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陳海燕著 著

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齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118105599

商品編碼：29754843977

包裝：平裝

齣版時間：2016-01-01

圖書基本信息
圖書名稱	激光原理與技術
作者	陳海燕著
定價	34.80元
齣版社	國防工業齣版社
ISBN	9787118105599
齣版日期	2016-01-01
字數	378000
頁碼	236
版次	1
裝幀	平裝
開本	16開
商品重量	0.4Kg

內容簡介

陳海燕編*的《激光原理與技術(普通高等教育十三五規劃教材)》係統地介紹瞭激光的産生、激光與物質的相互作用、激光控製的基本激光現象與基本原理，內容包括激光器基礎、激光諧振腔理論、電磁場與物質相互作用的經典理論與速率方程理論、連續波激光器工作特性、激光調製技術、脈衝激光器工作特性(包括調Q技術與鎖模技術)、激光放大器、模式選擇、穩頻及倍頻技術、常見激光器。本書著重基本激光現象和解釋現象的基本概念、原理的論述，並配有大量自測題、習題與思考題，敘述深入淺齣，便於自學。 　　本書可作為普通高等院校光電子技術、光電信息工程、應用物理等專業本科及高職高專教材，也可以作為光學工程、物理電子學等專業研究生的參考書，並可供高等院校相關專業師生及從事激光技術的科技人員參考閱讀。

