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藍信钜 等 著

圖書標籤:

• 激光技術
• 激光
• 光學
• 物理
• 工程
• 材料科學
• 第三版
• 教材
• 學術
• 工業應用

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030255129

版次：3

商品編碼：12276623

包裝：平裝

叢書名： 普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材

開本：16開

齣版時間：2009-09-01

用紙：膠版紙

頁數：344

字數：497000

正文語種：中文

內容簡介

　　《激光技術（第3版）》係統地介紹瞭各種主要激光技術的原理與實施方法，內容包括激光調製與偏轉技術、調Q技術、超短脈衝技術、激光放大技術、模式選擇技術、穩頻技術、非綫性光學技術和激光傳輸技術，並對各種激光技術的新進展進行瞭簡要介紹。
　　《激光技術（第3版）》注重物理概念和基本原理的論述，並適當結閤一定的實例，敘述深入淺齣，便於自學。
　　《激光技術（第3版）》可作為高等院校光電子技術、光信息技術、技術物理、光電儀器、應用物理等專業的本科生教材，也可作為物理電子學等專業研究生的教學參考書，並可供從事光電子技術的科技人員參考。

內頁插圖

目錄

前言/序言

　　本書第一版從20世紀80年代以來，先後為曆屆教學指導委員會審定、推薦齣版，於1997年被原國傢教委定為“九五”國傢級重點教材。第二版於2001年被教育部定為普通高等教育“十五”國傢級規劃教材。第三版是在第二版的基礎上修改而成，於2006年被教育部定為普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材。
　　本書對應課程的參考學時數為70學時。全書共分5個部分（8章）。第一部分（第1章），激光調製與偏轉技術，主要討論電光與聲光調製等技術的基本原理；第二部分（第2至4章），激光調Q、超短脈衝和放大技術，主要討論提高激光脈衝的功率和能量的基本理論和實現方法；第三部分（第5至6章），激光模式選擇、穩頻技術，著重討論激光器實現單.模（橫、縱）輸齣和穩定振蕩頻率的物理原理和實現方法；第四部分（第7章），非綫性光學技術，首先闡述非綫性光學的物理概念，然後討論以倍頻技術為重點的非綫性光學技術的基本原理和實施方法；第五部分（第8章），激光傳輸技術，著重討論光縴傳輸理論和技術，簡要介紹激光的大氣和水下傳輸技術。
　　本書是按照全國高校工科電子信息類光電子信息專業的教學大綱編寫的專業基礎課教材，具有物理光學和激光原理基礎知識的讀者可以順利閱讀。本書適用於高等院校光電子技術、光信息技術、技術物理、光電儀器、應用物理等專業本科生作為教材，可作為物理電子學等專業研究生的主要教學參考書，也可供從事光電子技術的科技人員參考。本書各章的內容基本上是相對獨立的，因此在閱讀時有很大的靈活性，各校可從教學的實際情況齣發，有所側重地選擇講授的內容。另外，本書雖以介紹基本原理為主，但“激光技術”是實踐性比較強的一門課程，所以有些章節仍編入瞭一定篇幅的技術方法和實例，以求能更好地做到理論與實際相結閤。每章後麵附有習題與思考題，供學生練習選用。
　　本書由華中科技大學藍信钜擔任主編，硃長虹擔任副主編。其中，第1、6章由華中科技大學藍信钜執筆，第2、5章由華中科技大學陳培鋒執筆，第3章由天津大學姚建銓、寜繼平執筆，第4章由華中科技大學劉勁鬆執筆，第7章由華中科技大學硃長虹執筆，第8章由西安電子科技大學安毓英執筆。藍信钜負責統編全稿。在本書編寫過程中，參閱瞭一些著作和文章，在參考文獻中未能一一列齣，在此謹嚮他們錶示誠摯的感謝。此外，在本書的前期建設中，還有黃國標、張渝楠、李昱等參與過編寫，做齣瞭貢獻，在此嚮他們錶示衷心的感謝。
　　由於編者水平有限，書中難免還存在一些缺點和錯誤，殷切希望廣大讀者批評指正。

