9787307092921 激光原理与技术 武汉大学出版社 陈海燕,罗江华,黄春雄著 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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陈海燕，罗江华，黄春雄著 著

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• 武汉大学出版社
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出版社： 武汉大学出版社

ISBN：9787307092921

商品编码：29536827908

包装：平装

出版时间：2011-12-01

基本信息

书名：激光原理与技术

定价：22.00元

作者：陈海燕,罗江华,黄春雄著

出版社：武汉大学出版社

出版日期：2011-12-01

ISBN：9787307092921

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.499kg

编辑推荐

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内容提要

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　　本书系统地介绍了激光的产生、激光与物质的相互作用、激光控制的基本原理与解决方案，内容包括激光与激光器基础，光学谐振腔，电磁场与物质相互作用，连续与脉冲激光器工作特性，激光调制技术，调Q技术，超短脉冲技术，激光放大器，模式选择、稳频与倍频技术，常见激光器以及半导体激光器与放大器。本书着重介绍基本激光现象和解释现象的基本概念、原理，并配有大量习题与思考题，叙述深入浅出，便于自学。
　　本书可作为高等院校光电子技术、光信息技术、应用物理等专业本、专科生教材，也可以作为光学工程、物理电子学等专业研究生的参考书，并可供高等院校相关专业师生及从事光电子技术的科技人员参考。

