激光原理与技术/普通高等教育电子科学与技术类特色专业系列规划教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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安毓英，刘继芳，曹长庆 著

图书标签:

• 激光原理
• 激光技术
• 光电子技术
• 电子科学与技术
• 高等教育
• 教材
• 物理学
• 光学
• 激光应用
• 特色专业

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030266224

版次：1

商品编码：11476270

包装：平装

开本：16开

出版时间：2014-07-01

用纸：胶版纸

页数：213

字数：287000

正文语种：中文

编辑推荐

《激光原理与技术》特点
★从教学的普适性出发。以经典理论和速率方程理论相结合的处理方法阐述课程内容
★清晰的物理概念与循序渐进的内容，以受激辐射为红线，从电子学载波技术发展引出光频载波技术的基本思想和光学实现方法
★以三条主线和十二个问题的形式构成凝练的课程体系，既有树木，又见森林，有助于教师组织教学和学生自学
★丰富而紧扣课程内容的习题，帮助学生巩固激光原理与技术的基础知识

内容简介

《激光原理与技术》以经典理论和速率方程理论为基础，系统地介绍激光的基本原理和基本技术。第1章阐述激光的基本原理，第2章讨论开放式光腔和高斯光束，第3章讨论激光介质的增益线型和增益系数，第4章介绍激光器稳态振荡特性，第5章较系统地介绍典型激光器和激光技术。
《激光原理与技术》可作为电子科学与技术、光信息科学与技术专业本科生的专业基础课教材，也可供高等院校相关专业师生和有关科技人员参考。

目录

丛书序
前言
第1章 激光基础——爱因斯坦系数关系
1.1.2 光子态
1.1.3 光波模与光子态的相干性
1.1.4 光子简并度n
1.2 电子学载波技术的迷茫
1.2.1 载波和噪声波
1.2.2 电磁载波技术
1.2.3 太赫兹波鸿沟
1.2.4 光频载波的迷茫
1.3 爱因斯坦关系——自发辐射和受激辐射
1.3.1 普朗克黑体辐射公式
1.3.2 自发辐射、受激辐射与辐射的受激吸收
1.3.3 爱因斯坦关系
1.3.4 爱因斯坦微分关系
1.4 光的受激辐射放大与振荡——激光器运转的阈值和稳定条件
1.4.1 爱因斯坦关系的意义
1.4.2 粒子数反转和光的受激放大
1.4.3 增益饱和与自激振荡
1.4.4 激光器的构成及阈值条件
1.5 激光特性和课程体系
1.5.1 激光特性
1.5.2 课程体系
习题与思考题1

第2章 激光谐振腔和高斯光束
2.1 光腔的损耗及损耗描述
2.1.1 光腔损耗
2.1.2 光腔损耗计算举例
2.2 共轴球面腔的光线传输矩阵理论
2.2.1 光线传输矩阵
2.2.2 光腔稳定条件
2.2.3 本征光束
2.3 对称共焦腔的自再现模行波场
2.3.1 开腔模概念
2.3.2 Fox和Li的开腔模迭代求解方法
2.3.3 自再现模本征积分方程
2.3.4 对称共焦腔镜面上自再现模光场分布
2.3.5 行波场——高斯光束
2.4 一般稳定腔的高斯光束
2.4.1 对称共焦腔完整的行波高斯光束小结
2.4.2 一般稳定腔与对称共焦腔的等效性
2.4.3 一般稳定腔高斯光束参量（行波场）
2.5 高斯光束的传输与变换
2.5.1 高斯光束的传输规律（TEM00）
2.5.2 高斯光束的透镜变换、会聚和准直
2.5.3 高斯光束的衍射倍率因子M2
习题与思考题2

第3章 激光工作物质的增益
3.1 经典理论
3.1.1 电偶极子近似模型
3.1.2 受激吸收和色散现象的麦克斯韦理论
3.2 谱线加宽机制及加宽线型
3.2.1 均匀加宽
3.2.2 非均匀加宽
3.2.3 综合加宽
3.3 激光器速率方程
3.3.1 单模速率方程
3.3.2 多模振荡速率方程
3.4 激光介质增益及增益饱和（模式竞争）
3.4.1 均匀加宽介质
3.4.2 非均匀加宽介质
3.4.3 综合加宽介质
3.5 光放大概念分析
习题与思考题3