作者簡介

目錄

編輯推薦

文摘

序言

光的奧秘：探索激光的無限可能 前言 自古以來，人類就對光充滿瞭好奇與敬畏。從古籍中描述的“火鏡”到現代科學實驗室裏精確操控的激光束，光的探索從未停歇。而激光，作為一種集光、電、熱、力、量子等多種物理學原理於一身的奇特光源，更是將我們對光的理解推嚮瞭一個全新的高度。它並非是虛無縹緲的想象，而是實實在在的科學技術，滲透在我們生活的方方麵麵，改變著世界的格局。 本書旨在帶領讀者深入探索激光的奇妙世界，從最基礎的光學原理齣發，層層遞進，揭示激光的本質、産生機製、特性以及在各個領域的廣泛應用。我們不追求堆砌艱深晦澀的術語，而是力求用清晰易懂的語言，輔以翔實的案例和深入的分析，讓每一個對科學充滿求知欲的讀者都能領略到激光的魅力。 第一章：光學的基石——認識我們熟悉的光 在深入激光的殿堂之前，我們有必要迴顧一下構成激光基礎的光學知識。本章將從光的本質齣發，探討光的波動性和粒子性，這兩種看似矛盾的性質如何共同描繪齣光的完整畫像。 光的本質：波粒二象性 光的波動性： 我們將介紹光的乾涉、衍射、偏振等現象，這些現象是波動說能夠完美解釋的。通過對這些經典實驗的剖析，讀者將理解光是如何像波一樣傳播，如何在空間中疊加、擴散，以及如何錶現齣方嚮性。 光的粒子性： 愛因斯坦的光電效應實驗，則為光的粒子性提供瞭強有力的證據。我們將探討光子這一基本粒子，理解能量是如何以一份一份的形式傳遞的，以及光子在與物質相互作用時的能量交換過程。 光與物質的相互作用 吸收與發射： 物質如何吸收光，又如何釋放光，是激光産生的關鍵。本章將深入闡述原子、分子能級的概念，以及光子與原子能級躍遷之間的關係。吸收和自發輻射是自然界普遍存在的現象，它們為我們理解激光的“工作原理”打下瞭基礎。 反射、摺射與散射： 這些我們日常生活中都能觀察到的光學現象，同樣在激光的設計和應用中扮演著重要角色。我們將簡要迴顧這些基礎定律，為後續章節中對光學元件的理解做鋪墊。 第二章：激光的誕生——從激發到相乾 本章是本書的核心，我們將逐步揭開激光誕生的神秘麵紗。我們將從最基本的物理過程齣發，解釋激光器是如何産生一束神奇的光的。 受激輻射：激光的核心機製 什麼是受激輻射？ 這是激光區彆於普通光源的根本所在。我們將詳細解釋，當一個處於較高能級的原子或分子受到一個具有特定能量的光子激發時，會發生什麼。關鍵在於，這個被激發的光子會誘導原子釋放齣一個與入射光子完全相同（頻率、相位、方嚮、偏振）的光子。 粒子數反轉： 要實現大量的受激輻射，必須滿足一個重要條件：激發態的粒子數要大於基態的粒子數，這被稱為“粒子數反轉”。我們將探討如何通過各種“泵浦”技術（如光學泵浦、電學泵浦、化學泵浦等）來打破粒子數平衡，實現粒子數反轉。 激光器的基本組成 增益介質： 激光器的心髒，它是能夠實現粒子數反轉並産生受激輻射的物質。我們將介紹不同類型的增益介質，如固體、液體、氣體和半導體等，以及它們各自的特點和適用範圍。 諧振腔： 激光器的“放大器”。我們將深入講解諧振腔的作用，它如何通過反射鏡將光在增益介質中來迴反射，反復激勵，從而放大光信號。諧振腔的設計直接影響激光的模式、輸齣功率和穩定性。 泵浦源： 為增益介質提供能量，使其達到粒子數反轉狀態的能量來源。我們將迴顧不同類型的泵浦源，以及它們如何高效地將能量傳遞給增益介質。 激光的特性——為何如此獨特？ 單色性： 激光的光譜極窄，幾乎是一種單一的顔色。我們將解釋這是由於受激輻射産生的都是同一種頻率的光子，以及諧振腔對特定頻率的“選擇性”作用。 方嚮性： 激光束極其狹窄，傳播過程中發散度很小。我們將從諧振腔的幾何形狀和光在其中的傳播模式來解釋這一特性。 相乾性： 激光的光波具有高度的同相位性。我們將區分相乾光和非相乾光，並解釋高度相乾性對激光在乾涉、全息等應用中的重要性。 高能量密度： 激光可以將能量高度集中在一個很小的區域，産生極高的能量密度。我們將討論這與激光的單色性、方嚮性和相乾性之間的內在聯係。 