本书为普通高等教育"十一五”*规划教材。 本书从内容上分为两部分。第1~5章介绍激光的基本理论,从激光的物理学基础出发,着重阐明物理概念,以及激光输出特性与激光器的参数之间的关系,尽量避免过多的理论计算,以掌握激光器的选择和使用为主要目的;第6~10章介绍激光在计量、加工、医学、信息技术,以及现代科技前沿问题中的应用,**介绍各种应用的思路和方法。

第1章辐射理论概要与激光产生的条件 11光的波粒二象性 111光波 112光子 12原子的能级和辐射跃迁 121原子能级和简并度 122原子状态的标记 123玻尔兹曼分布 124辐射跃迁和非辐射跃迁 13光的受激辐射 131黑体热辐射 132光和物质的作用 133自发辐射、受激辐射和受激吸收之间的关系 134自发辐射光功率与受激辐射光功率 14光谱线增宽 141光谱线、线型和光谱线宽度 142自然增宽 143碰撞增宽 144多普勒增宽 145均匀增宽和非均匀增宽线型 146综合增宽 15激光形成的条件 151介质中光的受激辐射放大 152光学谐振腔和阈值条件 思考练习题1 第2章激光器的工作原理 21光学谐振腔结构与稳定性 211共轴球面谐振腔的稳定性条件 212共轴球面腔的稳定图及其分类 213稳定图的应用 22速率方程组与粒子数反转 221三能级系统和四能级系统 222速率方程组 223稳态工作时的粒子数密度反转分布 224小信号工作时的粒子数密度反转分布 225均匀增宽型介质的粒子数密度反转分布 226均匀增宽型介质粒子数密度反转分布的饱和效应 23均匀增宽介质的增益系数和增益饱和 231均匀增宽介质的增益系数 232均匀增宽介质的增益饱和 24非均匀增宽介质的增益饱和 241介质在小信号时的粒子数密度反转分布值 242非均匀增宽型介质在小信号时的增益系数 243非均匀增宽型介质稳态粒子数密度反转分布 244非均匀增宽���介质稳态情况下的增益饱和 25激光器的损耗与阈值条件 251激光器的损耗 252激光谐振腔内形成稳定光强的过程 253阈值条件 254对介质能级选取的讨论 思考练习题2 第3章激光器的输出特性 31光学谐振腔的衍射理论 311数学预备知识 312菲涅耳-基尔霍夫衍射公式 313光学谐振腔的自再现模积分方程 314激光谐振腔的谐振频率和激光纵模 32对称共焦腔内外的光场分布 321共焦腔镜面上的场分布 322共焦腔中的行波场与腔内外的光场分布 33高斯光束的传播特性 331高斯光束的振幅和强度分布 332高斯光束的相位分布 333高斯光束的远场发散角 334高斯光束的高亮度 34稳定球面腔的光束传播特性 341稳定球面腔的等价对称共焦腔 342稳定球面腔的光束传播特性 35其他几种常用的激光光束 351厄米-高斯光束 352拉盖尔-高斯光束 353贝塞尔光束 36激光器的输出功率 361均匀增宽型介质激光器的输出功率 362非均匀增宽型介质激光器的输出功率 37激光器的线宽极限 38激光光束质量的品质因子M2 39模式激光的某些一阶统计性质 391单模激光的一阶统计性质 392多模激光的一阶统计性质 思考练习题3 第4章激光的基本技术 41激光器输出的选模 411激光单纵模的选取 412激光单横模的选取 42激光器的稳频 421影响频率稳定的因素 422稳频方法概述 423兰姆凹陷法稳频 424饱和吸收法稳频 43激光束的变换 431高斯光束通过薄透镜时的变换 432高斯光束的聚焦 433高斯光束的准直 434激光的扩束 44激光调制技术 441激光调制的基本概念 442电光强度调制 443电光相位调制 45激光偏转技术 451机械偏转 452电光偏转 453声光偏转 46激光调Q技术 461激光谐振腔的品质因数Q 462调Q原理 463电光调Q 464声光调Q 465染料调Q 47激光锁模技术 471锁模原理 472主动锁模 473被动锁模 思考练习题4 第5章典型激光器介绍 51固体激光器 511固体激光器的基本结构与工作物质 512固体激光器的泵浦系统 513固体激光器的输出特性 514新型固体激光器 52气体激光器 521氦氖(HeNe)激光器 522二氧化碳激光器 523Ar+离子激光器 53染料激光器 531染料激光器的激发机理 532染料激光器的泵浦 533染料激光器的调谐 