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內容簡介

　　《激光原理及應用（第2版）/普通高等教育“十二五”國傢級規劃教材·電子信息科學與工程類專業精品教材》主要內容包括：激光發展簡史及激光的特性，激光産生的基本原理，光學諧振腔與激光模式，高斯光束，激光工作物質的增益特性，激光器的工作特性，激光特性的控製與改善，典型激光器，半導體激光器，光通信係統中的激光器和放大器，激光全息技術，激光與物質的相互作用等。

作者簡介

    陳鶴鳴，南京郵電大學電子工程學院院長,教務處處長教育部電子科學與技術教指委,光信息科學與工程教指委委員，著有著作和論文多篇。

精彩書評

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目錄

第1章 概述
1.1 激光發展簡史
1.2 激光的特性
1.2.1 高方嚮性
1.2.2 單色性
1.2.3 相乾性
1.2.4 高亮度
1.3 激光應用簡介
習題與思考題一

第2章 激光産生的基本原理
2.1 原子發光的機理
2.1.1 原子的結構
2.1.2 原子的能級
2.1.3 原子發光的機理
2.2 自發輻射、受激輻射和受激吸收
2.2.1 自發輻射
2.2.2 受激輻射
2.2.3 受激吸收
2.2.4 三個愛因斯坦係數之間的關係
2.3 激光産生的條件
2.3.1 受激輻射光放大
2.3.2 集居數反轉
2.3.3 激活粒子的能級係統
2.3.4 光的自激振蕩
2.4 激光器的基本組成與分類
2.4.1 激光器的基本組成
2.4.2 激光工作物質
2.4.3 泵浦源
2.4.4 光學諧振腔
2.4.5 激光器的分類
習題與思考題二

第3章 光學諧振腔與激光模式
3.1 光學諧振腔的構成和分類
3.1.1 光學諧振腔的構成和分類
3.1.2 典型開放式光學諧振腔
3.2 激光模式
3.2.1 駐波與諧振頻率
3.2.2 縱模
3.2.3 橫模
3.3 光學諧振腔的損耗
3.3.1 光腔的損耗
3.3.2 光子在腔內的平均壽命
3.3.3 無源腔的品質因數——Q值
3.4 光學諧振腔的穩定性條件
3.4.1 腔內光綫往返傳播的矩陣錶示
3.4.2 共軸球麵腔的穩定性條件
3.4.3 臨界腔
3.5 光學諧振腔的衍射理論基礎
3.5.1 自再現模
3.5.2 菲涅耳-基爾霍夫衍射積分
3.5.3 自再現模積分方程
3.5.4 自再現模積分方程解的物理意義
3.6 平行平麵腔的自再現模
3.6.1 平行平麵鏡腔的自再現模積分方程
3.6.2 平行平麵腔模的數值迭代解法
3.6.3 單程衍射損耗、單程相移與諧振頻率
3.7 對稱共焦腔的自再現模
3.7.1 方形鏡對稱共焦腔
3.7.2 圓形鏡共焦腔
3.8 一般穩定球麵腔的模式理論
3.8.1 一般穩定球麵腔與共焦腔的等價性
3.8.2 一般穩定球麵腔的模式特徵
3.9 非穩定諧振腔
3.9.1 非穩腔的基本結構
3.9.2 非穩腔的幾何自再現波型
3.9.3 非穩腔的幾何放大率
3.9.4 非穩腔的能量損耗
3.9.5 非穩腔的輸齣耦閤方式
3.9.6 非穩腔的主要特點
習題與思考題三

第4章 高斯光束
4.1 高斯光束的基本性質
4.1.1 高斯光束
4.1.2 高斯光束的基本性質
4.1.3 高斯光束的特徵參數
4.2 高斯光束的傳輸與變換規律
4.2.1 高斯光束的傳輸與變換規律
4.2.2 實例分析
4.3 高斯光束的聚焦和準直
4.3.1 高斯光束的聚焦
4.3.2 高斯光束的準直
4.4 高斯光束的自再現變換
4.4.1 利用薄透鏡實現自再現變換
4.4.2 球麵反射鏡對高斯光束的自再現變換
4.5 高斯光束的匹配
4.6 激光束質量因子
習題與思考題四

第5章 激光工作物質的增益特性
5.1 譜綫加寬與綫型函數
5.1.1 譜綫加寬概述
5.1.2 光譜綫加寬的機理
5.1.3 均勻加寬、非均勻加寬和綜閤加寬
5.2 速率方程
5.2.1 對自發輻射、受激輻射、受激吸收概
率的修正
5.2.2 單模振蕩速率方程
5.2.3 多模振蕩速率方程
5.3 均勻加寬激光工作物質對光的增益
5.3.1 增益係數
5.3.2 反轉集居數飽和
5.3.3 增益飽和
5.4 非均勻加寬激光工作物質對光的增益
5.4.1 增益飽和
5.4.2 燒孔效應
習題與思考題五

第6章 激光器的工作特性
6.1 連續與脈衝工作方式
6.1.1 短脈衝運轉
6.1.2 長脈衝和連續運轉
6.2 激光器的振蕩閾值
6.2.1 閾值增益係數
6.2.2 閾值反轉集居數密度
6.2.3 閾值泵浦功率和能量
6.3 激光器的振蕩模式
6.3.1 起振縱模數
6.3.2 均勻加寬激光器的輸齣模式
6.3.3 非均勻加寬激光器的輸齣模式
6.4 連續激光器的輸齣功率
6.4.1 均勻加寬單模激光器的輸齣功率
6.4.2 非均勻加寬單模激光器的輸齣功率
6.4.3 多模激光器
6.5 脈衝激光器的工作特性
6.5.1 短脈衝激光器的輸齣能量
6.5.2 弛豫振蕩
習題與思考題六

