激光原理及應用（第4版）

第1章 輻射理論概要與鐳射產生的條件
11光的波粒二象性
111光波
112光子
12原子的能級和輻射躍遷
121原子能級和簡並度
122原子狀態的標記
123玻爾茲曼分佈
124輻射躍遷和非輻射躍遷
13光的受激輻射
131黑體熱輻射
132光和物質的作用
133自發輻射、受激輻射和受激吸收之間的關係
134自發輻射光功率與受激輻射光功率
14光譜線增寬
141光譜線、線型和光譜線寬度
142自然增寬
143碰撞增寬
144多普勒增寬
145均勻增寬和非均勻增寬線型
146綜合增寬
15鐳射形成的條件
151介質中光的受激輻射放大
152光學諧振腔和閾值條件
思考練習題1

第2章 雷射器的工作原理
21光學諧振腔結構與穩定性
211共軸球面諧振腔的穩定性條件
212共軸球面腔的穩定圖及其分類
213穩定圖的應用
22速率方程組與粒子數反轉
221三能級系統和四能級系統
222速率方程組
223穩態工作時的粒子數密度反轉分佈
224小信號工作時的粒子數密度反轉分佈
225均勻增寬型介質的粒子數密度反轉分佈
226均勻增寬型介質粒子數密度反轉分佈的飽和效應
23均勻增寬介質的增益係數和增益飽和
231均勻增寬介質的增益係數
232均勻增寬介質的增益飽和
24非均勻增寬介質的增益飽和
241介質在小信號時的粒子數密度反轉分佈值
242非均勻增寬型介質在小信號時的增益係數
243非均勻增寬型介質穩態粒子數密度反轉分佈
244非均勻增寬型介質穩態情況下的增益飽和
25雷射器的損耗與閾值條件
251雷射器的損耗
252鐳射諧振腔內形成穩定光強的過程
253閾值條件
254對介質能級選取的討論
思考練習題2

第3章 雷射器的輸出特性
31光學諧振腔的衍射理論
311數學預備知識
312菲涅耳-基爾霍夫衍射公式
313光學諧振腔的自再現模積分方程
314鐳射諧振腔的諧振頻率和鐳射縱模
32對稱共焦腔內外的光場分佈
321共焦腔鏡面上的場分佈
322共焦腔中的行波場與腔內外的光場分佈
33高斯光束的傳播特性
331高斯光束的振幅和強度分佈
332高斯光束的相位分佈
333高斯光束的遠場發散角
334高斯光束的高亮度
34穩定球面腔的光束傳播特性
341穩定球面腔的等價對稱共焦腔
342穩定球面腔的光束傳播特性
35其他幾種常用的鐳射光束
351厄米-高斯光束
352拉蓋爾-高斯光束
353貝塞爾光束
36雷射器的輸出功率
361均勻增寬型介質雷射器的輸出功率
362非均勻增寬型介質雷射器的輸出功率
37雷射器的線寬極限
38鐳射光束品質的品質因數M2
39模式鐳射的某些一階統計性質
391單模鐳射的一階統計性質
392多模鐳射的一階統計性質
思考練習題3

第4章 鐳射的基本技術
41雷射器輸出的選模
411鐳射單縱模的選取
412鐳射單橫模的選取
42雷射器的穩頻
421影響頻率穩定的因素
422穩頻方法概述
423蘭姆凹陷法穩頻
424飽和吸收法穩頻
43雷射光束的變換
431高斯光束通過薄透鏡時的變換
432高斯光束的聚焦
433高斯光束的准直
434鐳射的擴束
44鐳射調製技術
441鐳射調製的基本概念
442電光強度調製
443電光相位調製
45鐳射偏轉技術
451機械偏轉
452電光偏轉
453聲光偏轉
46鐳射調Q技術
461鐳射諧振腔的品質因數Q
462調Q原理
463電光調Q
464聲光調Q
465染料調Q
47鐳射鎖模技術
471鎖模原理
472主動鎖模
473被動鎖模
思考練習題4

第5章 典型雷射器介紹
51固體雷射器
511固體雷射器的基本結構與工作物質
512固體雷射器的泵浦系統
513固體雷射器的輸出特性
514新型固體雷射器
52氣體雷射器
521氦氖(HeNe)雷射器
522二氧化碳雷射器
523Ar＋離子雷射器
53染料雷射器
531染料雷射器的激發機理
532染料雷射器的泵浦
533染料雷射器的調諧
54半導體雷射器
541半導體的能帶和產生受激輻射的條件
542PN結和粒子數反轉
543半導體雷射器的工作原理和閾值條件
544同質結和異質結半導體雷射器
55其他雷射器
551準分子雷射器
552自由電子雷射器
553化學雷射器
思考練習題5

