光纤陀螺
6.7 激光环境计量
6.8 激光散射板干涉仪
思考练习题6
第7章 激光加工技术
7.1 激光热加工原理
7.2 激光表面改性技术
7.2.1 激光淬火技术的原理与应用
7.2.2 激光表面熔凝技术
7.2.3 激光熔覆技术
7.3 激光去除材料技术
7.3.1 激光打孔
7.3.2 激光切割
7.4 激光焊接
7.4.1 激光热导焊
7.4.2 激光深熔焊
7.4.3 激光复合焊
7.5 激光快速成型技术
7.5.1 激光快速成型技术的原理及主要优点
7.5.2 激光快速成型技术
7.5.3 激光快速成型技术的重要应用
7.6 其他激光加工技术
7.6.1 激光清洗技术
7.6.2 激光弯曲
思考练习题7
第8章 激光在医学中的应用
8.1 激光与生物体的相互作用
8.1.1 生物体的光学特性
8.1.2 激光对生物体的作用
8.1.3 激光对生物体应用的优点
8.2 激光在临床治疗中的应用
8.2.1 激光临床治疗的种类与现状
8.2.2 激光在皮肤科及整形外科领域中的应用
8.2.3 激光在眼科中的应用
8.2.4 激光在泌尿外科中的应用
8.2.5 激光在耳鼻喉科中的应用
8.2.6 新的技术——间质激光光凝术
8.2.7 光动力学治疗
8.3 激光在生物体检测及诊断中的应用
8.3.1 利用激光的生物体光谱测量及诊断
8.3.2 激光断层摄影
8.3.3 激光显微镜
8.4 医用激光设备
8.4.1 医用激光光源
8.4.2 医用激光传播用光纤
8.5 激光应用于医学的未来
8.5.1 医用激光新技术
8.5.2 光动力学治疗的前景
思考练习题8
第9章 激光在信息技术中的应用
9.1 光纤通信系统中的激光器和光放大器
9.1.1 半导体激光器
9.1.2 光纤激光器
9.1.3 光放大器
9.2 激光全息三维显示
9.2.1 全息术的历史回顾
9.2.2 激光全息术的基本原理和分类
9.2.3 白光再现的全息三维显示
9.2.4 计算全息图
9.2.5 数字全息术
9.2.6 全息三维显示的优点
9.2.7 全息三维显示的应用
9.2.8 全息三维显示技术的展望
9.3 激光存储技术
9.3.1 激光存储的基本原理、分类及特点
9.3.2 激光光盘存储
9.3.3 激光体全息光存储
9.3.4 激光存储技术的新进展[77,85,90,91,92]
9.4 激光扫描和激光打印机
9.4.1 激光扫描
9.4.2 激光打印机
9.5 量子光通信中的激光源
9.5.1 量子光通信
9.5.2 量子态发生器及应用
思考练习题9
0章 激光在科学技术前沿问题中的应用
10.1 激光核聚变
10.1.1 受控核聚变
10.1.2 磁力约束和惯性约束控制方法
10.1.3 激光压缩点燃核聚变的原理
10.2 激光冷却
10.3 激光操纵微粒
10.3.1 光捕获
10.3.2 微粒操纵
10.4 激光诱导化学过程
10.4.1 激光波长和离解能的关系
10.4.2 激光切断分子
10.4.3 液体、固体的光化学反应
10.5 激光光谱学
10.5.1 拉曼光谱
10.5.2 空间高分辨的激光显微光谱
10.5.3 频率高分辨的双光子光谱
10.5.4 时间高分辨的激光闪光光谱
10.5.5 各种特殊效能的激光光谱技术
10.6 激光用于反常多普勒效应的基础物理研究
10.6.1 电磁波的正常多普勒效应
10.6.2 在负折射率材料中传播的电磁波的反常多普勒效应
10.6.3 折射光子晶体棱镜的设计以及负折射性质的实验验证
10.6.4 反常多普勒效应的测量光路设计及理论分析
10.6.5 反常多普勒效应的测量实验结果
思考练习题10
作者介绍
文摘
序言
