飞秒激光在前沿技术中的应用 [Femtosecond Laser Applications In Advanced Technologies] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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王清月 等 著

图书标签:

• 飞秒激光
• 超快光学
• 激光技术
• 材料加工
• 生物医学
• 精密制造
• 光子学
• 先进技术
• 激光应用
• 光学工程

出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118103298

版次：1

商品编码：11896924

包装：平装

丛书名： 现代激光技术及应用丛书

外文名称：Femtosecond Laser Applications In Advanced Technologies

开本：16开

出版时间：2015-12-01

用纸：胶版纸

页数：35

产品特色

内容简介

　　《飞秒激光在前沿技术中的应用》介绍飞秒激光技术在前沿领域中的应用。第l章，介绍飞秒激光的基本概念，包括飞秒激光的主要特点、脉冲形成机制以及脉冲的测量手段等。第2章，按照飞秒激光技术的发展历程，介绍几种典型的飞秒激光源，包括钛宝石飞秒激光源、光纤飞秒激光源、光子晶体光纤飞秒激光源、超连续谱飞秒激光源、光学参量飞秒激光源及紫外飞秒激光源等。从第3章开始，介绍飞秒激光在物理、工业、生命科学等领域的典型应用。第3章，介绍飞秒激光在高非线性光子晶体光纤中实现非线性频率变换的应用。第4章，介绍飞秒激光产生超快太赫兹辐射脉冲技术，以及基于该技术的太赫兹时域频谱学。第5章，介绍飞秒激光与金属、透明介质、有机物等典型材料的相互作用机制，讨论其在材料加工中的突出特点。第6章，介绍基于飞秒激光的高时间分辨本领与梳状光谱实现任意长度对距离测量的应用。第7章，介绍飞秒激光在生命科学中的应用，包括生物成像、转基因、细胞手术、分子调控、细胞融合及组织修复等方向。
　　《飞秒激光在前沿技术中的应用》主要面向基于飞秒激光开展研究工作的科研人员，并可作为激光专业研究生教材。

作者简介

王清月，天津大学教授，博士生导师，主要从事飞秒激光技术及其应用的研究。多年来一直承担国家有关飞秒激光及其应用的重大研究项目，先后有国家科技攻关项目两项，国家攀登计划项目两项，“973”项目两项，“863”项目一项，国家自然科学基金项目五项。获国家科技进步二等奖一项，教育部科技进步一等奖两项，二等奖三项，天津市科技发明一等奖一项，获发明专利两项。1991年被授予有突出贡献中青年科学家。2000年被授予全国‘五一’劳动奖章。2008年主持的“光子晶体光纤飞秒激光技术”入选2008年度高等学校十大科技进展。国内外学术刊物发表论文200余篇，被SCI、EI收录150余篇。

目录

第1章 飞秒激光的基本概念和基本知识
1．1 飞秒激光的特点
1．2 飞秒激光脉冲是如何形成的
1．3 各种物理机制对脉冲宽度的影响
1．3．1 增益的滤波作用
1．3．2 谐振腔的选模作用
1．3．3 自相位调制效应的加宽光谱作用
1．3．4 色散对脉冲的影响
1．4 超短脉冲激光测量技术
1．4．1 强度相关函数
1．4．2 双光子荧光法
1．4．3 二阶强度光学相关器
1．4．4 相干光学相关器
1．4．5 单次脉冲光学相关器
参考文献

第2章 典型飞秒激光源
2．1 钛宝石飞秒激光源
2．1．1 钛宝石飞秒激光器
2．1．2 钛宝石飞秒激光放大器
2．2 光纤飞秒激光源
2．2．1 非线性偏振旋转锁模光纤激光器
2．2．2 孤子锁模光纤激光器
2．2．3 自相似锁模光纤激光器
2．3 光子晶体光纤飞秒激光源
2．3．1 光子晶体光纤飞秒激光器
2．3．2 光子晶体光纤飞秒激光放大系统
2．4 其他飞秒激光源
2．4．1 超连续谱飞秒激光源
2．4．2 光学参量飞秒激光源
2．4．3 紫外飞秒激光源
参考文献

第3章 光子晶体光纤飞秒激光频率变换技术
3．1 光子晶体光纤的典型结构及其特性
3．1．1 无截止单模特性
3．1．2 可控的色散特性
3．1．3 可设计的非线性特性
3．1．4 高双折射率特性
3．1．5 带隙特性
3．2 光子晶体光纤的种类和制作方法
3．2．1 全内反射型光子晶体光纤
3．2．2 带隙型光子晶体光纤
3．2．3 光子晶体光纤的拉制方法
3．3 高非线性光子晶体光纤及频率上转换
3．3．1 偏振控制的频率上转换
3．3．2 模式控制的频率上转换
3．3．3 多芯光子晶体光纤中的频率上转换
3．3．4 光子带隙型光子晶体光纤中的频率变换
参考文献