探索光影的無限可能：激光技術的革新與應用 自誕生以來，激光以其獨特的光束特性——高度單色性、高方嚮性、高相乾性和高亮度——徹底改變瞭我們認識和改造世界的方式。它不再僅僅是實驗室裏的前沿探索，而是深刻融入瞭工業生産、醫療保健、科學研究、通訊傳輸乃至日常生活的方方麵麵，成為現代科技發展的強大引擎。本書《激光技術（第3版）》正是旨在為讀者係統梳理激光技術的最新進展，揭示其背後的深刻原理，並展望其未來的廣闊前景。 一、 激光的奧秘：原理與核心技術 要理解激光的強大力量，首先需要深入其本質。本書將從基礎物理原理齣發，層層剖析激光産生的機製。我們將探討原子受激輻射的量子力學根源，理解粒子數反轉的關鍵作用，以及激光器腔體對光場約束和增強的重要意義。通過對增益介質（如固體、氣體、半導體、染料等）的特性分析，讀者將明白不同介質如何影響激光的波長、功率和運行模式。 核心技術方麵，本書將詳細介紹各種激勵方式，包括光激勵、電激勵、化學激勵等，並分析它們各自的優缺點和適用範圍。諧振腔的設計是激光器性能的關鍵，我們將深入研究不同類型的諧振腔（如對稱腔、非對稱腔、穩定腔、不穩定腔等）及其對激光輸齣特性的影響，以及如何通過優化腔體結構來提高光束質量和穩定性。 對於激光器的工作模式，本書將區分連續波（CW）激光器和脈衝激光器。脈衝激光器因其極高的峰值功率，在許多高精度應用中扮演著不可或缺的角色。我們將詳細介紹不同類型的脈衝産生機製，如調Q技術（包括聲光、電光、飽和吸收器等）和鎖模技術（如主動鎖模、被動鎖模），以及它們如何實現超短脈衝的産生，為超快動力學研究和精密加工奠定基礎。 此外，激光器的波長調諧是實現特定應用的關鍵。本書將探討如何通過改變增益介質、諧振腔結構或使用色散元件來實現激光器在不同波長區域的工作，從而滿足從紫外到紅外的廣泛應用需求。 二、 激光技術的多元化發展：從經典到前沿 隨著技術的不斷成熟，激光器的種類日益豐富，性能不斷突破。本書將對當前主流的激光器類型進行全麵梳理和深入分析。 固體激光器： 以Nd:YAG、YVO4、Ti:sapphire等為代錶的固體激光器，因其高功率、高光束質量和易於實現短脈衝等優點，在工業加工、醫療美容和科學研究中應用廣泛。本書將詳細介紹不同晶體材料的特性，以及光縴激光器作為固體激光器的一個重要分支，如何憑藉其易於散熱、易於集成等優勢，在工業切割、焊接、通信等領域占據主導地位。 氣體激光器： 從早期的He-Ne激光器，到CO2激光器、準分子激光器，氣體激光器以其特定的波長和高功率輸齣著稱。本書將分析不同氣體介質的激發機理，重點介紹CO2激光器在金屬加工領域的強大能力，以及準分子激光器在半導體光刻和醫療眼科手術中的關鍵作用。 半導體激光器： 作為當前發展最快、應用最廣泛的激光器類型，半導體激光器以其體積小、效率高、易於調製等特點，在光通信、激光雷達、條形碼掃描、DVD/藍光播放器等領域無處不在。本書將深入講解PN結的形成、載流子注入、受激輻射等基本原理，並重點介紹不同類型的半導體激光器，如錶麵發射激光器（VCSEL）、量子級聯激光器（QCL）及其在特定應用中的優勢。 染料激光器： 以其寬帶可調諧性而聞名，染料激光器在光譜學研究、激光誘導熒光等領域具有獨特優勢。本書將分析有機染料分子的熒光特性，以及如何通過結構優化和泵浦技術實現其連續調諧。 新型激光器： 隨著科技的進步，不斷湧現齣更加前沿的激光技術，如光縴激光器（將作為獨立章節深入探討其發展曆程、工作原理、性能優勢及各類應用）、THz激光器（在成像、通信、檢測等領域具有巨大潛力）、自由電子激光器（作為大科學裝置，為基礎科學研究提供強大工具）等。本書將對這些新興技術進行介紹，並分析其潛在的應用前景。 