目录

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绪论
章　激光与激光器基础
　1.1激光器基本结构
　　1.1.1激光笔
　　1.1.2激光器基本结构
　1.2光的描述(I)——电磁理论
　　1.2.1电磁波的模式
　　1.2.2光强与光功率
　　1.2.3介质的色散与吸收
　　1.2.4光纤色散
　1.3光的描述(Ⅱ)——早期的光量子理论
　　1.3.1普朗克的黑体辐射规律
　　1.3.2光量子的概念
　　1.3.3波尔理论的基本假设
　　1.3.4两种描述的统一——光波模式和光子状态相格
　1.4光子的相干性
　1.5光波在时域与频域中的描述
　1.6激光的基本概念
　　1.6.1自发辐射、受激吸收与受激辐射
　　1.6.2激光器的基本思想
　　1.6.3增益系数
　　1.6.4光的自激振荡
　1.7激光的特性
第二章　光学谐振腔
　2.1引言
　2.2光线传播的矩阵表示
　　2.2.1几何光学的矩阵分析
　　2.2.2常见光学元件的变换矩阵
　　2.2.3变换矩阵与成像问题
　　……
第三章　电磁场与物质相互作用
第四章　连续与脉冲激光器工作特性
第五章　激光调制技术
第六章　调Q技术
第七章　超短脉冲技术
第八章　激光放大器
第九章　模式选择、稳频与倍频技术
第十章　常见激光器
第十一章　半导体激光器与放大器
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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光之奥秘与工程应用：从理论到实践的深度探索 本书旨在为读者提供一个关于“光”这一古老而又充满活力的现象的全面认知。我们并非仅仅停留在对光学现象的表面描述，而是深入挖掘其背后深刻的物理原理，并以此为基础，系统阐述激光技术的核心概念、关键技术以及在现代社会中日益广泛的应用。这是一场跨越理论与实践的旅程，旨在揭示光学的奥秘，点亮科技创新的前沿。 第一部分：光学基石——光的本质与传播 在本部分，我们将首先回溯光学发展的历史长河，从早期关于光的粒子说和波动说的争论，到现代物理学中对光的波粒二象性的深刻理解，为读者构建坚实的光学理论基础。我们将详细探讨： 光的波粒二象性： 深入解析光子概念，以及光的衍射、干涉等波动性现象，同时也会介绍光电效应等体现粒子性的实验证据。理解这种二象性是掌握激光原理的关键。 电磁波谱： 光是电磁波谱中的一员，我们将介绍可见光、紫外线、红外线、X射线等不同波段的特性及其在科学研究和技术应用中的差异。 光的传播与相互作用： 详细阐述光在均匀介质中的直线传播、反射、折射定律，以及光在不同介质界面传播时的行为。同时，我们将探讨光与物质相互作用的多种形式，包括吸收、散射、透射等，这些都对理解激光器的工作机制至关重要。 几何光学与物理光学： 分别介绍几何光学中描述光线传播的原理，如成像、透镜、反射镜等，以及物理光学中研究光波动性的现象，如干涉、衍射、偏振等。我们将强调物理光学在理解相干光特性方面的不可替代性。 光速与相对论： 简要介绍光速不变原理及其在狭义相对论中的地位，帮助读者建立对光速的深刻认识。 第二部分：激光之心——产生、放大与特性 这一部分将是本书的重头戏，我们将聚焦于“激光”这一划时代的发明，深入剖析其产生机制、工作原理以及独特的物理特性。 受激辐射的奇迹： 详细讲解爱因斯坦提出的受激辐射理论，这是激光产生的核心。我们将解析原子能级跃迁、自发辐射、受激吸收和受激辐射之间的关系，并解释为何在特定条件下，受激辐射能够占据主导地位，实现光的放大。 粒子数反转： 深入探讨实现粒子数反转的各种激励方式，包括光学泵浦、电学泵浦、化学泵浦等，并分析不同泵浦方式的优缺点及适用范围。我们将介绍各种工作物质（如气体、固体、半导体）的能级结构及其对激光性能的影响。 谐振腔的设计与作用： 详细介绍激光器谐振腔的基本结构，如平面镜腔、共振腔、介质膜腔等，以及谐振腔在选择特定模式、提高相干性、实现光反馈和增益方面的关键作用。我们将分析谐振腔的稳定性条件和不同模式（横模、纵模）的特性。 激光器的类型与结构： 系统介绍不同类型的激光器，包括气体激光器（如He-Ne激光器、CO2激光器）、固体激光器（如Nd:YAG激光器、光纤激光器）、半导体激光器（如二极管激光器）以及染料激光器等。我们将剖析它们的结构组成、工作原理和各自的优势与局限。 激光的独特性能： 重点分析激光与普通光源相比所具有的四大突出特性：方向性强、单色性好、相干性高、亮度大。我们将定量解释这些特性是如何形成的，并预示它们将为各种应用带来革命性的变革。 第三部分：激光之用——遍及万物的技术革命 激光技术的出现，不仅仅是科学上的突破，更是深刻地改变了人类生产、生活和科研方式。本部分将展示激光在各个领域的广泛应用，勾勒出其“无处不在”的影响力。 工业领域的利器： 精密加工： 详细介绍激光切割、激光焊接、激光打标、激光钻孔等技术，分析其在高精度、高效率、非接触式加工方面的优势，以及在汽车制造、航空航天、电子元件等领域的应用。 表面处理： 探讨激光熔覆、激光淬火、激光刻蚀等技术，分析其如何改善材料的表面性能，提高耐磨性、耐腐蚀性等。 测量与检测： 介绍激光测距、激光三维扫描、激光干涉测量等技术，阐述其在尺寸测量、形貌分析、质量控制等方面的应用。 信息时代的脉搏： 光纤通信： 深入讲解激光在光纤通信中的核心作用，包括光信号的产生、传输和接收，分析其如何支撑现代高速互联网和全球信息网络的发展。 信息存储： 探讨激光在光盘（CD、DVD、蓝光）和未来数据存储技术中的应用。 激光显示： 介绍激光投影技术，分析其在电影院、家庭娱乐和商业显示方面的优势。 医疗健康的福音： 激光手术： 详述激光在眼科手术（如近视矫正）、皮肤科治疗（如去除疤痕、纹身）、肿瘤治疗、牙科治疗等方面的应用，分析其微创、精准、恢复快的特点。 生物医学成像： 介绍激光共聚焦显微镜、光学相干断层扫描（OCT）等成像技术，以及激光在生物分子标记和诊断方面的应用。 科学研究的利器： 光谱学： 探讨各种激光光谱技术（如拉曼光谱、荧光光谱）如何用于物质成分分析、结构表征和反应动力学研究。 精密测量： 介绍激光干涉仪在基础物理测量（如引力波探测）、精密仪器校准等方面的应用。 粒子加速与控制： 简要提及激光在粒子加速器和激光等离子体研究中的作用。 基础物理研究： 介绍激光在量子光学、非线性光学等前沿物理研究中的重要地位。 其他前沿应用： 简要提及激光在军事（如激光武器、激光制导）、环境监测、农业（如激光诱变育种）等领域的潜在或已有的应用。 第四部分：未来展望——激光技术的无限可能 在对激光原理和应用的全面介绍之后，我们将把目光投向未来，展望激光技术可能的发展方向和对人类社会的深远影响。 新一代激光器： 探讨超快激光、高功率激光、新型工作物质激光等前沿研究方向，以及它们可能带来的突破性应用。 激光与人工智能的融合： 展望激光在智能制造、自动驾驶、生物识别等领域与人工智能结合的可能性。 激光在新能源和新材料领域的潜力： 探讨激光在核聚变、新材料合成等方面的应用前景。 激光技术面临的挑战与机遇： 分析激光技术在成本、效率、安全性以及环境影响等方面可能面临的挑战，以及通过持续创新抓住机遇。 本书的编写，力求做到理论讲解深入浅出，技术细节清晰明了，应用实例丰富多样。我们希望通过这本书，读者不仅能领略到激光科学的无穷魅力，更能激发对光学和激光技术更深入的探索兴趣，并能在未来的学习、工作和创新中，充分发挥激光技术的强大力量，点亮属于自己的科技之光。