第4章 激光器稳态振荡特性
4.1 振荡阈值条件
4.2 阈值特性
4.3 激光器稳态输出特性
4.3.1 均匀加宽激光器的模式竞争
4.3.2 空间烧孔
4.3.3 非均匀加宽激光器的多纵模振荡
4.3.4 输出功率及最佳耦合
4.4 定态激光器频率特性
4.5 定态激光器极限线宽
习题与思考题4

第5章 典型激光器与技术
5.1 气体激光器
5.1.1 He-Ne激光器
5.1.2 CO2激光器
5.2 半导体激光器
5.2.1 反转原理
5.2.2 典型半导体激光器
5.3 固体激光器
5.3.1 红宝石激光器、钕激光器
5.3.2 可调谐固体激光器
5.3.3 激光二极管泵浦的固体激光器（DPSSL）
5.3.4 光纤激光器
5.4 调Q激光器
5.4.1 Q调制原理
5.4.2 调Q技术
5.4.3 腔倒空技术
5.4.4 调Q激光器特性
5.5 锁模激光器
5.5.1 锁模原理
5.5.2 锁模技术
5.6 稳频激光器
5.6.1 稳频原理
5.6.2 稳频的主要方法
5.7 激光放大器
5.7.1 激光放大理论
5.7.2 激光放大的主要方法
5.7.3 光纤放大器
5.8 单模激光器
5.8.1 单纵模激光器
5.8.2 基横模激光器
习题与思考题5

附录A 激光参数的定义和测试方法
A.1 激光光斑宽度和光斑直径
A.2 激光光束发散角测量
A.3 激光光束质量测量
附录B 常用物理常数、常量和常用符号表
参考文献

前言/序言

　　本书是为电子科学与技术、光信息科学与技术本科专业以及电子信息类、电子信息科学类其他相关专业编写的“激光原理”、“激光原理与技术”课程教材。
　　激光器发明虽然已将近半个世纪，但人们对激光的物理认识仍在不断深化。作者有幸讲授“激光原理与技术”课程30余年，本书是在作者历年讲稿基础上整理编著而成的。理应感谢的是，作者组织讲稿时所用的主要参考教材是周炳琨等编著的《激光原理》一书。
　　本书力求达到普通高校本科教学的普适性：第一，以经典理论和速率方程理论相结合的处理方法，讲授“激光原理与技术”，不涉及半经典理论；第二，突出爱因斯坦关系的讨论，以受激辐射为红线，从电子学载波技术发展引出光频载波技术（即单模激光器）的基本思想和光学实现方法，使教学师生对受激辐射的观念建立和物理理解有所深入；第三，以三条主线和十二个问题的形式归纳课程体系，既有树木，又见森林，有助于教师根据情况组织教学，又有利于学生自学。
　　本书共分为5章，每章后附有习题与思考题。第1章主要介绍激光的基本原理和特性，并介绍本书编写的课程体系；第2章分别应用几何光学理论和物理光学理论详细讨论无源光学开腔的损耗描述、稳定条件和腔内模式，并在此基础上介绍高斯光束的传输和变换规律；第3章分别应用经典理论和速率方程理论讨论激光工作物质的增益线型、谱线加宽机制与增益饱和规律；第4章分析激光器稳态工作特性，包括阈值特性、输出功率、模式竞争、频率牵引以及线宽极限等问题；第5章以激光工作物质分类介绍几种典型激光器，并结合激光器介绍改善和控制激光特性的调Q、锁模、选模、稳频和放大等激光技术。
　　本书的参考学时为46学时。使用本书的先修课程是大学物理和电磁理论，具有物理光学和量子力学知识的人员，使用本书更加有利。本书既可作为电子科学与技术、光信息科学与技术的本科生专业基础课程“激光原理与技术”的教材，也可供应用物理、通信工程等相关专业课程选用。
　　本书第1章由安毓英编写，第2、3章由刘继芳编写，第4、5章由曹长庆编写，安毓英统编全稿。在编写过程中，得到了西安电子科技大学技术物理学院教师们的支持，西北大学张纪岳教授、西安电子科技大学石顺祥教授审阅了全书书稿，并提出许多建设性意见，在此对他们表示衷心的感谢。
　　由于作者水平有限，书中难免存在疏漏之处，希望广大读者批评指正。

