光电子科学与技术前沿 稀土激光晶体材料及其应用 徐军 等 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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徐军 等 著

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030473684

商品编码：29881574130

包装：平装

出版时间：2018-03-01

图书基本信息,请以下列介绍为准
书名	光电子科学与技术前沿 稀土激光晶体材料及其应用
作者	徐军 等
定价	80.00元
ISBN号	9787030473684
出版社	科学出版社
出版日期	2018-03-01
版次	1

其他参考信息（以实物为准）
装帧：平装	开本：	重量：0.4
版次：1	字数：	页码：

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目录

内容提要

本书以激光晶体材料的研究热点——激光二极管（LD）泵浦全固态稀土激光晶体材料为主题，结合著者的研究成果，较全面和系统地总结了外**研究成果，并对未来发展趋势进行展望。按稀土激活离子种类（Yb3 、Nd3 、Er3 、Tm3 、Ho3 等）和激光应用（多波长激光、超快锁模激光等）进行分类，分别总结了不同稀土激光晶体材料的生长、结构缺陷、光谱能级、激光特性及激光应用，重点展示我科技团队在该领域中的整体研究水平和实力。

编辑推荐

作者介绍

序言

《光电子科学与技术前沿：稀土激光晶体材料及其应用》 内容概要： 本书是“光电子科学与技术前沿”系列丛书中的一本，聚焦于光电子技术发展中至关重要的核心材料——稀土激光晶体。书中深入探讨了稀土激光晶体材料的基础科学原理、制备技术、光学特性、能级结构、光谱行为以及其在各类激光器中的应用。作者团队凭借深厚的专业知识和丰富的实践经验，系统梳理了当前稀土激光晶体材料的研究现状、面临的挑战以及未来的发展趋势，旨在为相关领域的研究者、工程师以及学生提供一份全面、权威的参考。 核心内容详述： 第一部分：稀土元素及其在激光材料中的地位 稀土元素概述： 本部分将首先介绍稀土元素（镧系元素）的化学性质、电子构型特点，特别是其独特的f电子壳层结构，这是其在发光材料中扮演关键角色的根本原因。文章会详细阐述不同稀土离子的光谱特性，例如不同离子的吸收和发射波长范围，以及它们的共振效应和高效能量传递机制。 稀土离子作为激活剂的优势： 重点分析为什么稀土离子能够成为优异的激光激活剂。讨论稀土离子的“内禀”发光特性，包括宽的吸收带、窄的发射谱线、长寿命的发光以及潜在的量子放大效应。对比其他发光体系，强调稀土离子在激光材料设计上的不可替代性。 激光材料的基本要求： 简要回顾激光材料需要具备的关键性能，如高增益、低损耗、良好的热导性、化学稳定性以及易于加工等。为后续讨论稀土激光晶体如何满足这些要求奠定基础。 第二部分：稀土激光晶体材料的分类与合成 主体晶格材料的选择： 深入探讨了不同晶体基质（如氟化物、氧化物、钽酸盐、磷酸盐等）对稀土离子激活特性的影响。分析不同晶格结构对稀土离子能级分裂、荧光寿命、上转换和下转换效率的影响。例如，讨论低对称性晶格如何产生更窄的荧光谱线，以及高对称性晶格如何有利于能量传递。 主流稀土激光晶体实例： 详细介绍几种具有代表性的稀土激光晶体，并对其进行深入剖析。 Nd:YAG（掺钕钇铝石榴石）： 作为最经典的激光晶体之一，文章会详细介绍其制备方法（如提拉法、坩埚下降法）、优异的光学性能（高增益、良好的热导性、较长的荧光寿命），以及其在工业、医疗和科研领域的广泛应用。 Yb:YAG（掺镱钇铝石榴石）： 阐述Yb离子的独特优势，如仅有两能级系统、吸收谱线宽、易于泵浦以及低量子缺陷，使其成为高功率、超短脉冲激光器的理想材料。 Er:YAG（掺铒钇铝石榴石）： 重点分析Er离子的2.94 μm（皮肤切割）和1.54 μm（眼科应用、光纤通信）等关键发射波长，以及其在医疗领域的特殊应用。 Ti:Sapphire（掺钛蓝宝石）： 介绍其宽带发射特性，使其成为可调谐激光和超快激光（飞秒激光）的重要材料。 