目錄
叢書(shū)序
前言
第1章 激光基礎(chǔ)——愛(ài)因斯坦系數(shù)關(guān)系 2
1.1.2 光子態(tài) 3
1.1.3 光波模與光子態(tài)的相干性 4
1.1.4 光子簡(jiǎn)并度 5
1.2 電子學(xué)載波技術(shù)的迷茫 6
1.2.1 載波和噪聲波 6
1.2.2 電磁載波技術(shù) 7
1.2.3 太赫茲波鴻溝 8
1.2.4 光頻載波的迷茫 8
1.3 愛(ài)因斯坦關(guān)系——自發(fā)輻射和受激輻射 9
1.3.1 普朗克黑體輻射公式 9
1.3.2 自發(fā)輻射、受激輻射與輻射的受激吸收 11
1.3.3 愛(ài)因斯坦關(guān)系 13
1.3.4 愛(ài)因斯坦微分關(guān)系 14
1.4 光的受激輻射放大與振蕩——激光器運(yùn)轉(zhuǎn)的閾值和穩(wěn)定條件 15
1.4.1 愛(ài)因斯坦關(guān)系的意義 15
1.4.2 粒子數(shù)反轉(zhuǎn)和光的受激放大 18
1.4.3 增益飽和與自激振蕩 20
1.4.4 激光器的構(gòu)成及閾值條件 21
1.5 激光特性和課程體系 23
1.5.1 激光特性 23
1.5.2 課程體系 27
習(xí)題與思考題1 27
第2章 激光諧振腔和高斯光束 29
2.1 光腔的損耗及損耗描述 31
2.1.1 光腔損耗 31
2.1.2 光腔損耗計(jì)算舉例 35
2.2 共軸球面腔的光線傳輸矩陣?yán)碚?37
2.2.1 光線傳輸矩陣 38
2.2.2 光腔穩(wěn)定條件 41
2.2.3 本征光束 46
2.3 對(duì)稱共焦腔的自再現(xiàn)模行波場(chǎng) 54
2.3.1 開(kāi)腔模概念 54
2.3.2 Fox和Li的開(kāi)腔模迭代求解方法 57
2.3.3 自再現(xiàn)模本征積分方程 61
2.3.4 對(duì)稱共焦腔鏡面上自再現(xiàn)模光場(chǎng)分布 62
2.3.5 行波場(chǎng)-尚斯光束 73
2.4 一般穩(wěn)定腔的高斯光束 79
2.4.1 對(duì)稱共焦腔完整的行波高斯光束小結(jié) 80
2.4.2—般穩(wěn)定腔與對(duì)稱共焦腔的等效性 81
2.4.3—般穩(wěn)定腔高斯光束參量(行波場(chǎng)) 83
2.5 高斯光束的傳輸與變換 87
2.5.1 高斯光束的傳輸規(guī)律(TEM00) 87
2.5.2 高斯光束的透鏡變換、會(huì)聚和準(zhǔn)直 89
2.5.3 高斯光束的衍射倍率因子M2 97
習(xí)題與思考題2 98
第3章 激光工作物質(zhì)的增益 101
3.1 經(jīng)典理論 103
3.1.1 電偶極子近似模型 103
3.1.2 受激吸收和色散現(xiàn)象的麥克斯韋理論 107
3.2 譜線加寬機(jī)制及加寬線型 111
3.2.1 均勻加寬 112
3.2.2 非均勻加寬 117
3.2.3 綜合加寬 121
3.3 激光器速率方程 127
3.3.1 單模速率方程 127
3.3.2 多模振蕩速率方程 134
3.4 激光介質(zhì)增益及增益飽和(模式競(jìng)爭(zhēng)) 135
3.4.1 均勻加寬介質(zhì) 136
3.4.2 非均勻加寬介質(zhì) 139
3.4.3 綜合加寬介質(zhì) 143
3.5 光放大概念分析 144
習(xí)題與思考題3 146
第4章 激光器穩(wěn)態(tài)振蕩特性 149
4.1 振蕩閾值條件 149
4.2 閾值特性 151
4.3 激光器穩(wěn)態(tài)輸出特性 154
4.3.1 均勻加寬激光器的模式競(jìng)爭(zhēng) 154
4.3.2 空間燒孔 155
4.3.3 非均勻加寬激光器的多縱模振蕩 155
4.3.4 輸出功率及最佳耦合 156
4.4 定態(tài)激光器頻率特性 159
4.5 定態(tài)激光器極限線寬 161
習(xí)題與思考題4 163
第5章 典型激光器與技術(shù) 167
5.1 氣體激光器 167
5.1.1 He-Ne激光器 167
5.1.2 CO2激光器 169
5.2 半導(dǎo)體激光器 169
5.2.1 反轉(zhuǎn)原理 170
5.2.2 典型半導(dǎo)體激光器 173
5.3 固體激光器 181
5.3.1 紅寶石激光器、欽激光器 182
5.3.2 可調(diào)諧固體激光器 184
5.3.3 激光二極管泵浦的固體激光器(DPSSL) 186
5.3.4 光纖激光器 186
5.4 調(diào)Q激光器 187
5.4.1 Q調(diào)制原理 187
5.4.2 調(diào)Q技術(shù) 188
5.4.3 腔倒空技術(shù) 190
5.4.4 調(diào)Q激光器特性 190
5.5 鎖模激光器 192
5.5.1 鎖模原理 192
5.5.2 鎖模技術(shù) 192
5.6 穩(wěn)步員激光器 193
5.6.1 穩(wěn)頻原理 193
5.6.2 穩(wěn)頻的主要方法 194
5.7 激光放大器 196
5.7.1 激光放大理論 196
5.7.2 激光放大的主要方法 197
5.7.3 光纖放大器 197
5.8 單模激光器 199
5.8.1 單縱模激光器 199
5.8.2 基橫模激光器 201
習(xí)題與思考題5 202
附錄A 激光參數(shù)的定義和測(cè)試方法 205
A.1 激光光斑寬度和光斑直徑 205
A.2 激光光束發(fā)散角測(cè)量 207
A.3 激光光束質(zhì)量測(cè)量 208
附錄B 常用物理常數(shù)、常量和常用符號(hào)表 211
參考文獻(xiàn) 215