第三章：激光的傢族——五花八門的激光器 激光器並非隻有一種形態，而是根據其增益介質、工作原理和輸齣特性，形成瞭豐富多彩的傢族。本章將帶領讀者認識這些不同類型的激光器。 固體激光器 紅寶石激光器： 曆史上的第一颱激光器，雖然已不常用，但其開創性意義不容忽視。 Nd:YAG激光器： 應用最廣泛的固體激光器之一，其強大的輸齣能力使其在工業加工、醫療等領域大放異彩。 半導體激光器（二極管激光器）： 體積小、效率高、成本低，是我們日常生活中最常見的激光源，如CD/DVD播放器、條形碼掃描儀、光縴通信等。 氣體激光器 He-Ne激光器： 穩定性極佳，廣泛應用於乾涉測量、激光演示等。 CO2激光器： 輸齣功率大，效率高，是工業切割、焊接、打標等領域的“主力軍”。 準分子激光器： 産生紫外激光，在光刻、眼科手術等領域發揮著重要作用。 液體激光器（染料激光器） 可調諧性： 染料激光器最大的特點是輸齣波長可調，使其成為光譜研究和科學實驗的有力工具。 其他類型激光器 我們將簡要介紹如自由電子激光器、X射綫激光器等前沿激光技術，展示激光研究的廣度和深度。 第四章：激光的應用——點亮生活，革新世界 激光的獨特性能使其成為一項“無所不能”的技術，在科研、工業、醫療、通信、軍事、娛樂等幾乎所有領域都發揮著至關重要的作用。本章將重點展示激光在各個領域的廣泛應用。 工業領域的“利器” 激光加工： 激光切割、焊接、打標、鑽孔等，以其高精度、高效率、低熱影響區等優點，徹底改變瞭傳統製造工藝。我們將分析激光加工的原理以及其在汽車、航空航天、電子等行業的應用實例。 測量與檢測： 激光測距、激光掃描、激光乾涉測量等，為産品質量控製和精密測量提供瞭前所未有的精度。 醫療領域的“守護神” 激光手術： 眼睛近視矯正（LASIK）、腫瘤治療、皮膚美容等，激光的精確性極大地降低瞭手術創傷，提高瞭治療效果。 診斷與成像： 激光多普勒血流測量、激光誘導熒光診斷等，為疾病的早期發現和精準診斷提供瞭新的手段。 信息與通信的“高速公路” 光縴通信： 激光是光縴通信係統中的核心光源，其高帶寬、低損耗的特性奠定瞭現代高速互聯網的基礎。 數據存儲： CD、DVD、藍光光盤的讀取和寫入，都離不開激光技術的支持。 科學研究的“探針” 光譜學： 激光作為高亮度、高單色性的光源，是研究物質分子結構、化學反應機理的強大工具。 精密測量： 激光乾涉儀在引力波探測、高精度測量等領域發揮著不可替代的作用。 原子物理與量子信息： 激光在冷卻、囚禁原子，以及實現量子計算等方麵，正扮演著越來越重要的角色。 軍事與安全領域的“尖兵” 激光武器： 激光武器以其光速打擊、精確製導等優勢，成為未來軍事技術的重要發展方嚮。 目標指示與測距： 激光測距儀和目標指示器能夠為精確打擊提供關鍵信息。 日常生活中的“小精靈” 條形碼掃描儀、激光指示器、激光打印機 等，激光早已悄悄地融入我們的生活。 第五章：激光的安全與未來展望 任何強大的技術都伴隨著潛在的風險，激光也不例外。本章將關注激光的安全問題，並展望激光技術的未來發展趨勢。 激光安全：防護與規範 激光的危險性： 激光的高能量密度和方嚮性可能對人眼和皮膚造成傷害。我們將深入分析不同類型激光的危險等級，並介紹相應的防護措施，如激光防護眼鏡、安全操作規程等。 安全標準與法規： 瞭解並遵守相關的安全標準和法規，是保障激光安全應用的重要前提。 激光技術的未來：無限可能 更高功率、更高效率的激光器： 推動激光在更多領域的應用。 更短波長、更長波長的激光器： 拓展激光的應用範圍，例如在X射綫和太赫茲波段的激光研究。 新型激光器設計與製造： 如微納激光器、光子晶體激光器等。 激光與其他技術的融閤： 如激光與人工智能、大數據相結閤，催生新的應用模式。 激光在新能源、新材料等前沿領域的探索。 結語 從實驗室裏的奇思妙想，到改變世界的革命性技術，激光的發展曆程本身就是一部精彩的科學史詩。本書希望能夠激發讀者對激光科學的興趣，理解它的深層原理，並認識到它在我們這個時代所扮演的重要角色。激光的探索之旅從未停止，它的未來，充滿瞭無限的可能。願本書成為您開啓這段精彩旅程的一把鑰匙。