其他重要稀土激光晶体： 如Nd:GdVO4, Yb:GdVO4, Nd:YVO4, Nd:GdCa4O(BO3)3 (GdBCO), Yb:KLuW, Yb:YLuW等，讨论它们的结构特点、性能优势以及特定应用领域。 制备技术： 详细介绍目前主流的稀土激光晶体生长技术，包括： 提拉法（Czochralski Method）： 描述其原理、工艺流程、优缺点，以及如何控制晶体质量和掺杂均匀性。 坩埚下降法（Vertical Bridgman Method）： 阐述其特点，尤其适用于生长某些难以提拉的材料。 溶液法（Flux Growth）： 介绍其在生长一些低熔点或易分解材料方面的优势。 陶瓷法（Ceramic Fabrication）： 探讨稀土激光陶瓷作为晶体替代材料的兴起，其在制备大尺寸、高掺杂浓度材料方面的潜力。 晶体生长中的关键挑战： 分析晶体生长过程中可能遇到的问题，如杂质控制、应力、裂纹、相分离、掺杂不均等，并介绍相应的解决方案和质量控制手段。 第三部分：稀土激光晶体材料的光学特性与能级动力学 稀土离子能级结构： 深入剖析不同稀土离子（如Nd3+, Yb3+, Er3+, Tm3+, Ho3+等）的电子能级结构，包括基态、激发态、亚稳态以及它们之间的跃迁。利用Judd-Ofelt理论等方法，讲解如何计算和预测其光学参数。 吸收与发射光谱： 详细分析稀土激光晶体在不同泵浦源（如半导体激光器、灯泵浦）下的吸收光谱特征，以及其在不同发射波长下的发射光谱。讨论谱线展宽机制（如声子展宽、多体相互作用）。 荧光寿命与能量传递： 阐述稀土离子的荧光寿命及其影响因素，如晶格振动、能量转移（如合作上转换、交叉弛豫）。重点分析不同浓度稀土离子之间的能量传递机制，以及其对激光性能的影响。 上转换与下转换： 详细介绍稀土离子材料中的上转换（Low-to-High energy）和下转换（High-to-Low energy）过程，分析其发生的机理、影响因素以及在特殊应用中的潜力，例如在太阳能电池效率提升、生物成像等领域。 非线性光学效应： 探讨稀土激光晶体所表现出的非线性光学效应，如二次谐波产生（SHG）、三次谐波产生（THG），以及其在倍频、光参量振荡等领域的应用。 第四部分：稀土激光晶体在激光器中的应用 连续波（CW）激光器： 介绍稀土激光晶体在各种功率水平的CW激光器中的应用，包括低功率精密加工、医疗美容、科学研究等。 脉冲激光器： 调Q激光器： 阐述稀土激光晶体如何通过调Q技术产生高功率短脉冲，广泛应用于激光雷达、测距、材料加工等。 锁模激光器： 重点介绍稀土激光晶体在实现超短脉冲（皮秒、飞秒）激光器中的关键作用，分析其在超快动力学研究、精密加工、非线性光学等领域的价值。 高功率激光器： 讨论稀土激光晶体在高功率激光系统中的挑战，如热效应、光学损伤等，以及通过分布式增益、高效散热等技术克服这些挑战的策略。 特殊波长激光器： 介绍稀土激光晶体在产生特殊波长激光方面的能力，例如红外激光（如Er:YAG的2.94 μm）、紫外激光（通过倍频）。 激光器设计中的优化： 分析如何根据不同的应用需求，选择合适的稀土激光晶体材料、优化泵浦方式、设计谐振腔等，以实现最佳的激光输出性能。 第五部分：稀土激光晶体材料的未来发展趋势与挑战 新型稀土激光晶体材料的开发： 探讨高性能、多功能新型稀土激光晶体材料的探索方向，包括新型基质材料、新型掺杂离子组合、纳米晶体材料等。 先进制备技术的研发： 预测和分析更高效、更环保、更精密的晶体生长和陶瓷制备技术的发展。 激光性能的提升： 展望在提升激光增益、降低阈值、提高转换效率、实现更短脉冲、更高功率输出等方面的研究进展。 新兴应用领域的拓展： 预见稀土激光晶体在更多新兴领域的应用潜力，如量子信息、生物医学成像、先进传感、空间通信等。 面临的挑战与解决方案： 总结当前稀土激光晶体材料研究和应用中存在的关键科学与工程挑战，例如热管理、光学损伤、成本控制、环境友好性等，并提出可能的解决方案和研究方向。 结论： 本书通过对稀土激光晶体材料的系统性阐述，揭示了其在现代光电子技术中的核心地位和广阔的应用前景。随着科学技术的不断进步，稀土激光晶体材料必将在推动激光技术发展、拓展其应用边界方面继续发挥不可或缺的作用。本书旨在激发更多研究者和工程师投身于这一充满活力的领域，共同探索光电子科学与技术的无限可能。

