激光原理

目录 1

第一章 辐射场与物质的相互作用 1

§1.1 均匀各向同性介质中电磁场的传播 1

§1.2 空腔电磁场的模式 6

§1.3 光波模式、光量子态、相格、相干体积和光子简并度 11

§1.4 光和物质相互作用的经典理论简介 16

§1.5 自发辐射、受激吸收和受激发射 24

§1.6 辐射和吸收的半经典理论 30

§1.7 光谱线的线型函数 35

§1.8 自然加宽和碰撞加宽 40

§1.9 多普勒加宽 49

§1.10 飞行时间加宽 52

§1.11 均匀加宽、非均匀加宽和综合加宽 55

§1.12 激光冷却原子的多普勒冷却机制 59

习题 69

第二章 激光器的基本原理 72

§2.1 光的放大、吸收系数和增益系数 72

§2.2 抽运过程 78

§2.3 光的自激振荡 81

§2.4 激光模式、谐振腔的限模原理 83

§2.5 光学谐振腔的损耗和Q值 91

习题 98

第三章 光学谐振腔 100

§3.1 光学谐振腔的稳定条件 100

§3.2 谐振腔的特征光束 108

§3.3 非稳腔 111

§3.4 多镜腔的稳定性 116

§3.5 谐振腔的衍射积分方程 122

§3.6 共焦腔衍射积分方程及其解 126

§3.7 共焦腔的行波场 136

§3.8 一般稳定球面腔的模式特征 141

§3.9 横模选择 147

习题 151

第四章 高斯光束 155

§4.1 高斯光束表达式的导出及特征参量 155

§4.2 高斯光束的传输、薄透镜变换、ABCD定律 161

§4.3 高斯光束的聚焦 167

§4.4 高斯光束的准直 171

§4.5 高斯光束的匹配 174

§4.6 M2光束衍射倍率因子 176

§4.7 高斯光束强度的均匀化 179

习题 181

第五章 连续激光器稳态工作特性 183

§5.1 激光器的速率方程 183

§5.2 均匀加宽情况的增益饱和 187

§5.3 非均匀加宽、综合加宽情况下的增益饱和效应 192

§5.4 振荡阈值及阈值附近激光功率的变化 197

§5.5 均匀加宽连续激光器的稳态工作特性 202

§5.6 非均匀加宽连续激光器的稳态工作特性 208

§5.7 激光的线宽极限 213

§5.8 模牵引效应 216

§5.9 纵模选择 220

§5.10 激光器的稳频 224

习题 229

第六章 脉冲激光器的工作特性 232

§6.1 关于脉冲激光器的两个基本问题 232

§6.2 脉冲自由运转激光器 237

§6.3 调Q激光器 251

§6.4 脉冲放大器 271

§6.5 锁模激光器原理 286

习题 292

§7.1 固体激光器的结构和抽运方式 294

第七章 典型激光器的工作原理 294

§7.2 固体激光器工作物质的基质材料和激活离子 296

§7.3 红宝石 303

§7.4 钕激光器 306

§7.5 钛蓝宝石 317

§7.6 气体激光器 321

§7.7 染料激光器 335

§7.8 半导体激光器 338

习题 345

主要参考文献 346