光学世界的精密脉动：从理论到应用的深度探索 本书并非一本关于激光原理与技术的教材，而是旨在为您揭示一个更为广阔、更为迷人的光学世界。我们将带领您穿越历史的长河，探寻光学思想的演进，并深入浅出地解析构成我们视觉感知以及现代科技基石的光学现象。从微观世界的粒子碰撞，到宏观宇宙的星光璀璨，光学无处不在，深刻地影响着我们对世界的理解和改造能力。 第一章：光之起源与粒子之辩 在追溯光学史的起点，我们会回到古希腊的先哲们，他们对光和视觉的朴素观察与思考。赫胥黎和欧几里得等人提出的几何光学观点，尽管尚未触及光的本质，却为后来的发展奠定了基础。然而，真正驱动光学理论革新的，是对光本质的激烈争论。 本书将详细梳理“光的粒子说”与“光的波动说”两大阵营的论战。牛顿以其精妙的实验设计和严谨的推理，有力地支持了光的粒子性，将光视为粒子流，能够直线传播并产生反射和折射。他的理论在当时占据主导地位，解释了许多光学现象。然而，随着科学的深入，一些难以用粒子说解释的现象逐渐显现，例如干涉和衍射。 波动说则认为光是一种波，能够像水波一样传播。惠更斯在17世纪末就提出了著名的惠更斯原理，预言了光的衍射现象，但直到19世纪，杨格的双缝干涉实验才无可辩驳地证明了光的波动性。菲索和傅科进一步测量了光速在不同介质中的传播速度，为波动说提供了更坚实的证据。这一时期的科学探索充满了智慧的火花与观念的碰撞，最终促使我们对光的认识进入了一个新的阶段。 第二章：电磁波的洪流与光的统一 19世纪是物理学蓬勃发展的黄金时代，麦克斯韦方程组的诞生无疑是其中最为耀眼的成就之一。本书将深入浅出地阐述麦克斯韦如何将电和磁现象统一在同一个理论框架下，并大胆预言了电磁波的存在。更令人惊叹的是，他计算出的电磁波在真空中的传播速度，与当时已知的光速惊人地吻合。 这一发现彻底改变了我们对光的理解。光不再是神秘莫测的实体，而是电磁波谱中的一个特定部分。本书将详细介绍电磁波谱的广阔图景，从低频的无线电波，到中频的微波、红外线，再到可见光、紫外线、X射线，直至高能的伽马射线。我们将探讨不同电磁波段的特性、产生方式及其在通信、成像、医学、天文学等领域的广泛应用，揭示其在现代科技中不可或缺的地位。 第三章：量子革命与光子的奇遇 尽管波动理论成功解释了光的干涉和衍射，但普朗克在解释黑体辐射时提出的“能量子”概念，以及爱因斯坦在光电效应中的“光子”假说，再次将光引入了粒子轨道。本书将详细阐述量子力学如何深刻地颠覆了经典物理学，并为光的双重性质——波粒二象性——提供了理论支撑。 我们将深入解析光电效应的原理，解释光子如何携带能量，并与电子发生相互作用，从而实现能量的传递和转化。这一现象不仅是理解量子世界的关键，也是现代光电器件，如太阳能电池、光电倍增管等的核心基础。 此外，本书还将探讨康普顿效应等其他证明光子粒子性的实验，帮助读者理解在某些相互作用中，光表现出粒子特性，而在另一些情况下，则表现出波动特性。这种矛盾而统一的描述，正是量子世界的魅力所在。 第四章：光的传播与成像的奥秘 在理解了光的本质后，我们将聚焦于光的传播及其在成像过程中的应用。几何光学作为光学的基础分支，仍然在许多领域发挥着重要作用。