激光原理与技术

第1章 激光的基本原理及其特性

1.1 激光的特性

1.1.1 单色性与时间相干性

1.1.2 方向性与空间相干性

1.1.3 高亮度

1.1.4 高阶相关

1.2 光波模式和光子状态

1.2.1 光波模式

1.2.2 光子状态

1.2.3 光子的相干性

1.2.4 光子简并度

1.3 原子的能级、分布和跃迁

1.3.1 原子的能级

1.3.2 能级间的跃迁和辐射

1.3.3 Boltzman分布

1.4 激光产生的必要条件

1.4.1 二能级系统的三种跃迁

1.4.2 激光产生的必要条件

1.5 激光产生的充分条件

1.5.1 饱和光强的概念

1.5.2 饱和光强的简单计算

1.5.3 产生激光的充分条件

1.6 谱线加宽和线型函数

1.6.1 概述

1.6.2 均匀加宽

1.6.3 非均匀加宽

1.7 谱线加宽下的增益系数

1.7.1 谱线加宽下的跃迁系数修正

1.7.2 吸收截面和发射截面

1.7.3 谱线加宽下的增益系数

1.8 激光器的速率方程

1.8.1 速率方程的建立

1.8.2 固体三能级系统速率方程组

1.8.3 固体四能级系统速率方程组

1.8.4 速率方程的稳态解

1.8.5 反转粒子数及增益的饱和

1.9 连续与脉冲工作

1.9.1 速率方程的解

1.9.2 激光器的工作状态

1.10 激光放大的阈值条件

1.10.1 粒子数反转分布条件

1.10.2 阈值增益系数和阈值反转粒子数密度

1.10.3 连续／长脉冲阈值光泵功率

1.10.4 短脉冲工作阈值光泵能量

1.11 激光器的振荡模式

1.11.1 起振纵模数目的估算

1.11.2 激光器稳定工作状态的建立

1.11.3 均匀加宽激光器的模竞争

1.11.4 非均匀加宽激光器的多模振荡

1.11.5 频率牵引

1.12 激光器的输出特性

1.12.1 连续激光器的输出功率

1.12.2 脉冲激光器的输出能量

1.13 激光器的单模线宽极限和弛豫振荡

1.13.1 激光器的单模线宽极限

1.13.2 弛豫振荡

1.14 激光器的泵浦技术

1.14.1 直接泵浦

1.14.2 间接泵浦

第2章 光学谐振腔理论

2.1 光学谐振腔的基本知识

2.1.1 光学谐振腔的构成和分类

2.1.2 光学谐振腔的作用

2.1.3 腔模

2.2 光学谐振腔的损耗

2.2.1 光腔的损耗及其描述

2.2.2 光子在腔内的平均寿命

2.2.3 无源腔的品质因数——Q值

2.2.4 无源腔的单模线宽

2.3 光学谐振腔的稳定性条件

2.3.1 光线传播的矩阵表示

2.3.2 共轴球面腔的稳定性条件

2.3.3 稳区图

2.4 谐振腔的衍射积分理论

2.4.1 菲涅耳一基尔霍夫衍射积分

2.4.2 自再现模所应满足的积分方程式

2.4.3 积分方程解的物理意义

2.5 平行平面腔的自再现模

2.5.1 平行平面腔的模式积分方程

2.5.2 平行平面腔模的数值迭代解法

2.6 对称共焦腔的自再现模

2.6.1 方形球面镜共焦腔模式积分方程及其解

2.6.2 方形球面镜共焦腔自再现模的特征

2.6.3 方形球面镜共焦腔的行波场

2.6.4 圆形球面镜共焦腔

2.7 一般稳定球面腔的模式理论

2.7.1 等价共焦腔

2.7.2 一般稳定球面腔的模式特征

2.8 高斯光束

2.8.1 高斯光束的基本性质

2.8.2 高斯光束的q参数

2.8.3 高斯光束q参数的变换规律

2.8.4 ABED定律在谐振腔中的应用

2.9 非稳腔的模式理论

2.9.1 非稳腔的几何自再现波型

2.9.2 非稳腔的几何放大率

2.9.3 非稳腔的能量损耗率

第3章 典型激光器

3.1 概述

3.1.1 激光器的基本结构

3.1.2 激光器的分类及其主要输出特性

3,2气体激光器

3.2.1 气体放电激励基础

3.2.2 He-Ne激光器

3.2.3 CO2激光器

3.3 固体激光器

3.3.1 固体工作物质

3.3.2 光泵浦系统

3.3.3 工作物质的热效应及其散热

3.3.4 掺钛蓝宝石激光器

3.4 染料激光器

3.4.1 染料激光器的工作原理

3.4.2 染料激光器的泵浦方式与典型器件结构

第4章 半导体激光器

4.1 半导体的能带结构和电子状态

4.1.1 能带概念的引入

4.1.2 半导体中的电子状态

4.2 激发与复合辐射

4.2.1 直接跃迁和半导体激光材料

4.2.2 态密度和电子的激发

4.2.3 非本征半导体材料

4.3 激光振荡条件

4.3.1 半导体中的光增益

4.3.2 损耗和阈值振荡条件

4.4 异质结半导体激光器

4.4.1 异质结

4.4.2 激光器的结构

4.5 半导体激光的波长与线宽

4.5.1 半导体激光的波长

4.5.2 线宽与频率控制

4.6 半导体激光器当前发展趋势

4.6.1 大功率半导体激光器

4.6.2 表面发射激光器

4.7 半导体激光的应用

4.7.1 概述

4.7.2 半导体激光器在各种CD盘中的应用

4.7.3 半导体激光器在光纤通信中的应用

第5章 光纤激光器

5.1 引言

5.2 光纤激光器的工作原理

5.3 模及单模运转条件

5.3.1 块状工作介质

5.3.2 光纤工作物质

……

第6章 热容激光器

第7章 模式选择技术与稳频技术

第8章 激光光束质量的评价和测量

第9章 调Q技术与锁模技术

第10章 激光调制技术

第11章 光束功率合成

《激光原理与技术(第2版)》：高等学校教材 《激光原理与技术(第2版)》为《激光原理与技术》的第2版，原书系“普通高等教育‘十五’国家级规划教材”项目和“高等教育百门精品课程教材建设计划”选题项目。新版内容包括激光的基本原理及其特性、光学谐振腔理论、典型激光器、半导体激光器、光纤激光器、热容激光器、模式选择技术与稳频技术、激光光束质量的评价和测量、调Q技术与锁模技术、激光调制技术、光束功率合成。《激光原理与技术(第2版)》可作为理工科院校电子科学与技术专业高年级本科生的教材或教学参考书，也可供相关专业或研究领域的研究生及科技人员参考。