第6章 鐳射在精密測量中的應用
61鐳射干涉測長
611干涉測長的基本原理
612鐳射干涉測長系統的組成
613鐳射外差干涉測長技術
614鐳射干涉測長應用舉例
62鐳射衍射測量
621鐳射衍射測量原理
622鐳射衍射測量的方法
623鐳射衍射測量的應用
63鐳射測距
631雷射脈衝測距
632鐳射相位測距
64鐳射准直及多自由度測量
641鐳射准直儀
642鐳射衍射准直儀
643鐳射多自由度測量
65鐳射多普勒測速
651運動微粒散射光的頻率
652差頻法測速
653鐳射多普勒測速技術的應用
66環形鐳射測量角度和角加速度
661環形鐳射精密測角
662光纖陀螺
67鐳射環境計量
68鐳射散射板干涉儀
思考練習題6

第7章 鐳射加工技術
71鐳射熱加工原理
72鐳射表面改性技術
721鐳射淬火技術的原理與應用
722鐳射表面熔凝技術
723鐳射熔覆技術
73鐳射去除材料技術
731鐳射打孔
732鐳射切割
74鐳射焊接
741鐳射熱導焊
742鐳射深熔焊
743鐳射複合焊
75鐳射快速成型技術
751鐳射快速成型技術的原理及主要優點
752鐳射快速成型技術
753鐳射快速成型技術的重要應用
76其他鐳射加工技術
761鐳射清洗技術
762鐳射彎曲
思考練習題7

第8章 鐳射在醫學中的應用
81鐳射與生物體的相互作用
811生物體的光學特性
812鐳射對生物體的作用
813鐳射對生物體應用的優點
82鐳射在臨床治療中的應用
821鐳射臨床治療的種類與現狀
822鐳射在皮膚科及整形外科領域中的應用
823鐳射在眼科中的應用
824鐳射在泌尿外科中的應用
825鐳射在耳鼻喉科中的應用
826最新的技術――間質鐳射光凝術
827光動力學治療
83鐳射在生物體檢測及診斷中的應用
831利用鐳射的生物體光譜測量及診斷
832鐳射斷層攝影
833鐳射顯微鏡
84醫用雷射設備
841醫用雷射光源
842醫用雷射傳播用光纖
85鐳射應用于醫學的未來
851醫用雷射新技術
852光動力學治療的前景
思考練習題8

第9章 鐳射在資訊技術中的應用
91光纖通信系統中的雷射器和光放大器
911半導體雷射器
912光纖雷射器
913光放大器
92鐳射全息三維顯示
921全息術的歷史回顧
922鐳射全息術的基本原理和分類
923白光再現的全息三維顯示
924計算全息圖
925數字全息術
926全息三維顯示的優點
927全息三維顯示的應用
928全息三維顯示技術的展望
93鐳射存儲技術
931鐳射存儲的基本原理、分類及特點
932鐳射光碟存儲
933鐳射體全息光存儲
934鐳射存儲技術的新進展
94鐳射掃描和雷射印表機
941鐳射掃描
942雷射印表機
95量子光通信中的鐳射源
951量子光通信
952量子態發生器及應用
思考練習題9

第10章 鐳射在科學技術前沿問題中的應用
101鐳射核聚變
1011受控核聚變
1012磁力約束和慣性約束控制方法
1013鐳射壓縮點燃核聚變的原理
102鐳射冷卻
103鐳射操縱微粒
1031光捕獲
1032微粒操縱
104經典衍射極限的解析度
1041解析延拓
1042綜合孔徑傅裡葉全息術
1043傅裡葉疊層演算法
1044相干譜複用
1045非相干結構光照明成像
1046超分辨螢光顯微鏡
105鐳射光譜學
1051拉曼光譜
1052空間高分辨的鐳射顯微光譜
1053頻率高分辨的雙光子光譜
1054時間高分辨的鐳射閃光光譜
1055各種特殊效能的鐳射光譜技術
106鐳射用於反常多普勒效應的基礎物理研究
1061電磁波的正常多普勒效應
1062在負折射率材料中傳播的電磁波的反常多普勒效應
106射光子晶體棱鏡的設計以及負折射性質的實驗驗證
1064反常多普勒效應的測量光路設計及理論分析
1065反常多普勒效應的測量實驗結果
思考練習題10

附錄A 隨機變數
A1概率的定義和隨機變數
A2分佈函數和密度函數
A3推廣到兩個或多個聯合隨機變數
A4統計平均
附錄B 隨機過程
B1隨機過程的定義和描述
B2平穩性和遍歷性
參考文獻