本书为普通高等教育"十一五”国家级规划教材。 本书从内容上分为两部分。第1～5章介绍激光的基本理论，从激光的物理学基础出发，着重阐明物理概念，以及激光输出特性与激光器的参数之间的关系，尽量避免过多的理论计算，以掌握激光器的选择和使用为主要目的；第6～10章介绍激光在计量、加工、医学、信息技术，以及现代科技前沿问题中的应用，重点介绍各种应用的思路和方法。
彭润玲，上海理工大学光电信息与计算机工程学院，副教授，主讲"激光原理”等课程，参加编写普通高等教育"十一五”国家级规划教材《激光原理及应用》。
第1章辐射理论概要与激光产生的条件
11光的波粒二象性
111光波
112光子
12原子的能级和辐射跃迁
121原子能级和简并度
122原子状态的标记
123玻尔兹曼分布
124辐射跃迁和非辐射跃迁
13光的受激辐射
131黑体热辐射
132光和物质的作用
133自发辐射、受激辐射和受激吸收之间的关系
134自发辐射光功率与受激辐射光功率
14光谱线增宽
141光谱线、线型和光谱线宽度
142自然增宽
143碰撞增宽
144多普勒增宽
145均匀增宽和非均匀增宽线型
146综合增宽
15激光形成的条件
151介质中光的受激辐射放大
152光学谐振腔和阈值条件
思考练习题1
第2章激光器的工作原理
21光学谐振腔结构与稳定性
211共轴球面谐振腔的稳定性条件
212共轴球面腔的稳定图及其分类
213稳定图的应用
22速率方程组与粒子数反转
221三能级系统和四能级系统
222速率方程组
223稳态工作时的粒子数密度反转分布
224小信号工作时的粒子数密度反转分布
225均匀增宽型介质的粒子数密度反转分布
226均匀增宽型介质粒子数密度反转分布的饱和效应
23均匀增宽介质的增益系数和增益饱和
231均匀增宽介质的增益系数
232均匀增宽介质的增益饱和
24非均匀增宽介质的增益饱和
241介质在小信号时的粒子数密度反转分布值
242非均匀增宽型介质在小信号时的增益系数
243非均匀增宽型介质稳态粒子数密度反转分布
244非均匀增宽型介质稳态情况下的增益饱和
25激光器的损耗与阈值条件
251激光器的损耗
252激光谐振腔内形成稳定光强的过程
253阈值条件
254对介质能级选取的讨论
思考练习题2
第3章激光器的输出特性
31光学谐振腔的衍射理论
311数学预备知识
312菲涅耳-基尔霍夫衍射公式
313光学谐振腔的自再现模积分方程
314激光谐振腔的谐振频率和激光纵模
32对称共焦腔内外的光场分布
321共焦腔镜面上的场分布
322共焦腔中的行波场与腔内外的光场分布
33高斯光束的传播特性
331高斯光束的振幅和强度分布
332高斯光束的相位分布
333高斯光束的远场发散角
334高斯光束的高亮度
34稳定球面腔的光束传播特性
341稳定球面腔的等价对称共焦腔
342稳定球面腔的光束传播特性
35其他几种常用的激光光束
351厄米-高斯光束
352拉盖尔-高斯光束
353贝塞尔光束
36激光器的输出功率
361均匀增宽型介质激光器的输出功率
362非均匀增宽型介质激光器的输出功率
37激光器的线宽极限
38激光光束质量的品质因子M2
39模式激光的某些一阶统计性质
391单模激光的一阶统计性质
392多模激光的一阶统计性质
思考练习题3
第4章激光的基本技术
41激光器输出的选模
411激光单纵模的选取
412激光单横模的选取
42激光器的稳频
421影响频率稳定的因素
422稳频方法概述
423兰姆凹陷法稳频
424饱和吸收法稳频
43激光束的变换
431高斯光束通过薄透镜时的变换
432高斯光束的聚焦
433高斯光束的准直
434激光的扩束
44激光调制技术
441激光调制的基本概念
442电光强度调制
443电光相位调制
45激光偏转技术
451机械偏转
452电光偏转
453声光偏转
46激光调Q技术
461激光谐振腔的品质因数Q
462调Q原理
463电光调Q
464声光调Q
465染料调Q
47激光锁模技术
471锁模原理
472主动锁模
473被动锁模
思考练习题4
第5章典型激光器介绍
51固体激光器
511固体激光器的基本结构与工作物质
512固体激光器的泵浦系统
513固体激光器的输出特性
514新型固体激光器
52气体激光器
521氦氖(HeNe)激光器
522二氧化碳激光器
523Ar＋离子激光器
53染料激光器