评价三: 我是一名在职工程师,主要负责研发部门的激光焊接设备。在一次技术交流会上,有同行向我推荐了《激光原理及应用(第3版)》,提到这本书对理解焊接过程中激光与材料的相互作用很有帮助。虽然我个人的工作经验已经比较丰富,对很多焊接工艺细节了如指掌,但我还是对能够提升理论认识的书籍保持着开放的态度。我当时简单翻阅了一下,发现它对激光的物理特性、能量传输以及不同波长激光与材料的相互作用机理都做了详细的介绍。这对于我深入理解焊接过程中的熔化、汽化、等离子体形成等现象非常有启发。虽然我最终没有购买这本书,因为我更倾向于直接查阅针对激光焊接的专利和技术报告,但这本书的理论深度和知识广度,无疑为我提供了一个更扎实的理论支撑。它能够帮助我从更根本的层面去分析和解决实际工程中遇到的问题,而不是仅仅停留在经验层面。
评分评价一: 最近在钻研激光在精密加工领域的应用,希望能找到一本能够系统梳理相关理论和技术细节的教材。虽然我最终选择的是另一本更侧重实际操作的工业激光加工书籍,但当初在筛选的时候,确实有被《激光原理及应用(第3版)》吸引过。我记得当时翻阅的时候,对它理论深度和覆盖面的广度留下了比较深刻的印象。这本书的编排似乎很扎实,从基础的激光产生机理,到不同类型的激光器,再到它们在各种工业场景下的应用,都做了比较详尽的阐述。光是看目录,就能感受到它为读者搭建了一个从宏观到微观的知识框架。对于那些希望深入理解激光背后科学原理,并从中推导出应用技术的研究者或高年级本科生来说,这本书无疑是一个不错的起点。我当时考虑的是,如果我更偏向于理解“为什么”激光能做到这一点,而不是“如何”去操作,这本书会是更好的选择。它提供的理论基础,应该能够支撑起对更复杂、更前沿激光技术的理解。
评分评价五: 作为一名对光电技术充满好奇心的爱好者,我一直希望能够系统地了解激光的奥秘。在一次偶然的机会下,我看到了《激光原理及应用(第3版)》这本书的介绍。虽然我并非专业人士,也没有系统的物理学基础,但这本书的编排和内容展示,依然让我觉得它是一本非常权威和全面的激光技术入门读物。它从最基础的光的性质讲起,循序渐进地介绍激光的产生、发展以及在各个领域的广泛应用。我特别欣赏它在理论讲解上既有深度又不失易懂,能够让非专业人士也能大致理解激光的核心概念。虽然我最终没有购买这本书,因为我更喜欢阅读一些通俗易懂的科普读物来满足我的兴趣,但这本书的专业性和系统性,无疑代表了该领域教材的最高水平。它为那些希望深入学习激光技术的人提供了一个非常好的起点,可以帮助他们建立起全面而准确的知识体系。
评分评价四: 我最近正在为我的大学毕业设计做准备,课题是关于激光雷达系统的基础研究。在搜集资料的过程中,我接触到了不少关于激光器的教材,其中《激光原理及应用(第3版)》是我重点关注的几本之一。这本书的理论体系构建得非常完整,从激光的产生原理讲到各种激光器的特性,再到不同应用领域,逻辑非常清晰。我印象深刻的是它对不同类型激光器(如气体激光器、固体激光器、半导体激光器等)的原理和特点的详细介绍,这对于我理解激光雷达系统中可能使用的不同光源类型非常有帮助。虽然我的最终设计更侧重于激光雷达系统的信号处理和算法优化,但对激光源本身的深入理解,对于选择合适的光源、优化系统性能至关重要。这本书提供的扎实理论基础,能够帮助我更好地理解激光雷达系统的工作原理,并为后续的系统设计打下坚实的基础。
评分评价二: 我是一名光学工程方向的在读研究生,目前的研究课题涉及到了高性能光纤激光器的设计与优化。在寻找相关资料的时候,我曾仔细比较过几本核心教材,其中也包括了《激光原理及应用(第3版)》。虽然我最终为了更贴合我的具体研究方向,选择了另一本侧重光纤光学和激光器动力学的专著,但我对这本书的整体评价依然很高。它在激光原理部分,理论的严谨性和逻辑性给我留下了深刻的印象,特别是对一些关键概念的阐述,比如受激辐射、粒子数反转、谐振腔理论等等,都讲解得非常透彻。对于我来说,虽然我的研究重点在于光纤激光器,但扎实的激光基础原理是必不可少的。这本书就像一个坚实的地基,能够帮助我在上面构建更复杂的理论体系。它在应用方面的介绍,虽然可能不如一些更专注特定领域的书籍那么细致,但其对激光器分类、性能评估以及一些通用应用领域的介绍,依然非常有价值,能够帮助我拓宽视野,了解激光器在不同领域展现出的巨大潜力。
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