激光器件 - 中国高校教材图书网
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书名： |
激光器件
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| ISBN： | 978-7-5606-2634-5 |
条码： | |
| 作者： |
周广宽
相关图书
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装订： | 平装 |
| 印次： | 1-1 |
开本： | 16开 |
| 定价： |
￥33.00
折扣价：￥31.35
折扣：0.95
节省了1.65元
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字数： |
446千字
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| 出版社： |
西安电子科技大学出版社 |
页数： |
293页
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| 发行编号： | |
每包册数： |
13
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| 出版日期： |
2011-08-31 |
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| 内容简介： |
本书系统全面地阐述了各类主要激光器件的工作原理、工作特性、输出特性以及基本的设计方法和应用，涉及的主要激光器件有气体激光器、固体激光器、半导体激光器及其他具有代表性的各类器件。
本书内容编排深入浅出、条理清晰、重点突出、实用性强，反映了近年来国内外激光器件研究及应用的最新成果和最新进展。
本书系统全面地阐述了各类主要激光器件的工作原理、工作特性、输出特性以及基本的设计方法和应用，涉及的主要激光器件有气体激光器、固体激光器、半导体激光器及其他具有代表性的各类器件。
本书内容编排深入浅出、条理清晰、重点突出、实用性强，反映了近年来国内外激光器件研究及应用的最新成果和最新进展。
本书可作为电子科学与技术、光信息科学与技术、应用物理与技术等专业本科生和研究生的教材，也可作为从事光电子技术及相关产业的技术人员和其他相关专业师生的参考书。
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| 作者简介： |
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| 章节目录： |
第一篇气 体 激 光 器
第一章 气体激光器的放电激励基础 2
1.1 气体放电的基本过程 2
1.1.1 气体放电粒子的种类及其相互作用 2
1.1.2 气体放电的基本参量 5
1.1.3 气体放电的形式 9
1.2 气体放电中的选择激发过程 12
1.2.1 共振激发能量转移 12
1.2.2 电荷转移 13
1.2.3 潘宁效应 14
1.2.4 电子碰撞 14
1.3 气体激光器的其他激励方式 14
1.3.1 电子束激励 15
1.3.2 光激励 15
1.3.3 热激励 15
1.3.4 化学能激励 15
1.3.5 核能激励 16
练习与思考题 16
第二章 原子气体激光器 17
2.1 氦氖激光器的工作原理 17
2.1.1 氦氖激光器的基本结构 17
2.1.2 氦氖原子的能级结构 19
2.1.3 粒子数反转分布的建立过程 21
2.2 氦氖激光器的工作特性 24
2.2.1 氦氖激光器速率方程组 24
2.2.2 增益与放电条件的关系 25
2.2.3 增益曲线和增益饱和 28
2.3 氦氖激光器的输出特性 30
2.3.1 氦氖激光器的输出功率 30
2.3.2 氦氖激光束的发散角 35
2.3.3 氦氖激光的偏振特性 35
2.3.4 氦氖激光的频率特性 36
2.4 氦氖激光器的设计 39
2.4.1 放电管长度和谐振腔长度 40
2.4.2 反射镜曲率半径 40
2.4.3 放电管内径 42
2.4.4 最佳透过率 42
2.4.5 设计举例 43