54半导体激光器 541半导体的能带和产生受激辐射的条件 542PN结和粒子数反转 543半导体激光器的工作原理和阈值条件 544同质结和异质结半导体激光器 55其他激光器 551准分子激光器 552自由电子激光器 553化学激光器 思考练习题5 第6章激光在精密测量中的应用 61激光干涉测长 611干涉测长的基本原理 612激光干涉测长系统的组成 613激光外差干涉测长技术 614激光干涉测长应用举例 62激光衍射测量 621激光衍射测量原理 622激光衍射测量的方法 623激光衍射测量的应用 63激光测距 631激光脉冲测距 632激光相位测距 64激光准直及多自由度测量 641激光准直仪 642激光衍射准直仪 643激光多自由度测量 65激光多普勒测速 651运动微粒散射光的频率 652差频法测速 653激光多普勒测速技术的应用 66环形激光测量角度和角加速度 661环形激光精密测角 662光纤陀螺 67激光环境计量 68激光散射板干涉仪 思考练习题6 第7章激光加工技术 71激光热加工原理 72激光表面改性技术 721激光淬火技术的原理与应用 722激光表面熔凝技术 723激光熔覆技术 73激光去除材料技术 731激光打孔 732激光切割 74激光焊接 741激光热导焊 742激光深熔焊 743激光复合焊 75激光快速成型技术 751激光快速成型技术的原理及主要优点 752激光快速成型技术 753激光快速成型技术的重要应用 76其他激光加工技术 761激光清洗技术 762激光弯曲 思考练习题7 第8章激光在医学中的应用 81激光与生物体的相互作用 811生物体的光学特性 812激光对生物体的作用 813激光对生物体应用的优点 82激光在临床**中的应用 821激光临床**的种类与现状 822激光在皮肤科及整形外科领域中的应用 823激光在眼科中的应用 824激光在泌尿外科中的应用 825激光在耳鼻喉科中的应用 826*新的技术——间质激光光凝术 827光动力学** 83激光在生物体检测及诊断中的应用 831利用激光的生物体光谱测量及诊断 832激光断层摄影 833激光显微镜 84医用激光设备 841医用激光光源 842医用激光传播用光纤 85激光应用于医学的未来 851医用激光新技术 852光动力学**的前景 思考练习题8 第9章激光在信息技术中的应用 91光纤通信系统中的激光器和光放大器 911半导体激光器 912光纤激光器 913光放大器 92激光全息三维显示 921全息术的历史回顾 922激光全息术的基本原理和分类 923白光再现的全息三维显示 924计算全息图 925数字全息术 926全息三维显示的优点 927全息三维显示的应用 928全息三维显示技术的展望 93激光存储技术 931激光存储的基本原理、分类及特点 932激光光盘存储 933激光体全息光存储 934激光存储技术的新进展 94激光扫描和激光打印机 941激光扫描 942激光打印机 95量子光通信中的激光源 951量子光通信 952量子态发生器及应用 思考练习题9 第10章激光在科学技术前沿问题中的应用 101激光核聚变 1011受控核聚变 1012磁力约束和惯性约束控制方法 1013激光压缩点燃核聚变的原理 102激光冷却 103激光操纵微粒 1031光捕获 1032微粒操纵 104超越经典衍射极限的分辨率 1041解析延拓 1042综合孔径傅里叶全息术 1043傅里叶叠层算法 1044相干谱复用 1045非相干结构光照明成像 1046超分辨荧光显微镜 105激光光谱学 1051拉曼光谱 1052空间高分辨的激光显微光谱 1053频率高分辨的双光子光谱 1054时间高分辨的激光闪光光谱 1055各种特殊效能的激光光谱技术 106激光用于反常多普勒效应的基础物理研究 1061电磁波的正常多普勒效应 1062在负折射率材料中传播的电磁波的反常多普勒效应 1063折射光子晶体棱镜的设计以及负折射性质的实验验证 1064反常多普勒效应的测量光路设计及理论分析 1065反常多普勒效应的测量实验结果 思考练习题10 附录A随机变量 A1概率的定义和随机变量 A2分布函数和密度函数 A3推广到两个或多个联合随机变量 A4统计平均 附录B随机过程 B1随机过程的定义和描述 B2平稳性和遍历性 参考文献