评分☆☆☆☆☆

我非常关注这本书的图文并茂程度。对于一个涉及晶体材料和光电子技术的学科，高质量的图片、示意图、实验装置图，甚至是材料的微观结构照片，都能极大地帮助读者理解抽象的概念。例如，如果书中能够配有不同稀土激光晶体的三维结构模型图，或者是它们的光谱曲线图，甚至是如何将这些晶体集成到激光器中的示意图，那将使我对书中的内容有更直观、更深刻的认识。这种图文结合的方式，能够有效地弥补文字描述的局限性，让复杂的科学原理变得更加易于理解和接受。

评分☆☆☆☆☆

关于“徐军 等”的署名，这通常意味着该书是由一个团队共同完成的，并且可能由徐军教授作为主要贡献者。这种多人协作的研究成果，往往能够汇聚更广泛的专业知识和更深入的研究视角。我期待这本书能够展现出这种集体智慧的结晶，既有扎实的理论基础，又有丰富的实验数据支持。同时，我希望作者们在行文中能够保持学术的严谨性，同时又不失可读性，能够让非专业读者也能在一定程度上理解其中精妙之处。如果书中能够引用最新的科研文献，提供权威的数据和图表，那将是极大的加分项。

评分☆☆☆☆☆

在阅读的过程中，我希望能深入了解不同种类的稀土激光晶体，例如YAG（钇铝石榴石）、YVO4（钇钒酸盐）等，它们各自的优势和劣势是什么？在面对不同的应用场景时，工程师们又是如何根据材料的特性来选择最合适的晶体？激光器的效率、波长稳定性、输出功率等关键性能，很大程度上取决于所使用的激光晶体。因此，对这些材料的细致分析，包括其光谱特性、热学性能、机械强度等，是理解激光器设计和优化的基础。作者能否提供一些具体的案例，展示这些材料是如何克服技术瓶颈，实现性能的飞跃？这将非常有助 于我理解理论知识与实际工程之间的联系。

评分☆☆☆☆☆

在阅读过程中，我也会仔细揣摩作者的写作风格和逻辑结构。一本好的科技书籍，应该有清晰的脉络，从基础概念的介绍，到具体材料的分析，再到应用实例的阐述，层层递进，引人入胜。我希望作者能够用一种既专业又易于理解的语言来表达，避免过多的专业术语堆砌，或者在必要时提供清晰的解释。同时，我也会关注书中引用的文献是否具有代表性，是否覆盖了该领域的最新研究成果，这能体现出作者研究的广度和深度。