2.5 其他氦氖激光器和其他惰性气体原子激光器 43
2.5.1 其他形式的氦氖激光器 44
2.5.2 其他惰性气体原子激光器 46
2.6 金属蒸气原子激光器 47
2.6.1 自终止跃迁激光器 47
2.6.2 铜蒸气原子激光器 48
2.6.3 其他金属蒸气原子激光器 53
练习与思考题 56
第三章 分子气体激光器 58
3.1 普通型二氧化碳分子激光器的激励机理 58
3.1.1 二氧化碳分子能级结构 58
3.1.2 粒子数反转分布的建立 61
3.2 普通型二氧化碳分子激光器的工作特性 66
3.2.1 普通型二氧化碳分子激光器的结构 67
3.2.2 普通型二氧化碳分子激光器的工作特性 68
3.2.3 辅助气体 72
3.3普通型二氧化碳分子激光器的输出特性73
3.3.1输出功率73
3.3.2频谱特性77
3.3.3选支原理81
3.4中小型二氧化碳分子激光器的设计85
3.4.1放电管长度和腔长85
3.4.2腔镜曲率半径85
3.4.3放电管直径85
3.4.4输出镜最佳透过率Topt85
3.4.5估计功率P86
3.5流动型二氧化碳分子激光器86
3.5.1流动型二氧化碳分子激光器的工作特性86
3.5.2流动型二氧化碳分子激光器的分类87
3.6横向激励高气压型二氧化碳分子激光器89
3.6.1TEACO2分子激光器的特点89
3.6.2TEACO2分子激光器的工作特性90
3.6.3高气压均匀辉光放电技术94
3.6.4紫外预电离TEACO2分子激光器95
3.7气动型二氧化碳分子激光器96
3.7.1气动CO2分子激光器的工作原理96
3.7.2气动CO2分子激光器的结构97
3.7.3气动CO2分子激光器的工作特性99
3.8准分子激光器101
3.8.1准分子概念及其能级结构101
3.8.2XeF*激光器的工作原理102
3.8.3快放电激励XeF准分子激光器104
3.8.4电子束激励XeF准分子激光器105
3.9光泵远红外分子激光器106
3.9.1光泵浦概念107
3.9.2光泵远红外分子激光器基本原理107
3.9.3谐振腔构型108
3.10氮分子激光器110
3.10.1氮分子激光器激发机理110
3.10.2氮分子激光器的激励电路112
3.10.3氮分子激光器的输出特性113
练习与思考题116
第四章气体离子激光器118
4.1氩离子激光器118
4.1.1氩离子的能级结构和激发机理118
4.1.2氩离子激光器的结构120
4.1.3氩离子激光器的工作特性122
4.2氦-镉离子激光器125
4.2.1镉离子的能级结构和激发126
4.2.2氦-镉离子激光器的结构127
4.2.3氦-镉离子激光器的工作特性128
4.3其他金属蒸气离子激光器130
4.3.1砷金属蒸气离子激光器130
4.3.2氩-氪离子激光器131
4.3.3氪离子激光器131
4.3.4氦-镉-汞离子激光器131
4.3.5氦-铅离子激光器131
练习思考题132
第二篇固 体 激 光 器
第五章固体激光器的基本特性134
5.1固体激光器的基本原理134
5.1.1固体激光器的基本结构134
5.1.2固体激光器的能量转换135
5.2固体激光器的基本特性136
5.2.1固体激光器的阈值136
5.2.2固体激光器的增益饱和和饱和光强137
5.2.3固体激光器的弛豫振荡137
5.2.4固体激光器的输出光束质量139
5.2.5固体激光器的光谱特性139
5.2.6固体激光器的偏振特性140
练习与思考题140
第六章固体激光器工作物质的性质141
6.1固体激光器对工作物质的基本要求141
6.1.1基质材料141
6.1.2激活离子143
6.2红宝石晶体144
6.2.1红宝石晶体的物理性质144
6.2.2红宝石晶体的激光性质145
6.3掺钕钇铝石榴石晶体和钕玻璃147
6.3.1掺钕钇铝石榴石晶体的物理性质147
6.3.2掺钕钇铝石榴石晶体的激光性质148
6.4钕玻璃150
6.4.1钕玻璃的物理性质150
6.4.2钕玻璃的激光性质150
6.5其他固体激光器的工作物质152
6.5.1激光陶瓷152
6.5.2掺铒钇铝石榴石晶体155
6.5.3掺钬钇铝石榴石晶体155
6.5.4掺钕铝酸钇晶体156
6.5.5掺钛蓝宝石晶体157