第7章 激光特性的控製與改善
7.1 模式選擇
7.1.1 橫模選擇
7.1.2 縱模選擇
7.2 穩頻技術
7.2.1 頻率的穩定性
7.2.2 穩頻方法
7.3 調�玅��技術
7.3.1 調�玅��激光器工作原理
7.3.2 �玅��調製方法
7.3.3 調�玅��激光器基本理論
7.4 超短脈衝技術
7.4.1 鎖模原理
7.4.2 鎖模方法
7.4.3 均勻加寬激光器主動鎖模自洽理論
7.4.4 阿秒激光的産生與測量
7.5 激光調製技術
7.5.1 激光調製的基本概念
7.5.2 電光調製、聲光調製和磁光調製
7.5.3 直接調製
7.6 激光偏轉技術
7.6.1 機械偏轉
7.6.2 電光偏轉
7.6.3 聲光偏轉
7.7 光電器件設計及參數選用原則
7.7.1 電光調製器的設計
7.7.2 電光調�玅��激光器的設計
7.7.3 聲光調製器的設計
習題與思考題七

第8章 典型激光器
8.1 固體激光器
8.1.1 固體激光器的基本結構和泵浦方式
8.1.2 紅寶石激光器
8.1.3 釹激光器
8.1.4 摻鈦藍寶石激光器
8.2 氣體激光器
8.2.1 氣體激光器的泵浦方式
8.2.2 氦氖激光器
8.2.3 二氧化碳激光器
8.2.4 氬離子激光器
8.3 染料激光器
8.3.1 染料激光器的泵浦方式與基本結構
8.3.2 染料激光器的工作原理
8.4 新型激光器
8.4.1 準分子激光器
8.4.2 自由電子激光器
8.4.3 化學激光器
8.4.4 聲子激光器
習題與思考題八

第9章 半導體激光器
9.1 半導體激光器物理基礎
9.1.1 半導體的能帶結構和電子狀態
9.1.2 半導體中載流子的分布與復閤發光
9.1.3 PN結
9.1.4 半導體激光材料
9.2 半導體激光器的工作原理
9.2.1 半導體激光器受激發光條件
9.2.2 半導體激光器有源介質的增益係數
9.2.3 閾值條件
9.2.4 半導體激光器的速率方程及其穩態解
9.3 半導體激光器有源區對載流子和光子的限製
9.3.1 異質結半導體激光器
9.3.2 量子阱激光器
9.3.3 光約束因子
9.4 半導體激光
……

前言/序言

　　本教材是普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材和江蘇省高等學校立項建設的精品教材。本書可作為高等院校電子科學與技術、光信息科學與技術、光電信息工程和應用物理等專業本科生的教材，也可供高校相關專業的師生及從事光電子技術和光通信技術的科技人員參考。
　　本教材編寫時參考瞭《普通高等學校電子科學與技術本科指導性專業規範（討論稿）》和《普通高等學校光電信息科學與工程本科指導性專業規範（討論稿）》中激光原理和光電子技術知識領域的要求，由作者根據在光通信和光電信息領域多年的科研和教學實踐經驗，並充分吸收國內外激光應用領域最新發展的基礎上編著。本教材力求深入淺齣地闡明激光的基本原理和應用技術，並側重介紹激光在光通信和光電信息領域的最新應用和發展。教材內容力圖保證相關理論知識的係統性和完整性，又兼顧可讀性和實用性。
　　“激光原理”課程是電子科學與技術、光信息科學與技術和光電信息工程等專業的必修
　　專業基礎課。本課程的參考學時為64課時，教材主要內容包括：激光發展簡史及激光的特性；激光産生的基本原理；光學諧振腔與激光模式；高斯光束；激光工作物質的增益特性；激光器的工作特性；激光特性的控製與改善；典型激光器；半導體激光器；光通信係統中的激光器和放大器；激光全息技術；激光與物質的相互作用；激光在其他領域的應用。
　　本書第1章是激光基本知識；第2～6章是激光理論；第7章是激光技術；第8章介紹典型激光器的原理和特性；第9、10章重點介紹用於光通信的激光器和光通信係統；第11～13章主要介紹激光在光電信息、工業、生物醫學、國防科技以及科學前沿問題中的應用。
　　本書第1～8章、第12、13章由趙新彥編寫，第9～11章由陳鶴鳴編寫。全書由陳鶴鳴負責修改和定稿。天津大學姚建銓院士提齣瞭許多寶貴意見並為本書作序。在本書的編寫過程中得到瞭南京郵電大學光通信研究所的大力支持，得到瞭南京郵電大學教務處的關心和幫助，在此一並謹嚮他們錶示誠摯的感謝。由於當前光通信、光電信息以及激光技術和應用的飛速發展，要全麵、係統地介紹激光應用的最新知識實屬不易。由於編者學識與水平所限，書中難免有一些缺點和錯誤，懇請讀者批評指正。
　　編者
　　2008年7月
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