本书将详细讲解光的反射和折射定律，并以此为基础，深入分析透镜和镜面如何形成各种类型的图像——实像与虚像，放大与缩小，正立与倒立。 我们将解析相机、望远镜、显微镜等光学仪器的成像原理，理解它们如何通过组合不同的光学元件，实现对远处物体的观测，或对微小细节的放大。这些看似简单的原理，却支撑着我们探索宇宙和微观世界的双眼。 本书还将介绍光的衍射和干涉现象，以及它们在光学干涉仪、全息术等领域的应用。例如，干涉仪在精密测量、光学相干层析成像（OCT）等尖端技术中发挥着关键作用。全息术更是能够记录和重建物体的三维信息，为艺术、安全防伪和数据存储开辟了新的可能。 第五章：光的色彩与感知 色彩是人类感知世界的重要组成部分，而光的颜色与其波长密切相关。本书将深入探讨可见光的光谱，分析不同颜色的光是如何产生的，以及人眼是如何接收和处理这些光的。我们将介绍色彩混合的原理，包括加法混合（如屏幕显示）和减法混合（如颜料调色），并探讨色彩的感知与心理学之间的联系。 此外，本书还将介绍色散现象，即不同颜色的光在穿过介质时传播速度不同，导致光线分离的现象。棱镜的色散作用是其经典演示，而彩虹的形成也是色散的自然体现。我们将探讨色散在光谱分析等科学研究中的重要性，以及它如何帮助我们识别物质的成分。 第六章：光学材料的奇妙世界 光学现象的实现离不开各种精妙的光学材料。本书将带领您探索各种具有特殊光学性质的材料。从经典的玻璃和晶体，到现代的塑料、光纤以及具有非线性光学效应的新型材料。 我们将介绍不同材料的折射率、透光率、反射率等关键光学参数，并解释这些参数如何影响光线的传播和相互作用。例如，不同折射率的材料组合是制造多层减反射膜和增透膜的关键，这些涂层在光学仪器和显示屏中至关广泛。 本书还将介绍光纤的传输原理，以及光纤在通信、医疗内窥镜等领域的革命性应用。同时，我们还会探讨一些前沿的光学材料，如负折射率材料（超材料）的最新进展，以及它们在隐身技术、超分辨成像等领域的潜在应用。 第七章：光的现代应用与未来展望 光学技术的进步已经渗透到现代社会的方方面面。本书将从更宏观的视角，审视光学在不同领域的创新应用。 在信息技术领域，光纤通信以其巨大的带宽和传输速度，支撑着全球互联网的发展。激光在光盘存储、条形码扫描、光通信等方面也发挥着不可替代的作用。 在制造领域，激光切割、焊接、打标等技术以其高精度、高效率和非接触性，极大地提升了生产工艺水平。 在医疗领域，激光在手术、眼科治疗、皮肤病治疗、诊断成像等方面展现出巨大的潜力。例如，光动力疗法利用特定波长的光激活药物，用于治疗癌症等疾病。 在科学研究领域，各种光学测量技术，如干涉测量、光谱分析、拉曼光谱等，为我们提供了探测物质结构、化学成分和物理性质的强大工具。 最后，本书将展望光学技术的未来发展。我们将探讨如超高强度激光、量子光学、仿生光学等前沿领域的研究进展，以及它们可能为我们带来的颠覆性变革。从更高效的能源利用，到更深入的宇宙探索，再到更个性化的医疗服务，光学技术将继续引领我们走向一个充满无限可能的光明未来。 本书旨在提供一个全面而深入的光学世界概览，激发读者对光学科学的好奇心，理解其基础原理，并认识到其在现代科技和社会发展中的重要地位。我们希望通过严谨的论述和生动的案例，让每一位读者都能感受到光的神奇魅力。

