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陈海燕著 著

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出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118105599

商品编码：29754843977

包装：平装

出版时间：2016-01-01

图书基本信息
图书名称	激光原理与技术
作者	陈海燕著
定价	34.80元
出版社	国防工业出版社
ISBN	9787118105599
出版日期	2016-01-01
字数	378000
页码	236
版次	1
装帧	平装
开本	16开
商品重量	0.4Kg

内容简介

陈海燕编*的《激光原理与技术(普通高等教育十三五规划教材)》系统地介绍了激光的产生、激光与物质的相互作用、激光控制的基本激光现象与基本原理，内容包括激光器基础、激光谐振腔理论、电磁场与物质相互作用的经典理论与速率方程理论、连续波激光器工作特性、激光调制技术、脉冲激光器工作特性(包括调Q技术与锁模技术)、激光放大器、模式选择、稳频及倍频技术、常见激光器。本书着重基本激光现象和解释现象的基本概念、原理的论述，并配有大量自测题、习题与思考题，叙述深入浅出，便于自学。 　　本书可作为普通高等院校光电子技术、光电信息工程、应用物理等专业本科及高职高专教材，也可以作为光学工程、物理电子学等专业研究生的参考书，并可供高等院校相关专业师生及从事激光技术的科技人员参考阅读。