练习与思考题159
第七章固体激光器的光泵浦系统160
7.1泵浦光源160
7.1.1惰性气体放电灯160
7.1.2卤钨灯163
7.1.3激光二极管163
7.1.4太阳光164
7.2聚光腔164
7.2.1泵浦方式与聚光腔结构164
7.2.2聚光腔的能量传输特性167
7.3泵浦光源的供电系统167
7.3.1脉冲氙灯的供电系统167
7.3.2连续氪弧光灯的供电系统172
练习与思考题173
第八章固体激光器的热效应及补偿174
8.1固体激光工作物质的热效应174
8.1.1连续固体激光器的热效应174
8.1.2单脉冲固体激光器的热效应178
8.1.3重复率脉冲固体激光器的热效应178
8.2固体激光器的散热179
8.2.1冷却技术179
8.2.2光学补偿方法181
8.2.3采用非圆柱形工作物质181
练习与思考题182
第九章固体激光器谐振腔183
9.1光学谐振腔的模参数183
9.1.1谐振腔的变换矩阵183
9.1.2谐振腔的稳定性条件184
9.2类透镜介质对激光束的变换184
9.2.1类透镜介质184
9.2.2类透镜介质对激光束的变换矩阵185
9.3热稳腔187
9.3.1热稳条件187
9.3.2几种典型的热稳腔189
练习与思考题192
第三篇半导体激光器
[FL（2]第十章半导体激光器的工作原理194
10.1半导体物理基础194
10.1.1半导体的能带结构194
10.1.2电子在能带之间的跃迁196
10.1.3辐射复合与非辐射复合197
10.1.4PN结的能带结构200
10.2半导体激光器的工作原理203
10.2.1半导体激光器的粒子数反转分布条件204
10.2.2半导体激光器有源介质的增益系数205
10.2.3阈值增益207
10.2.4光子反馈方式207
练习与思考题208
第十一章半导体激光器的基本构型209
11.1异质结激光器209
11.1.1异质结的构型和主要性质210
11.1.2单异质结激光器214
11.1.3双异质结激光器216
11.1.4条形结激光器218
11.2量子阱激光器219
11.2.1量子阱220
11.2.2量子阱激光器221
11.2.3应变量子阱激光器223
11.3其他结构的半导体激光器224
11.3.1分布反馈和分布布拉格反射半导体激光器225
11.3.2垂直腔表面发射激光器226
11.3.3微碟半导体激光器227
练习与思考题228
第十二章半导体激光器的输出特性229
12.1半导体激光器的转换效率229
12.1.1功率效率229
12.1.2量子效率230
12.2半导体激光器的空间模式231
12.2.1垂直方向发散角231
12.2.2平行方向发散角232
12.2.3半导体激光器的像散233
12.3半导体激光器的纵模234
12.3.1纵模模谱234
12.3.2影响纵模谱的因素235
12.3.3纵模与横模之间的关系237
12.3.4LD的光谱线宽237
12.4半导体激光器的动态特性239
12.4.1速率方程239
12.4.2接通延迟和弛豫振荡240
12.4.3调制特性241
12.4.4噪声特性242
练习与思考题243[FL）]
[HS(3][JZ][HT4”XBS]第四篇其 他 激 光 器[HS)][HT5SS]
[FL（2]第十三章液体激光器246
13.1有机染料分子的光吸收和光发射246
13.1.1染料分子的能级结构246
13.1.2染料分子的光吸收和光发射249
13.2脉冲染料激光器249
13.2.1粒子数反转分布的建立250
13.2.2脉冲激光泵浦染料激光器251
13.3连续染料激光器255
13.3.1染料激光器连续工作条件255
13.3.2连续染料激光器的阈值泵浦功率密度255
13.3.3典型的连续波染料激光器256
13.4无机液体激光器258
13.4.1激光机理259
13.4.2无机液体激光器的结构和特性259
练习与思考题260
第十四章化学激光器261
14.1化学激光器的工作原理261
14.1.1化学激光器的特点261
14.1.2化学激光器的激发机理262
14.2氟化氢化学激光器263
14.2.1粒子数反转分布机理264
14.2.2连续波氟化氢化学激光器的结构和特性265