三、 激光技術的關鍵應用領域：改變世界的“光” 激光的強大能力使其在眾多領域展現齣革命性的應用。本書將聚焦於激光技術的幾個核心應用領域，深入解析其工作原理和技術細節。 工業製造： 激光焊接、激光切割、激光打標、激光錶麵處理等已成為現代精密製造不可或缺的技術。本書將詳細介紹不同功率和類型激光器在這些工藝中的應用，分析其高精度、高效率、低熱影響等優勢。例如，在汽車製造、航空航天、電子産品生産等行業，激光加工的精密性和自動化程度極大地提升瞭産品質量和生産效率。 信息通信： 光縴通信是現代信息高速公路的基礎，而光縴激光器和半導體激光器是其核心光源。本書將探討激光器如何在光縴中傳輸海量信息，以及如何在光通信網絡中實現信號的産生、傳輸和接收。同時，激光雷達（LiDAR）技術在自動駕駛、地理測繪、環境監測等領域的快速發展，也將得到重點關注。 醫療健康： 激光在醫療領域的應用早已超越瞭科幻的範疇。從眼科手術（如LASIK屈光手術），到皮膚病治療（如激光脫毛、血管瘤治療），再到腫瘤治療（如光動力療法），激光都發揮著至關重要的作用。本書將深入分析不同波長和功率激光器在生物組織中的作用機製，以及激光在診斷、治療和手術中的精確性和微創性優勢。此外，激光在醫學成像（如OCT）和生物傳感方麵的應用也將有所提及。 科學研究： 激光為基礎科學研究提供瞭強大的工具。光譜學、高精度測量、物質結構分析、超快動力學研究、原子冷卻與囚禁等，都離不開激光技術的支撐。本書將介紹如何利用激光的單色性、高亮度等特性，實現對物質微觀結構的深入探索，以及如何利用超短脈衝激光研究物質的瞬時動態過程。 其他領域： 除瞭上述重點領域，激光技術還在軍事國防（如激光製導、激光武器）、環境監測（如大氣汙染物檢測）、能源開發（如激光誘導聚變）等領域展現齣巨大的應用潛力。本書也將對這些領域的最新進展和挑戰進行簡要介紹。 四、 激光技術的前沿發展與未來展望 激光技術的發展從未停歇，新的理論、新的材料、新的工藝層齣不窮。本書的第3版將重點關注近年來激光技術領域的突破性進展和未來的發展趨勢。 超快激光技術： 飛秒、阿秒激光的産生和應用，正在將我們對物質世界的認知推嚮新的高度。本書將探討如何實現更短脈衝、更高峰值功率的超快激光，以及其在超快動力學、阿秒科學、超強場物理等前沿研究中的應用。 高性能激光器： 隨著對激光性能要求的不斷提高，研究人員正緻力於開發更高功率、更高亮度、更高光束質量、更寬調諧範圍的激光器。例如，高功率光縴激光器的不斷突破，以及固態激光器的功率拓展，都將是本書關注的重點。 激光器集成化與智能化： 將激光器的小型化、集成化、芯片化，以及結閤人工智能技術實現激光器的智能化控製和應用，是當前技術發展的重要方嚮。本書將探討MEMS技術、光子集成技術在激光器製造中的應用，以及AI在激光參數優化、故障診斷等方麵的潛力。 新型激光介質與工作原理： 對新型增益介質的探索，如有機發光二極管（OLED）激光器、金屬納米顆粒激光器等，以及對新的激光工作原理的研究，將可能催生齣顛覆性的激光器類型。 激光技術的交叉融閤： 激光技術與其他學科（如量子信息、人工智能、生物技術）的交叉融閤，將帶來更多創新性的應用。例如，量子激光器在量子信息處理中的作用，激光與AI結閤的智能製造等。 結語 《激光技術（第3版）》力求為讀者提供一個全麵、深入、與時俱進的激光技術知識體係。本書不僅涵蓋瞭激光的基本原理和核心技術，更詳細介紹瞭各種主流激光器的特點和應用，並著重闡述瞭激光技術在工業、通信、醫療、科研等領域的革命性影響。同時，本書也展望瞭激光技術未來的發展方嚮，旨在激發讀者對這一充滿活力的領域産生濃厚興趣，並為相關的研究和工程實踐提供有益的參考。掌握激光技術，就是掌握瞭一把開啓未來無限可能的光之鑰匙。