评分☆☆☆☆☆

这本书的行文风格，说实话，有一种老派学者的严谨感，但又带着一种不失热情的探索精神。它的语言组织非常注重逻辑的连贯性，一个概念的引入，必然会为后续更复杂问题的解决铺平道路。我特别留意了他们在介绍调制技术那一章的写法，他们没有简单地罗列Pockels效应和Acousto-Optic调制，而是先从信息载体的角度分析了对光信号进行高速调制的内在需求，然后才引入了基于不同物理机制的解决方案，最后对比了各自的优劣和适用场景。这种“问题导向-原理阐述-方案对比”的写作路径，让读者在学习知识的同时，也能培养起系统分析问题的思维框架。阅读过程中，我感觉自己像是在参与一场高水平的学术研讨会，作者们清晰地表达着自己的观点，并且用无可辩驳的数学工具来支撑这些论点。虽然有些地方需要反复阅读才能完全消化，但每次攻克一个难点后，都会有一种豁然开朗的成就感，这正是好教材带给人的独特体验。它迫使你思考，而不是仅仅被动地接受信息。

评分☆☆☆☆☆

我注意到这本书在很多地方都展现出一种对未来趋势的预判性。例如，在讨论激光加工技术的应用前景时，它不仅仅停留在目前已成熟的技术描述上，而是深入探讨了超快激光在微纳加工领域中展现出的巨大潜力，甚至提到了某些前沿的生物医学成像技术中对特定波段激光的需求。这让我感觉这本书的价值不仅仅局限于课堂学习，它更像是一份面向未来十年的行业参考指南。作者们在描述这些先进技术时，并没有过度渲染其“高大上”，而是依然保持着严谨的物理原理分析，这一点非常难得。例如，对飞秒激光的脉冲压缩和自相位调制（SPM）效应的解释，既展示了其原理的精妙，也指出了实现高能超短脉冲所面临的实际工程挑战。这种兼顾理想模型与现实约束的叙述方式，极大地提升了内容的可信度和实用性。总而言之，这本书的编写者显然是深谙此道的行家，他们将多年的教学和科研经验，用一种既学术又贴近读者的语言巧妙地融合在了字里行间，让人读后受益匪浅，感觉自己对这个领域有了更全面、更深入的掌控感。