14.2.3脉冲氟化氢化学激光器的结构和特性268
14.3氧碘化学激光器269
14.3.1氧碘化学激光器的激光跃迁及工作原理269
14.3.2氧碘化学激光器的结构和特性 269
14.3.3化学氧碘激光器的发展273
练习与思考题274
第十五章自由电子激光器275
15.1自由电子激光器的工作原理275
15.1.1自由电子激光器的结构275
15.1.2自由电子光辐射的产生277
15.1.3自由电子激光的产生280
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| 精彩片段： |
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| 书 评： |
众所周知，激光器的发明是20世纪人类科技四大发明之一。五十多年来，激光科学技术以其强大的生命力推动着光电子技术及其相关产业的形成和发展，其应用已经遍及科技、军事和社会发展的许多领域，远远超出当年人们原有的设想。激光器的发明不仅导致了一部典型的学科交叉的创造发明史，而且生动地体现了人类的知识和技术创新活动是如何推动经济、社会的发展，从而造福人类的物质和精神生活的。
随着激光技术的飞速发展，各类激光器件的性能明显提高，激光器件的应用范围不断拓展和扩大，加之电子科学与技术、光信息科学与技术、应用物理与技术、激光技术、近代光学等专业培养规模的扩大及相关产业的发展和进步，从事激光器件的应用研究和开发的技术人员日益增多，广大读者迫切需要系统全面地学习激光器件的相关知识和了解激光器件的最新进展。本书在激光原理的基础上，围绕选取什么样的工作物质、选择什么样的谐振腔、采取什么样的泵浦手段构成激光器件，来介绍激光器的结构、工作原理、工作特性、输出特性及基本的设计方法。各章节的内容编排既注重基本理论知识之间的有机联系，又有大量的实例解析，并配有练习思考题，便于读者学习。
书中内容取材丰富新颖，既包括了传统激光器件，又反映了近年来国内外激光器件研究及应用的最新成果和最新进展，使本书具有适应本学科领域发展水平的先进性。本书内容编排循序渐进、深入浅出、条理清晰、通俗易懂、实用性强，总结了编者十余年来从事激光器件教学工作的经验和体会，体现了理论指导实践，实践检验理论的研究方法，是一本理想的教学用书，也是相关科技人员的理想参考书。
全书共分四篇16章。第一篇（第1~4章）气体激光器，重点讨论氦氖激光器和二氧化碳激光器的基本结构、工作原理、工作特性、输出特性及基本的设计方法，以及最新成果和最新进展。同时还介绍了其他一些重要的气体激光器，如金属蒸气激光器、离子气体激光器、准分子激光器、光泵浦远红外激光器、氮分子激光器等。第二篇（第5～9章）固体激光器，重点讨论了红宝石激光器、钕玻璃激光器、 YAG晶体激光器的基本结构、工作原理、工作特性、输出特性，同时还介绍了固体激光器的一些重要的新进展，如可调谐固体激光器和透明陶瓷激光器。第三篇（第10~12章）半导体激光器，重点讨论了同质结GaAs半导体激光器和异质结半导体激光器的基本结构、工作原理、工作特性、输出特性，同时还介绍了半导体激光器的一些新型器件。第四篇（第13~16章）其他激光器，介绍了染料激光器及其新进展，和一些处于研究阶段的新型激光器，如自由电子激光器、化学激光器、光纤激光器等。
本书可作为电子科学与技术、光信息科学与技术、应用物理与技术、激光技术、近代光学等专业的本科生和相关专业研究生的教材，也可作为从事激光技术、光电子技术、光纤通信技术、激光医学、激光化学、激光计量、激光加工等的研究人员、技术人员以及高等院校其他相关专业的师生的参考书。
本书的第一篇、第二篇和第三篇的部分内容由周广宽编写，第三篇的部分内容和第四篇的一部分由葛国库编写，第四篇的另一部分由赵亚辉编写。全书由周广宽统稿。
本书在编写的过程中，参阅了大量的国内外文献，在此向这些文献的作者表示诚挚的感谢！
本书在编写的过程中得到西安科技大学通信与信息工程学院的大力支持，也得到西安电子科技大学出版社云立实和杨宗周编辑的多方帮助，在此一并表示诚挚的感谢！
由于编者水平有限，书中可能还存有一些不足之处，敬请读者批评指正，不胜感激！
编者
2011年5月
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