531染料激光器的激发机理
532染料激光器的泵浦
533染料激光器的调谐
54半导体激光器
541半导体的能带和产生受激辐射的条件
542PN结和粒子数反转
543半导体激光器的工作原理和阈值条件
544同质结和异质结半导体激光器
55其他激光器
551准分子激光器
552自由电子激光器
553化学激光器
思考练习题5
第6章激光在精密测量中的应用
61激光干涉测长
611干涉测长的基本原理
612激光干涉测长系统的组成
613激光外差干涉测长技术
614激光干涉测长应用举例
62激光衍射测量
621激光衍射测量原理
622激光衍射测量的方法
623激光衍射测量的应用
63激光测距
631激光脉冲测距
632激光相位测距
64激光准直及多自由度测量
641激光准直仪
642激光衍射准直仪
643激光多自由度测量
65激光多普勒测速
651运动微粒散射光的频率
652差频法测速
653激光多普勒测速技术的应用
66环形激光测量角度和角加速度
661环形激光精密测角
662光纤陀螺
67激光环境计量
68激光散射板干涉仪
思考练习题6
第7章激光加工技术
71激光热加工原理
72激光表面改性技术
721激光淬火技术的原理与应用
722激光表面熔凝技术
723激光熔覆技术
73激光去除材料技术
731激光打孔
732激光切割
74激光焊接
741激光热导焊
742激光深熔焊
743激光复合焊
75激光快速成型技术
751激光快速成型技术的原理及主要优点
752激光快速成型技术
753激光快速成型技术的重要应用
76其他激光加工技术
761激光清洗技术
762激光弯曲
思考练习题7
第8章激光在医学中的应用
81激光与生物体的相互作用
811生物体的光学特性
812激光对生物体的作用
813激光对生物体应用的优点
82激光在临床治疗中的应用
821激光临床治疗的种类与现状
822激光在皮肤科及整形外科领域中的应用
823激光在眼科中的应用
824激光在泌尿外科中的应用
825激光在耳鼻喉科中的应用
826最新的技术——间质激光光凝术
827光动力学治疗
83激光在生物体检测及诊断中的应用
831利用激光的生物体光谱测量及诊断
832激光断层摄影
833激光显微镜
84医用激光设备
841医用激光光源
842医用激光传播用光纤
85激光应用于医学的未来
851医用激光新技术
852光动力学治疗的前景
思考练习题8
第9章激光在信息技术中的应用
91光纤通信系统中的激光器和光放大器
911半导体激光器
912光纤激光器
913光放大器
92激光全息三维显示
921全息术的历史回顾
922激光全息术的基本原理和分类
923白光再现的全息三维显示
924计算全息图
925数字全息术
926全息三维显示的优点
927全息三维显示的应用
928全息三维显示技术的展望
93激光存储技术
931激光存储的基本原理、分类及特点
932激光光盘存储
933激光体全息光存储
934激光存储技术的新进展
94激光扫描和激光打印机
941激光扫描
942激光打印机
95量子光通信中的激光源
951量子光通信
952量子态发生器及应用
思考练习题9
第10章激光在科学技术前沿问题中的应用
101激光核聚变
1011受控核聚变
1012磁力约束和惯性约束控制方法
1013激光压缩点燃核聚变的原理
102激光冷却
103激光操纵微粒
1031光捕获
1032微粒操纵
104超越经典衍射极限的分辨率
1041解析延拓
1042综合孔径傅里叶全息术
1043傅里叶叠层算法
1044相干谱复用
1045非相干结构光照明成像
1046超分辨荧光显微镜
105激光光谱学
1051拉曼光谱
1052空间高分辨的激光显微光谱
1053频率高分辨的双光子光谱
1054时间高分辨的激光闪光光谱
1055各种特殊效能的激光光谱技术
106激光用于反常多普勒效应的基础物理研究
1061电磁波的正常多普勒效应
1062在负折射率材料中传播的电磁波的反常多普勒效应
1063折射光子晶体棱镜的设计以及负折射性质的实验验证
1064反常多普勒效应的测量光路设计及理论分析
1065反常多普勒效应的测量实验结果
思考练习题10
附录A随机变量
A1概率的定义和随机变量
A2分布函数和密度函数
A3推广到两个或多个联合随机变量
A4统计平均
附录B随机过程
B1随机过程的定义和描述
B2平稳性和遍历性
参考文献
书单推荐