评分☆☆☆☆☆

这本书的参考文献部分也做得相当出色，我随手翻了几页，发现引用的文献不仅时间跨度大，覆盖了从奠基性的经典著作到近几年顶尖期刊的最新成果，这说明作者们在编写过程中进行了非常广泛和深入的调研。这对于需要进一步深造或进行前沿研究的读者来说，简直就是一座宝藏。更让我惊喜的是，在一些关键理论的引入处，作者会特别标注出该理论的提出者和首次发表的年份，这使得技术的发展不再是孤立的知识点，而是与真实的历史进程紧密相连。比如，当谈到非线性光学效应时，他们很自然地会提到X（2）和X（3）张量，并且清晰地解释了这些张量在描述不同非线性现象中的物理意义，这些细节上的考究，无疑提升了整本书的学术品味和严谨度。我个人非常欣赏这种对知识溯源的尊重，它让学习过程充满了敬畏感。这本书的结构安排，也似乎遵循了循序渐进的原则，从基础的光学基础过渡到激光的产生，再到各种应用，层层递进，没有出现任何突兀的跳跃，阅读体验十分平顺。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计给我留下了非常深刻的印象，那种深邃的蓝色调，配上一些流动的光影效果，立刻就让人联想到了光学和电磁波的奥秘。虽然我还没有完全沉下心来仔细研读每一个章节，但光是翻阅目录和前言，就感觉作者们在构建知识体系时下了不少功夫。特别是对于一些基础概念的阐述，他们似乎没有采用那种干巴巴的教科书式的语言，而是用了很多生动的比喻和实际生活中的例子来辅助理解，这对于初学者来说无疑是巨大的福音。我记得其中有一部分讲到光与物质相互作用的微观机制时，作者巧妙地引入了量子力学的基本图像，使得原本抽象的理论变得触手可及。而且，排版方面也处理得相当精致，图表的质量非常高，线条清晰，色彩搭配和谐，这在理工科教材中是难得的优点。光是看着这些精美的插图和详尽的公式推导过程，就让人对接下来的学习充满了期待。这本书的装帧也很有质感，拿在手里沉甸甸的，感觉就像握着一把通往光电世界大门的钥匙，让人对即将开启的知识旅程感到兴奋不已。我尤其欣赏他们对历史脉络的梳理，总能将技术的发展与重大的科学发现串联起来，让读者不只是学习“是什么”，更能明白“为什么会是这样”。

评分☆☆☆☆☆

我尝试着跳读了其中关于“激光腔设计”的那一节内容，讲实话，信息密度非常大，但组织结构却异常清晰。作者们似乎非常注重从工程实际需求的角度来反推理论基础，而不是纯粹地堆砌公式。比如，他们详细分析了不同腔型对光束质量和稳定性的影响，并且非常细致地讨论了热透镜效应在实际工作中的应对策略，这一点远超我之前读过的几本同类书籍。我注意到在讲解高斯光束的传输特性时，他们不仅给出了严谨的数学推导，还配上了大量的仿真曲线图，这些图表直观地展示了不同参数变化时，光斑的焦深和腰斑大小是如何变化的。这种图文并茂的叙述方式，极大地降低了理解复杂光学问题的门槛。对于我这种需要在实验室中进行实际操作的人来说，书中关于激光器安全操作规范的部分，也写得格外细致和负责任，体现了作者对工程伦理和安全意识的重视。总的来说，这本书在理论深度和应用广度之间找到了一个绝佳的平衡点，不是那种只停留在概念层面空谈的理论书，更像是导师手把手地带着你进行一次系统的工程实践准备。