評分☆☆☆☆☆

這本書的閱讀體驗可以說是非常愉悅的。雖然它是一本技術類書籍，但絲毫沒有枯燥乏味的感覺。作者在內容編排上花瞭很大的心思，將理論知識與實際應用緊密結閤。我特彆喜歡書中關於激光安全性的章節，作者非常細緻地列舉瞭不同功率和波長的激光可能帶來的危害，並提供瞭詳細的安全操作規範和防護措施。這對於我這樣需要在實際操作中接觸激光的讀者來說，是非常實用的指導。此外，書中還對激光在科研領域的一些前沿應用進行瞭介紹，比如激光誘導擊穿光譜（LIBS）技術在材料分析中的應用，以及超快激光技術在基礎物理研究中的作用。這些內容讓我大開眼界，也激發瞭我對未來激光技術發展的無限遐想。書中還附帶瞭一些參考資料和進一步閱讀的建議，這對於希望深入研究某個方嚮的讀者來說，提供瞭很好的指引。總的來說，這本書是一本既有深度又不失廣度的優秀著作，它不僅滿足瞭我對激光技術知識的需求，更點燃瞭我對這個領域探索的熱情。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的感覺就像一位經驗豐富的導師，用平實的語言帶領我探索激光世界的奧秘。它的結構設計非常閤理，從最基礎的光學知識講起，循序漸進地引入激光的産生、特性以及各種應用。我特彆喜歡書中在講解激光與物質相互作用的部分，作者沒有迴避那些相對專業的概念，而是通過形象的比喻和生動的故事，將抽象的物理過程變得容易理解。例如，在解釋激光切割金屬的原理時，作者詳細描述瞭激光能量如何被金屬吸收，並轉化為熱能，最終導緻金屬熔化或汽化，整個過程被描述得如同電影畫麵一般。書中還詳細介紹瞭激光在工業製造中的應用，例如激光焊接、激光打標、激光切割等，並且對不同工藝的優缺點進行瞭客觀的分析，這對於我進行相關的技術選型非常有幫助。我還驚喜地發現，書中對激光在文化和藝術領域的應用也有所涉及，比如激光雕刻和激光秀，這讓我看到瞭激光技術除瞭在科技和工業上的重要性，在生活中的其他方麵也扮演著越來越重要的角色。整本書讀下來，我感覺自己對激光的認知層次得到瞭極大的提升。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本書，我第一感覺是它內容非常全麵。作者對激光技術的各個方麵都進行瞭深入的探討，從基礎的光學原理，到各種激光器的類型和工作方式，再到激光在各個領域的應用，幾乎無所不包。我尤其欣賞書中對激光在通信和信息技術領域應用的介紹，詳細講解瞭光縴激光器在光通信中的核心作用，以及激光在數據存儲和信息傳輸中的潛力。這讓我對現代信息社會的高速發展有瞭更深刻的認識。另外，作者在分析不同激光技術優勢和劣勢時，都給齣瞭非常客觀的評價，並結閤瞭實際的市場需求和技術發展趨勢，這對於我這樣的行業從業者來說，具有很強的指導意義。書中還提到瞭激光全息技術，並解釋瞭其成像原理和在防僞、藝術等領域的應用。雖然有些概念對我來說還是比較陌生，但我能感受到作者希望將激光技術的全貌展現給讀者的努力。這本書就像一個寶庫，每一次翻閱都能發現新的驚喜和有價值的信息，讓我對激光技術這個充滿活力的領域有瞭更全麵、更深刻的理解。

評分☆☆☆☆☆

翻開這本書，撲麵而來的是一種嚴謹而又充滿活力的學術氣息。作者在處理復雜的物理公式時，沒有簡單地羅列，而是花費瞭大量篇幅來解釋公式的推導過程和物理意義，並輔以大量的圖示和錶格，使得即使是初學者也能逐步掌握。我尤其欣賞書中對激光器工作原理的深入剖析，從增益介質的選擇到諧振腔的設計，再到泵浦源的匹配，每一步都邏輯清晰，條理分明。更值得一提的是，作者還專門闢齣章節講解瞭不同類型激光器的特性和應用，比如高斯光束激光器在精密加工中的優勢，以及半導體激光器在光通信領域的關鍵作用。書中引用瞭許多最新的研究成果和前沿技術，這對於我這樣希望瞭解行業最新動態的讀者來說，無疑是寶貴的財富。我記得其中一個章節詳細介紹瞭激光雷達（LiDAR）技術在自動駕駛中的應用，圖文並茂地展示瞭LiDAR如何通過發射激光脈衝並測量反射時間來構建三維環境模型，這讓我對未來的智能交通有瞭更深刻的理解。盡管有些內容對我的專業背景來說可能略顯深入，但作者的講解方式總能引導我一步步地去思考和理解，這種學習的過程本身就充滿瞭樂趣。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計簡潔大氣，采用瞭深邃的藍色背景，上麵印著躍動的橙色激光束圖案，仿佛一眼就能看到激光的能量與穿透力。拿到手中，紙張的質感非常好，觸感溫潤，印刷清晰，排版舒適，即使是長時間閱讀也不會感到疲勞。內容方麵，我特彆喜歡作者在講解基礎概念時，引入的那些貼近生活的類比。比如，當講到激光的單色性時，作者將激光比作“經過嚴格訓練的士兵，整齊劃一地朝一個方嚮前進”，而普通光源的光則像“一群無序的市民，各自奔嚮不同的目的地”。這種生動的比喻，一下子就將抽象的物理原理具象化瞭，讓我這個非專業人士也能輕鬆理解。而且，書中對激光的曆史發展和應用場景的介紹也相當詳盡，從早期的理論探索到如今在通信、醫療、工業加工等領域的廣泛應用，都娓娓道來，引人入勝。特彆是關於激光在醫療美容方麵的應用，穿插瞭一些真實的案例和效果圖，讓我對這項技術的實際價值有瞭更直觀的認識。總的來說，這本書不僅僅是關於技術原理的講解，更是一次關於激光發展曆程的精彩呈現，讓我對這個充滿魅力的領域産生瞭濃厚的興趣。