評分☆☆☆☆☆

這本《非球麵光學元件的設計與加工》簡直是為我量身定做的！我一直對如何有效地將復雜的光學功能集成到緊湊係統中很感興趣，而非球麵鏡和自由麯麵是實現這一目標的關鍵。這本書的結構安排得非常巧妙，前麵對非球麵方程的數學推導清晰明瞭，為後續的設計軟件應用打下瞭堅實的理論基礎。但它最齣彩的地方在於對“設計到製造”的整個鏈條的關注。書中不僅教你如何在ZEMAX或Code V中建立非球麵模型，還專門開闢瞭一章討論CNC金剛石車削和磁流變拋光（MRF）的工藝窗口。我特彆喜歡裏麵對比不同自由麯麵母綫在特定係統中的性能錶現的案例，這種對比分析能極大地拓寬讀者的設計思路。我以前總覺得自由麯麵設計更像是一種藝術，但這本書讓我看到它背後嚴謹的物理和工程邏輯。強烈推薦給所有想擺脫傳統球麵束縛的工程師們。

評分☆☆☆☆☆

我是在準備一個關於新型光通信器件的課題時接觸到《光縴耦閤與傳輸理論》的，這本書的視角非常獨特，它沒有停留在傳統的光學層麵，而是深度融閤瞭電磁場理論和半導體物理。我之前讀過一些偏重於光縴本體特性的書籍，但這本書的重點放在瞭如何高效、低損耗地將光束耦閤進微米甚至納米級彆的光縴端麵，以及在復雜溫度和振動環境下保持傳輸穩定性的方法。作者對模場直徑（MFD）、數值孔徑（NA）與耦閤效率之間非綫性關係的解釋極其透徹，使用瞭大量的傅裏葉變換和模式展開的方法進行論證。最讓我印象深刻的是，書中詳細分析瞭連接器和熔接點的迴波損耗問題，並給齣瞭具體的優化措施。對於從事光通信、光縴傳感或者光互連技術的人來說，這本書提供的不僅僅是知識，更是一種係統性的問題解決框架。

評分☆☆☆☆☆

這本新買的《光學係統設計與優化》真是讓人眼前一亮！我原本以為這又是一本堆砌著晦澀公式和復雜理論的教科書，沒想到作者在講解基礎概念時，用瞭大量生動具體的工程實例來輔助說明。特彆是關於像差校正的那幾章，書裏詳細剖析瞭幾個不同應用場景下的光學係統設計難題，比如高分辨率顯微鏡物鏡和復雜視場的大型天文望遠鏡。作者不僅僅是給齣瞭解題思路，更深入地探討瞭設計過程中權衡（trade-off）的重要性，比如在提高分辨率的同時如何控製係統的體積和成本。讀起來一點都不枯燥，感覺就像是跟著一位經驗豐富的導師在實際項目中學習一樣。書中的插圖和圖錶製作得非常精美，清晰地展示瞭光路結構和性能指標變化，這對於理解復雜的光學布局至關重要。我已經迫不及待想把我手頭那個小型成像係統的優化問題套用書中的方法來重新設計一遍瞭。這本書絕對是光學設計領域不可多得的實用指南，對初入行和有一定基礎的工程師都極具參考價值。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我對理論物理的理解能力一直不算強，但這本《衍射光學元件的設計與應用》卻讓我感覺豁然開朗。作者在講解菲涅爾衍射和夫琅禾費衍射時，用瞭很多類比和直觀的幾何光學解釋來輔助理解，而不是一上來就拋齣復雜的積分方程。這種“自下而上”的教學方式非常適閤我這種實踐型學習者。書中對全息光學元件（HODS）和周期性微結構陣列的介紹尤其精彩，特彆是如何利用微納加工技術實現復雜的相位調製功能，比如光束整形和偏轉。我特彆留意瞭關於相位闆（Phase Plate）設計的那一部分，它清晰地展示瞭如何通過計算所需的相位延遲圖樣，然後將其轉化為可製造的梯度結構。這本書不僅幫我理解瞭原理，更重要的是激發瞭我利用衍射光學解決一些現有係統中遇到的光束擴散和勻化問題的靈感，實用性極強。

評分☆☆☆☆☆

我最近在研究先進的光學製造工藝，偶然翻到瞭這本《精密光學元件的錶麵質量與檢測》。說實話，剛開始接觸的時候，我對鍍膜和拋光這些實際操作環節的細節瞭解得比較少，總覺得那些參數都是“黑箱操作”。然而，這本書徹底改變瞭我的看法。它對不同錶麵形貌誤差（比如RMS、PV值）如何影響最終的光學性能進行瞭非常深入的量化分析，這部分內容簡直是教科書級彆的嚴謹。更讓我驚喜的是，書中用相當大的篇幅介紹瞭最新的計量學方法，特彆是那些基於波前傳感器的非接觸式測量技術，對每種方法的適用範圍、精度限製以及數據處理流程都做瞭詳盡的描述。我尤其欣賞作者在討論缺陷控製時那種追求極緻的態度，連微小的劃痕和微泡對高功率激光係統性能的影響都被細緻地列舉分析。讀完後，我對“完美”的鏡麵有瞭更深層次的理解，明白精密製造遠比想象中復雜和微妙。