激光原理

內(nèi)容概要

　　《激光原理（第2版）》主要內(nèi)容包括光學諧振腔的構成和作用、光學諧振腔的模式、光學諧振腔的損耗，Q值及線寬、光學諧振腔的幾何光學分析、光學諧振腔的衍射理論分析、穩(wěn)定球面鏡共焦腔、一般穩(wěn)定球面鏡腔及等價共焦腔等。

書籍目錄

第一章 激光的物理基礎第一節(jié) 光的電磁波理論第二節(jié) 光波的模式和光子的量子狀態(tài)第三節(jié) 光的相干性和相干體積第四節(jié) 光子簡并度第五節(jié) 黑體輻射第六節(jié) 光的自發(fā)輻射、受激吸收和受激輻射第七節(jié) 激光的產(chǎn)生第八節(jié) 激光器和激光的特性習題第二章 光學諧振腔第一節(jié) 光學諧振腔的構成和作用第二節(jié) 光學諧振腔的模式第三節(jié) 光學諧振腔的損耗，Q值及線寬第四節(jié) 光學諧振腔的幾何光學分析第五節(jié) 光學諧振腔的衍射理論分析第六節(jié) 平行平面腔的Fox-Li數(shù)值迭代法第七節(jié) 穩(wěn)定球面鏡共焦腔第八節(jié) 一般穩(wěn)定球面鏡腔及等價共焦腔第九節(jié) 非穩(wěn)定諧振腔第十節(jié) 選模技術習題第三章 高斯光束第一節(jié) 高斯光束的基本性質(zhì)第二節(jié) 高斯光束的傳輸?shù)谌?jié) 高斯光束通過薄透鏡的變換第四節(jié) 高斯光束的聚焦第五節(jié) 高斯光束的自再現(xiàn)變換和ABCD定律在光學諧振腔中的應用第六節(jié) 高斯光束的匹配第七節(jié) 高斯光束的準直習題第四章 光場與物質(zhì)間的相互作用第一節(jié) 光場與物質(zhì)相互作用的經(jīng)典理論第二節(jié) 光譜線加寬第三節(jié) 光場與物質(zhì)相互作用的速率方程描述習題第五章 激光放大與振蕩原理第一節(jié) 激光泵浦和集居數(shù)密度反轉(zhuǎn)第二節(jié) 激活介質(zhì)的穩(wěn)態(tài)增益放大第三節(jié) 激光器振蕩原理習題第六章 激光過程動力學第一節(jié) 激光振蕩的建立第二節(jié) 激光尖峰和弛豫振蕩第三節(jié) 激光器調(diào)Q原理第四節(jié) 激光器鎖模第五節(jié) 激光器半經(jīng)典理論概述習題常用激光及原子常數(shù)表參考文獻

章節(jié)摘錄

　　在第一章中，我們曾從愛因斯坦的光場與原子間相互作用的唯象理論出發(fā)，討論了激光器構成的基本思想和激光形成的主要物理過程?？梢钥闯觯忸l電磁場與激光工作物質(zhì)中的工作粒子（例如原子、分子或離子，為簡便計通稱為原子）間的相互作用是形成激光的物理基礎。因此，對這一問題的討論就成為激光物理的中心問題之一，它不僅是我們理論激光工作物質(zhì)的放大特性、分析激光器振蕩原理的物理基礎，也是更進一步學習激光理論的基礎。本章將對這一中心問題進行較為專門的討論。在光場與物質(zhì)相互作用過程中，一般會同時存在共振相互作用與非共振相互作用。前者特指光場的頻率近似等于原子輻射本身某一固有頻率（即原子的某兩能級間輻射躍遷的波爾頻率）的情況。在激光器中，為了實現(xiàn)光的受激輻射放大，其主要的物理過程是共振相互作用。因此，本章的中心是討論場與物質(zhì)原子間的共振相互作用，非共振相互作用已超出本課程要求而不作討論?！　∮捎谖覀冇懻摰膯栴}是具有波粒二象性的光與構成物質(zhì)的大量微觀粒子體系間相互作用的問題。因此采用的理論方法的近似程序?qū)⒂休^大差異。它可以是以經(jīng)典電動力學為基礎的完全經(jīng)典的討論，亦可以是建立在量子力學基礎上的半經(jīng)典方法，甚至是在量子電動力學基礎上的完全量子化的理論方法。采用不同層次的理論方法所建立起來的激光理論自然可以以不同的近似程度揭示激光器的不同層次的特性和規(guī)律。然而，在激光工程技術中常常采用簡化的量子理論，即速率方程近似來描述光場與物質(zhì)問的相互作用并進而建立激光器的速率方程理論。該理論方法不涉及光與物質(zhì)相互作用的力學過程，而是基于愛因斯坦關于相互作用的唯象理論，建立起原子在各能級上的集居數(shù)密度在與光場相互作用過程中的變化速率方程，以及光場的光子數(shù)變化速率方程，繼而據(jù)速率方程組討論激光器的特性。由于這一理論方法能夠簡明地對激光器的一些重要宏觀特性和動力學過程給出較好的說明，因而在工程中得到了較為廣泛的應用。

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