讲述光的放大与振荡的基本原理(即激光的基本原理)以及某些应用技术。具体内容为:光的放大与振荡、光学谐振腔、典型激光器、激光的基本技术、激光的半经典理论与量子理论、非线性光学效应、光纤技术、光存储技术、光电子技术的其他应用以及光信号的探测等。 本书可作为高等理工科院校电子类专业“光电子学原理”或“激光原理”课程的教材,也可作为其他相关专业及科技人员的参考书。

第1章 基础知识
本章主要介绍与学习本课程有关的一些基础知识,如对光本质的认识、光波的模式、原子发光的概念和光谱线的宽度等。这些基础知识对于理解本课程的内容是必需的。
1.1 光的波粒二象性
人们每天都要接触光,对光是非常熟悉的,但光究竟是什么?人类认识它花费了漫长的时间,直到近代才有了比较清楚的认识,当然这种认识还有待继续深化。
远古时代,人类对于光的现象,就积累了很多知识。到17世纪,有关光的本性问题,形成了两种不同的学说,这就是以牛顿(i.newton)为代表的微粒说和以惠更斯(c.huygens)为代表的波动说。
微粒说认为,光是由发光体发出的光粒子(微粒)流所组成的,*大的微粒在到达人眼时,引起红光的感觉,而*小的微粒到达人眼时,引起紫光的感觉。微粒说能解释光的直进、反射和折射等现象。关于折射现象,实验发现,当光线从光疏媒质进入光密媒质时,例如从空气到水,光线是折向法线的。微粒说在解释这一现象时,需要假设水中的光速大于空气中的光速。
波动说认为,光是一种波动,是由机械振动的传播而引起的一种波动。
两种学说都能解释光的反射和折射现象,但波动说在解释折射现象时,需要假设光在水中的速度比在空气中的速度小。由于当时不能从实验上测定光速,所以分不出微粒说和波动说的优劣。
……

第1章 基础知识
1.1 光的波粒二象性
1.2 光波的模式
1.3 原子能级与发光
1.3.1 量子化的原子能级
1.3.2 原子数目按能级的分布
1.4 原子的自发辐射、受激吸收与受激辐射
1.4.1 原子的自发辐射
1.4.2 原子的受激吸收
1.4.3 原子的受激辐射
1.4.4 a21、b21 和b12三系数的关系
1.5 光谱线的增宽
1.5.1 原子跃迁谱线增宽的机理与线型
1.5.2 谱线增宽的类型
习题与思考题
第2章 光放大与振荡——激光器原理
2.1 粒子数反转与光放大
2.2 光学谐振腔
2.3 激光器基本结构与激光形成过程
2.3.1 激光器的基本结构
2.3.2 激光的形成过程
2.3.3 三能级系统与四能级系统
2.4 激光的特性
2.4.1 定向性
2.4.2 单色性
2.4.3 亮度特性
2.4.4 时间相干性
2.4.5 空间相干性
2.4.6 光子简并度
2.5 激光器速率方程
2.5.1 三能级系统的速率方程(单模)
2.5.2 四能级系统的速率方程(单模)
2.6 介质的增益系数
2.6.1 小信号增益系数
2.6.2 大信号增益系数
2.7 激光振荡阈值条件
2.8 连续运转激光器的输出功率
2.8.1 均匀增宽激光器的输出功率
2.8.2 非均匀增宽激光器的输出功率
2.8.3 兰姆凹陷
2.9 脉冲激光器的输出特性
2.9.1 短脉冲激励下的输出能量
2.9.2 长脉冲激励下的输出功率
2.10 自由振荡激光器的模式
2.10.1 均匀增宽激光器的模竞争