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本教材是普通高等教育“十一五”**级规划教材和江苏省高等学校立项建设的精品教材。主要内容包括:激光发展简史及激光的特性,激光产生的基本原理,光学谐振腔与激光模式,高斯光束,激光工作物质的增益特性,激光器的工作特性,激光特性的控制与改善,典型激光器,半导体激光器,光通信系统中的激光器和放大器,激光全息技术,激光与物质的相互作用,以及激光在其他领域的应用。
本书可作为高等院校电子科学与技术、光信息科学与技术、光电信息工程和应用物理等专业本科生的教材,也可供高校相关专业的师生及从事光电子技术和光通信技术的科技人员参考。

第1章 概述
1.1 激光发展简史
1.2 激光的特性
1.2.1 高方向性
1.2.2 单色性
1.2.3 相干性
1.2.4 高亮度
1.3 激光应用简介
习题与思考题一
第2章 激光产生的基本原理
2.1 原子发光的机理
2.1.1 原子的结构
2.1.2 原子的能级
2.1.3 原子发光的机理
2.2 自发辐射、受激辐射和受激吸收
2.2.1 自发辐射
2.2.2 受激辐射
2.2.3 受激吸收
2.2.4 三个爱因斯坦系数A21、B21、B21之间的关系
2.3 激光产生的条件
2.3.1 受激辐射光放大
2.3.2 集居数反转
2.3.3 激活粒子的能级系统
2.3.4 光的自激振荡
2.4 激光器的基本组成与分类
2.4.1 激光器的基本组成
2.4.2 激光工作物质
2.4.3 泵浦源
2.4.4 光学谐振腔
2.4.5 激光器的分类
习题与思考题二
第3章 光学谐振腔与激光模式
3.1 光学谐振腔的构成和分类
3.1.1 光学谐振腔的构成和分类
3.1.2 典型开放式光学谐振腔
3.2 激光模式
3.2.1 驻波与谐振频率
3.2.2 纵模
3.2.3 横模
3.3 光学谐振腔的损耗
3.3.1 光腔的损耗
3.3.2 光子在腔内的平均寿命
3.3.3 无源腔的品质因数——Q值
3.4 光学谐振腔的稳定性条件
3.4.1 腔内光线往返传播的矩阵表示
3.4.2 共轴球面腔的稳定性条件
3.4.3 临界腔
3.5 光学谐振腔的衍射理论基础
3.5.1 自再现模
3.5.2 菲涅耳-基尔霍夫衍射积分
3.5.3 自再现模积分方程
3.5.4 自再现模积分方程解的物理意义
3.6 平行平面腔的自再现模
3.6.1 平行平面镜腔的自再现模积分方程
3.6.2 平行平面腔模的数值迭代解法
3.6.3 单程衍射损耗、单程相移与谐振频率
3.7 对称共焦腔的自再现模
3.7.1 方形镜对称共焦腔
3.7.2 圆形镜共焦腔
3.8 一般稳定球面腔的模式理论
3.8.1 一般稳定球面腔与共焦腔的等价性
3.8.2 一般稳定球面腔的模式特征
3.9 非稳定谐振腔
3.9.1 非稳腔的基本结构
3.9.2 非稳腔的几何自再现波型
3.9.3 非稳腔的几何放大率
3.9.4 非稳腔的能量损耗
3.9.5 非稳腔的输出耦合方式
3.9.6 非稳腔的主要特点
习题与思考题三
第4章 高斯光束
4.1 高斯光束的基本性质
4.1.1 高斯光束
4.1.2 高斯光束的基本性质
4.1.3 高斯光束的特征参数
……
第5章 激光工作物质的增益特性
第6章 激光器的工作特性
第7章 激光特性的控制与改善
第8章 典型激光器
第9章 半导体激光器
第10章 光通信系统中的激光器和放大器
第11章 激光全息技术
第12章 激光与物质的相互作用
第13章 激光在其他领域的应用
附录A 典型气体激光器基本实验数据
附录B 典型固体激光工作物质参数
参考文献

第1章 概述
我们生活的这个世界充满了光,光是人类赖以生存的基本条件之一。人类*初懂得利用的光是自然界的太阳光。激光是20世纪*重要的发明之一,激光的出现为人类带来了地球上从未见过的高质量光源,从而开拓了新的研究领域,开创了光应用的新途径,使许多过去不能实现的事情不断地成为现实。激光技术是一门既属于光学又属于电子学的光电子技术。激光技术*显著的特征是它对其他技术具有广泛的渗透性。激光技术的飞速发展必将在通信、信息处理、计量、工业加工、土木建筑、能源、生物、**等广阔领域带来革命性的变革。
本章首先回顾激光产生与发展的历程,并简要介绍激光不同于普通光源的显著特性和激光在现代社会中的广泛应用。
1.1 激光发展简史
1.爱因斯坦的理论贡献
世界上**台激光器出现于1960年,然而导致激光发明的理论基础可以追溯到1917年,爱因斯坦(Albert Einstein)在研究光辐射与原子相互作用时,提出光的受激辐射的概念,从理论上预见了激光产生的可能性。20世纪30年代,理论物理学家又证明受激辐射产生的光子的振动频率、偏振方向和传播方向都和引发产生受激辐射的激励光子完全相同。
如果光源的发光主要是受激辐射,就可以实现光放大效应,也就是说能够得到激光。但是,普通光源产生的光辐射以自发辐射为主,受激辐射的成分非常少,没有实际应用的价值,因此,爱因斯坦当初提出的受激辐射概念并没有受到重视。
……