作者简介

目录

编辑推荐

文摘

序言

光的奥秘：探索激光的无限可能 前言 自古以来，人类就对光充满了好奇与敬畏。从古籍中描述的“火镜”到现代科学实验室里精确操控的激光束，光的探索从未停歇。而激光，作为一种集光、电、热、力、量子等多种物理学原理于一身的奇特光源，更是将我们对光的理解推向了一个全新的高度。它并非是虚无缥缈的想象，而是实实在在的科学技术，渗透在我们生活的方方面面，改变着世界的格局。 本书旨在带领读者深入探索激光的奇妙世界，从最基础的光学原理出发，层层递进，揭示激光的本质、产生机制、特性以及在各个领域的广泛应用。我们不追求堆砌艰深晦涩的术语，而是力求用清晰易懂的语言，辅以翔实的案例和深入的分析，让每一个对科学充满求知欲的读者都能领略到激光的魅力。 第一章：光学的基石——认识我们熟悉的光 在深入激光的殿堂之前，我们有必要回顾一下构成激光基础的光学知识。本章将从光的本质出发，探讨光的波动性和粒子性，这两种看似矛盾的性质如何共同描绘出光的完整画像。 光的本质：波粒二象性 光的波动性： 我们将介绍光的干涉、衍射、偏振等现象，这些现象是波动说能够完美解释的。通过对这些经典实验的剖析，读者将理解光是如何像波一样传播，如何在空间中叠加、扩散，以及如何表现出方向性。 光的粒子性： 爱因斯坦的光电效应实验，则为光的粒子性提供了强有力的证据。我们将探讨光子这一基本粒子，理解能量是如何以一份一份的形式传递的，以及光子在与物质相互作用时的能量交换过程。 光与物质的相互作用 吸收与发射： 物质如何吸收光，又如何释放光，是激光产生的关键。本章将深入阐述原子、分子能级的概念，以及光子与原子能级跃迁之间的关系。吸收和自发辐射是自然界普遍存在的现象，它们为我们理解激光的“工作原理”打下了基础。 反射、折射与散射： 这些我们日常生活中都能观察到的光学现象，同样在激光的设计和应用中扮演着重要角色。我们将简要回顾这些基础定律，为后续章节中对光学元件的理解做铺垫。 第二章：激光的诞生——从激发到相干 本章是本书的核心，我们将逐步揭开激光诞生的神秘面纱。我们将从最基本的物理过程出发，解释激光器是如何产生一束神奇的光的。 受激辐射：激光的核心机制 什么是受激辐射？ 这是激光区别于普通光源的根本所在。我们将详细解释，当一个处于较高能级的原子或分子受到一个具有特定能量的光子激发时，会发生什么。关键在于，这个被激发的光子会诱导原子释放出一个与入射光子完全相同（频率、相位、方向、偏振）的光子。 粒子数反转： 要实现大量的受激辐射，必须满足一个重要条件：激发态的粒子数要大于基态的粒子数，这被称为“粒子数反转”。我们将探讨如何通过各种“泵浦”技术（如光学泵浦、电学泵浦、化学泵浦等）来打破粒子数平衡，实现粒子数反转。 激光器的基本组成 增益介质： 激光器的心脏，它是能够实现粒子数反转并产生受激辐射的物质。我们将介绍不同类型的增益介质，如固体、液体、气体和半导体等，以及它们各自的特点和适用范围。 谐振腔： 激光器的“放大器”。我们将深入讲解谐振腔的作用，它如何通过反射镜将光在增益介质中来回反射，反复激励，从而放大光信号。谐振腔的设计直接影响激光的模式、输出功率和稳定性。 泵浦源： 为增益介质提供能量，使其达到粒子数反转状态的能量来源。我们将回顾不同类型的泵浦源，以及它们如何高效地将能量传递给增益介质。 激光的特性——为何如此独特？ 单色性： 激光的光谱极窄，几乎是一种单一的颜色。我们将解释这是由于受激辐射产生的都是同一种频率的光子，以及谐振腔对特定频率的“选择性”作用。 方向性： 激光束极其狭窄，传播过程中发散度很小。我们将从谐振腔的几何形状和光在其中的传播模式来解释这一特性。 相干性： 激光的光波具有高度的同相位性。我们将区分相干光和非相干光，并解释高度相干性对激光在干涉、全息等应用中的重要性。 高能量密度： 激光可以将能量高度集中在一个很小的区域，产生极高的能量密度。我们将讨论这与激光的单色性、方向性和相干性之间的内在联系。 第三章：激光的家族——五花八门的激光器 激光器并非只有一种形态，而是根据其增益介质、工作原理和输出特性，形成了丰富多彩的家族。本章将带领读者认识这些不同类型的激光器。 固体激光器 红宝石激光器： 历史上的第一台激光器，虽然已不常用，但其开创性意义不容忽视。 Nd:YAG激光器： 应用最广泛的固体激光器之一，其强大的输出能力使其在工业加工、医疗等领域大放异彩。 半导体激光器（二极管激光器）： 体积小、效率高、成本低，是我们日常生活中最常见的激光源，如CD/DVD播放器、条形码扫描仪、光纤通信等。 气体激光器 He-Ne激光器： 稳定性极佳，广泛应用于干涉测量、激光演示等。 CO2激光器： 输出功率大，效率高，是工业切割、焊接、打标等领域的“主力军”。 准分子激光器： 产生紫外激光，在光刻、眼科手术等领域发挥着重要作用。 液体激光器（染料激光器） 可调谐性： 染料激光器最大的特点是输出波长可调，使其成为光谱研究和科学实验的有力工具。 其他类型激光器 我们将简要介绍如自由电子激光器、X射线激光器等前沿激光技术，展示激光研究的广度和深度。 第四章：激光的应用——点亮生活，革新世界 激光的独特性能使其成为一项“无所不能”的技术，在科研、工业、医疗、通信、军事、娱乐等几乎所有领域都发挥着至关重要的作用。本章将重点展示激光在各个领域的广泛应用。 工业领域的“利器” 激光加工： 激光切割、焊接、打标、钻孔等，以其高精度、高效率、低热影响区等优点，彻底改变了传统制造工艺。我们将分析激光加工的原理以及其在汽车、航空航天、电子等行业的应用实例。 测量与检测： 激光测距、激光扫描、激光干涉测量等，为产品质量控制和精密测量提供了前所未有的精度。 医疗领域的“守护神” 激光手术： 眼睛近视矫正（LASIK）、肿瘤治疗、皮肤美容等，激光的精确性极大地降低了手术创伤，提高了治疗效果。 诊断与成像： 激光多普勒血流测量、激光诱导荧光诊断等，为疾病的早期发现和精准诊断提供了新的手段。 信息与通信的“高速公路” 光纤通信： 激光是光纤通信系统中的核心光源，其高带宽、低损耗的特性奠定了现代高速互联网的基础。 数据存储： CD、DVD、蓝光光盘的读取和写入，都离不开激光技术的支持。 科学研究的“探针” 光谱学： 激光作为高亮度、高单色性的光源，是研究物质分子结构、化学反应机理的强大工具。 精密测量： 激光干涉仪在引力波探测、高精度测量等领域发挥着不可替代的作用。 原子物理与量子信息： 激光在冷却、囚禁原子，以及实现量子计算等方面，正扮演着越来越重要的角色。 军事与安全领域的“尖兵” 激光武器： 激光武器以其光速打击、精确制导等优势，成为未来军事技术的重要发展方向。 目标指示与测距： 激光测距仪和目标指示器能够为精确打击提供关键信息。 日常生活中的“小精灵” 条形码扫描仪、激光指示器、激光打印机 等，激光早已悄悄地融入我们的生活。 第五章：激光的安全与未来展望 任何强大的技术都伴随着潜在的风险，激光也不例外。本章将关注激光的安全问题，并展望激光技术的未来发展趋势。 激光安全：防护与规范 激光的危险性： 激光的高能量密度和方向性可能对人眼和皮肤造成伤害。我们将深入分析不同类型激光的危险等级，并介绍相应的防护措施，如激光防护眼镜、安全操作规程等。 安全标准与法规： 了解并遵守相关的安全标准和法规，是保障激光安全应用的重要前提。 激光技术的未来：无限可能 更高功率、更高效率的激光器： 推动激光在更多领域的应用。 更短波长、更长波长的激光器： 拓展激光的应用范围，例如在X射线和太赫兹波段的激光研究。 新型激光器设计与制造： 如微纳激光器、光子晶体激光器等。 激光与其他技术的融合： 如激光与人工智能、大数据相结合，催生新的应用模式。 激光在新能源、新材料等前沿领域的探索。 结语 从实验室里的奇思妙想，到改变世界的革命性技术，激光的发展历程本身就是一部精彩的科学史诗。本书希望能够激发读者对激光科学的兴趣，理解它的深层原理，并认识到它在我们这个时代所扮演的重要角色。激光的探索之旅从未停止，它的未来，充满了无限的可能。愿本书成为您开启这段精彩旅程的一把钥匙。