评分☆☆☆☆☆

阅读一本深入研究某一领域书籍的过程，本身就是一次学习和启迪的旅程。特别是像《光电子科学与技术前沿》这样的书籍，它不仅传递知识，更重要的是激发思考。当我开始阅读时，我会在脑海中不断地构建与书中内容相关的知识体系，将已有的认知与之对照、融合。我会思考，当前的技术水平距离书中描绘的未来还有多远，又有哪些挑战需要克服。这种思考的过程，本身就是一种价值的体现，它能够帮助我更好地理解科技的进步，以及它对社会发展带来的深远影响。

评分☆☆☆☆☆

最终，一本好的科技书籍，应该能够在我合上书本后，依然在我脑海中留下深刻的印记，并促使我进一步思考和探索。它不应仅仅停留在知识的传递，更应该是一种思想的启迪。我希望《光电子科学与技术前沿 稀土激光晶体材料及其应用》能够激发我对于光电子科学领域更浓厚的兴趣，甚至可能改变我对未来科技发展方向的认知。它能够让我感受到科学研究的魅力，以及人类在探索未知世界中所付出的不懈努力。

评分☆☆☆☆☆

对于一本面向“前沿”的书籍，我最期待的是它能够呈现出作者们对于该领域未来发展趋势的深刻洞察和独到见解。这本书是否能够预见未来几年甚至十几年内，稀土激光晶体技术可能会有哪些突破性的进展？例如，是否存在着能够实现更高功率、更短脉冲、更宽光谱范围的新型稀土激光晶体？它们在诸如全息存储、激光雷达、甚至是太空探索等新兴应用领域，又将扮演怎样的角色？如果作者能够基于严谨的科学分析，提供一些富有启发性的展望，那将极大地提升这本书的价值，并激发读者对未来科技的无限想象。

评分☆☆☆☆☆

“应用”这个词，无疑是这本书中最具吸引力的部分之一。激光技术早已渗透到我们生活的方方面面，从条形码扫描到光纤通信，从工业切割到医疗美容。而稀土激光晶体作为激光器的心脏，其应用前景更是无限广阔。我非常好奇，这本书会重点介绍哪些最新的、最前沿的应用方向？例如，在航空航天领域，对高精度、高功率激光的需求日益增长，稀土激光晶体是否能在此扮演关键角色？在量子计算、生物成像等新兴领域，又有哪些令人兴奋的突破？作者的论述，是否能够让我们窥见未来科技的蓝图，感受到稀土激光晶体所蕴含的巨大能量？

评分☆☆☆☆☆

对于一本专注于“稀土激光晶体材料及其应用”的书籍，我非常期待它能为我揭示这些材料是如何被发现、合成，以及它们在激光器中扮演着怎样的核心角色。想象一下，那些细微之处的原子排列，是如何孕育出强大的激光束，实现远距离通信、精密加工，甚至在医学领域发挥着救死扶伤的作用。这种从微观结构到宏观应用的跨越，本身就是科学魅力的体现。我尤其想知道，在“前沿”二字之下，作者们是否对未来稀土激光晶体材料的发展趋势进行了深入的预测，比如是否存在着新型稀土元素的发现，或者在掺杂、生长工艺上有了颠覆性的创新？这些都将极大地拓展激光技术的边界，也为相关产业的发展注入新的活力。

评分☆☆☆☆☆

一本读物，特别是像《光电子科学与技术前沿 稀土激光晶体材料及其应用》这样深入特定领域的研究著作，它的价值往往体现在作者深厚的学术积累、对前沿技术的敏锐洞察以及严谨的逻辑分析。当我翻阅它时，首先吸引我的是封面上“光电子科学与技术前沿”几个字，这立刻勾起了我对现代科技发展脉络的好奇心。光电子技术，作为信息技术、能源技术等多个领域的关键支撑，其每一次突破都预示着产业的革新和生活方式的改变。而“稀土激光晶体材料”这个更加具体的方向，则像是为这场宏大的前沿探索，点亮了一盏聚焦的明灯。稀土元素，因其独特的光电磁性质，在众多高科技材料领域扮演着不可或缺的角色，将它们与激光技术相结合，无疑是科技创新的一个重要增长点。