评分☆☆☆☆☆

从一个对激光完全陌生的普通读者角度来看，这本书无疑是一次精彩的“激光之旅”。我原本以为激光只是科幻电影里的道具，没想到它在现实生活中竟然有如此广泛而深刻的影响。书中的介绍，从原子能级的跃迁，到光子的产生，再到光束的汇聚，每一步都充满了科学的魅力。我尤其对书中关于激光在信息传输领域的应用感到震撼，想象一下，无数的信息通过一束光在瞬间传递，这简直是数字时代的基石！此外，它还介绍了激光在医疗领域的应用，比如眼科手术、皮肤治疗等，这让我感受到了科技如何直接改善人类的生活质量。虽然有些技术细节对于我来说有些专业，但我能够感受到作者的用心，通过大量的比喻和类比，尽可能地让非专业读者也能理解其中的奥妙。这本书让我对“激光”这个词有了全新的认知，它不再是遥不可及的科技概念，而是我们身边无处不在的强大力量。

评分☆☆☆☆☆

这本书就像一本打开我视角的“激光新世界”的地图。我原本以为激光只是电视遥控器上的一个小部件，但这本书让我看到了激光的无限可能。它用一种非常生动的方式，讲述了激光是如何“创造”出来的，从爱因斯坦的理论预言，到第一台激光器的诞生，再到现代各种精密激光器的发展。我特别喜欢书中关于激光在科学探索中的作用的章节，比如在天文学中用于测量星体距离，在物理学中用于探测基本粒子，这些都让我觉得激光是人类认识宇宙的“眼睛”。而且，这本书还探讨了激光在新能源、新材料等领域的前景，让我看到了激光技术在解决未来人类挑战中的重要地位。虽然我没有读过书中所有的细节，但这本书整体的叙事方式非常吸引人，让我对这个领域产生了浓厚的兴趣，并且激发了我去进一步了解和学习的欲望。

评分☆☆☆☆☆

这本书绝对是我近期读到的最令人启发的一本！作为一名初涉光电领域的学生，我一直对激光的神秘和强大感到好奇，但又担心难以入门。这本书的内容深入浅出，从激光的基本原理讲起，比如受激辐射、粒子数反转、激光器结构等，都用通俗易懂的语言和清晰的图示加以解释，让我很快就能把握核心概念。更让我惊喜的是，它还详细介绍了各种不同类型的激光器，比如气体激光器、固体激光器、半导体激光器等等，并分析了它们的优缺点和应用场景。书中对激光技术的实际应用部分更是精彩纷呈，从工业加工、医疗美容到通信传输、科学研究，几乎涵盖了所有我想了解的方面。特别是关于激光在精密测量和微纳加工中的应用，讲解得非常细致，让我对激光的“神奇之手”有了更深的认识。这本书不仅提供了扎实的理论基础，还激发了我对未来激光技术发展方向的思考，真的是一本不可多得的科普与专业结合的佳作。

评分☆☆☆☆☆

我曾是一名光学专业的学生，现在正在攻读相关的研究生项目。这本书在我本科阶段就已经接触过，时隔多年再次翻阅，仍能从中获得新的启发。它不仅仅是一本教材，更像是一份详尽的“激光工程指南”。书中对各种激光器类型的性能参数、选择依据以及相关的制造工艺进行了非常细致的讨论，这对于我进行项目研究非常有帮助。我特别欣赏书中关于激光与物质相互作用的章节，从烧蚀、熔化到非线性效应，都讲解得非常透彻，并且引用了大量最新的研究成果和文献，为我的论文写作提供了丰富的参考。书中对一些前沿的激光技术，比如超快激光、相干激光等，也进行了前瞻性的介绍，这让我对未来的研究方向有了更清晰的认识。总的来说，这本书的学术深度和广度都非常令人赞叹，是进行激光技术深入研究的必备参考书。

评分☆☆☆☆☆

我是一名从事光学工程的工程师，在工作中经常会遇到需要深入理解激光器性能和选择合适激光器的场景。这本书对于我来说，就像一本“激光百科全书”，内容详实，技术前沿。它不仅仅停留在理论层面，更重要的是对激光器的工作原理、腔体设计、增益介质的选择、泵浦源的匹配等关键技术进行了深入剖析。书中对不同激光输出特性的影响因素，比如光束质量、光谱特性、功率稳定性等，都有非常清晰的论述，并给出了实际的优化方法。我特别喜欢其中关于激光器可靠性设计和常见故障排除的部分，这些内容对于实际工程应用非常宝贵。此外，书中还涵盖了激光安全方面的知识，这对于任何接触激光设备的人来说都是至关重要的。虽然我并非科班出身，但通过这本书，我得以系统地梳理和提升了自己对激光技术的理解，受益匪浅。

评分☆☆☆☆☆

适合本科生专业课学习参考

评分☆☆☆☆☆

适合本科生专业课学习参考

评分☆☆☆☆☆

JD评价小物品专用：我为什么喜欢在京东买东西，因为今天买明天就可以送到。很多小东西也喜欢在京东买，省的出门挤超市，导致积累了很多未评价的订单，所以我统一用这段话作为小物品（一般低于200元）评价内容。如果我用这段话来评价，说明这款产品没问题，至少85分以上，而比较一般甚至坑人的产品，我绝对不会偷懒到复制粘贴评价，我绝对会用心的评价，这样其他消费者在购买的时候可以参考。

评分☆☆☆☆☆

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