评分☆☆☆☆☆

这本新买的《光学系统设计与优化》真是让人眼前一亮！我原本以为这又是一本堆砌着晦涩公式和复杂理论的教科书，没想到作者在讲解基础概念时，用了大量生动具体的工程实例来辅助说明。特别是关于像差校正的那几章，书里详细剖析了几个不同应用场景下的光学系统设计难题，比如高分辨率显微镜物镜和复杂视场的大型天文望远镜。作者不仅仅是给出了解题思路，更深入地探讨了设计过程中权衡（trade-off）的重要性，比如在提高分辨率的同时如何控制系统的体积和成本。读起来一点都不枯燥，感觉就像是跟着一位经验丰富的导师在实际项目中学习一样。书中的插图和图表制作得非常精美，清晰地展示了光路结构和性能指标变化，这对于理解复杂的光学布局至关重要。我已经迫不及待想把我手头那个小型成像系统的优化问题套用书中的方法来重新设计一遍了。这本书绝对是光学设计领域不可多得的实用指南，对初入行和有一定基础的工程师都极具参考价值。

评分☆☆☆☆☆

我最近在研究先进的光学制造工艺，偶然翻到了这本《精密光学元件的表面质量与检测》。说实话，刚开始接触的时候，我对镀膜和抛光这些实际操作环节的细节了解得比较少，总觉得那些参数都是“黑箱操作”。然而，这本书彻底改变了我的看法。它对不同表面形貌误差（比如RMS、PV值）如何影响最终的光学性能进行了非常深入的量化分析，这部分内容简直是教科书级别的严谨。更让我惊喜的是，书中用相当大的篇幅介绍了最新的计量学方法，特别是那些基于波前传感器的非接触式测量技术，对每种方法的适用范围、精度限制以及数据处理流程都做了详尽的描述。我尤其欣赏作者在讨论缺陷控制时那种追求极致的态度，连微小的划痕和微泡对高功率激光系统性能的影响都被细致地列举分析。读完后，我对“完美”的镜面有了更深层次的理解，明白精密制造远比想象中复杂和微妙。

评分☆☆☆☆☆

这本《非球面光学元件的设计与加工》简直是为我量身定做的！我一直对如何有效地将复杂的光学功能集成到紧凑系统中很感兴趣，而非球面镜和自由曲面是实现这一目标的关键。这本书的结构安排得非常巧妙，前面对非球面方程的数学推导清晰明了，为后续的设计软件应用打下了坚实的理论基础。但它最出彩的地方在于对“设计到制造”的整个链条的关注。书中不仅教你如何在ZEMAX或Code V中建立非球面模型，还专门开辟了一章讨论CNC金刚石车削和磁流变抛光（MRF）的工艺窗口。我特别喜欢里面对比不同自由曲面母线在特定系统中的性能表现的案例，这种对比分析能极大地拓宽读者的设计思路。我以前总觉得自由曲面设计更像是一种艺术，但这本书让我看到它背后严谨的物理和工程逻辑。强烈推荐给所有想摆脱传统球面束缚的工程师们。

评分☆☆☆☆☆

我是在准备一个关于新型光通信器件的课题时接触到《光纤耦合与传输理论》的，这本书的视角非常独特，它没有停留在传统的光学层面，而是深度融合了电磁场理论和半导体物理。我之前读过一些偏重于光纤本体特性的书籍，但这本书的重点放在了如何高效、低损耗地将光束耦合进微米甚至纳米级别的光纤端面，以及在复杂温度和振动环境下保持传输稳定性的方法。作者对模场直径（MFD）、数值孔径（NA）与耦合效率之间非线性关系的解释极其透彻，使用了大量的傅里叶变换和模式展开的方法进行论证。最让我印象深刻的是，书中详细分析了连接器和熔接点的回波损耗问题，并给出了具体的优化措施。对于从事光通信、光纤传感或者光互连技术的人来说，这本书提供的不仅仅是知识，更是一种系统性的问题解决框架。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我对理论物理的理解能力一直不算强，但这本《衍射光学元件的设计与应用》却让我感觉豁然开朗。作者在讲解菲涅尔衍射和夫琅禾费衍射时，用了很多类比和直观的几何光学解释来辅助理解，而不是一上来就抛出复杂的积分方程。这种“自下而上”的教学方式非常适合我这种实践型学习者。书中对全息光学元件（HODS）和周期性微结构阵列的介绍尤其精彩，特别是如何利用微纳加工技术实现复杂的相位调制功能，比如光束整形和偏转。我特别留意了关于相位板（Phase Plate）设计的那一部分，它清晰地展示了如何通过计算所需的相位延迟图样，然后将其转化为可制造的梯度结构。这本书不仅帮我理解了原理，更重要的是激发了我利用衍射光学解决一些现有系统中遇到的光束扩散和匀化问题的灵感，实用性极强。