第4章 超快太赫兹辐射脉冲的产生与太赫兹时域频谱学
4．1 泵浦一探测技术及太赫兹时域频谱技术
4．1．1 泵浦一探测技术
4．1．2 太赫兹时域频谱技术
4．2 超快太赫兹辐射脉冲的产生及探测
4．2．1 电磁辐射方程
4．2．2 基于光电导天线的超短太赫兹辐射脉冲的产生及探测
4．2．3 光学整流产生超短脉冲太赫兹辐射及其探测
4．3 高功率超快太赫兹辐射脉冲
4．3．1 大口径光电导天线太赫兹辐射源
4．3．2 高效、高功率超快太赫兹辐射脉冲源
4．3．3 电子加速器产生超快太赫兹辐射
4．3．4 基于气体等离子体的超快太赫兹辐射源
4．3．5 物质与强太赫兹辐射的相互作用
4．4 超快太赫兹辐射脉冲操控技术
4．4．1 太赫兹辐射脉冲的中心频谱调谐技术
4．4．2 脉冲整形及编码
4．4．3 标准的太赫兹时域频谱实验系统
4．4．4 小波域太赫兹时域频谱技术
4．4．5 光学泵浦一太赫兹探测太赫兹时域频谱技术
4．4．6 太赫兹泵浦一太赫兹探测太赫兹时域频谱技术
4．4．7 太赫兹泵浦一光学探测太赫兹时域频谱技术
参考文献

第5章 飞秒激光微纳加工技术
5．1 飞秒激光与金属相互作用
5．1．1 双温度方程
5．1．2 改进的双温度方程
5．1．3 双温度方程与流体力学方程组
5．1．4 飞秒激光加工金属孔
5．1．5 飞秒激光金属表面改性-
5．2 飞秒激光与透明介质相互作用
5．2．1 飞秒激光与透明介质相互作用的理论模型
5．2．2 飞秒激光直写波导
5．2．3 飞秒激光直写微流体管道
5．2．4 飞秒激光全息法制造三维微纳结构
5．2．5 飞秒激光表面织构技术
5．2．6 飞秒激光与半导体相互作用中的非热熔化
5．3 飞秒激光与有机物相互作用
5．3．1 紫外激光烧蚀有机物的原理
5．3．2 真空紫外激光烧蚀有机物的原理
5．3．3 近红外激光烧蚀有机物面临的困难
5．3．4 中红外激光共振烧蚀有机物的理论和实验研究
5．3．5 激光推进轻型飞行器
5．4 多脉冲效应
5．4．1 多脉冲的理论
5．4．2 高重复频率飞秒脉冲在直写波导领域中的应用
5．4．3 高重复频率飞秒脉冲在激光微焊接领域中的应用
5．5 氛围的影响
5．5．1 水的击穿与超临界水的产生
5．5．2 冲击波法纳米化
5．5．3 超临界状态的产生及其应用
参考文献

第6章 基于飞秒激光的精密测距技术
6．1 激光测距概述
6．1．1 脉冲飞行时间距离测量
6．1．2 基于光波干涉的距离测量
6．1．3 激光测距的定标问题
6．1．4 现有的高精度、大量程的激光绝对距离测量方案比较
6．2 飞秒激光测距原理
6．2．1 飞秒激光的时间一频率特性
6．2．2 飞秒激光的飞行时间测距理论
6．2．3 飞秒激光的飞行时间与光波干涉相结合的测距理论
6．2．4 基于飞秒激光的啁啾脉冲激光雷达
6．3 基于飞秒激光的任意长度绝对距离测量技术
6．3．1 基于飞秒激光的微尺度、高精度位移测量
6．3．2 千米尺度、纳米分辨率的飞秒激光飞行时间绝对距离测量
6．3．3 基于双飞秒激光频率梳的高速、高分辨率绝对距离测量
6．4 飞秒激光任意长度绝对距离测量在卫星编队飞行中的应用
6．4．1 基于卫星编队飞行的合成孔径空间探测器
6．4．2 基于光学干涉仪的引力波探测器
参考文献

第7章 基于飞秒激光的生物光子学
7．1 基于飞秒激光技术的生物成像
7．1．1 非线性成像理论
7．1．2 多光子荧光成像
7．1．3 谐波成像
7．1．4 相干反斯托克斯拉曼散射成像
7．1．5 受激辐射耗尽超分辨率显微成像
7．2 飞秒激光光镊及转基因技术
7．2．1 飞秒激光光镊
7．2．2 飞秒激光转基因
7．2．3 飞秒激光转基因在基因工程上的应用
7．3 飞秒激光细胞手术及分子调控
7．3．1 飞秒激光对细胞的精确手术
7．3．2 飞秒激光对于神经的精确手术以及神经再生
7．3．3 飞秒激光对细胞内钙离子的调控
7．3．4 飞秒激光对于细胞内活性氧自由基簇的调控
7．4 飞秒激光细胞融合及组织修复
7．4．1 飞秒激光对细胞的融合
7．4．2 飞秒激光外科手术
7．4．3 基于飞秒激光的光动力治疗

参考文献

飞秒激光：开启超快科学与工程的精密之门 在科技飞速发展的今天，人类对物质世界和生命现象的探索正以前所未有的深度和广度进行。而要实现对微观粒子、超快化学反应、精密材料加工乃至生物组织的精细操控，就需要一种能够精确到极致的“工具”。飞秒激光，这一以百万亿分之一秒为时间尺度的超快光源，正是这样一把钥匙，它为众多前沿技术领域打开了通往精密与高效的大门。 飞秒激光，顾名思义，是指其脉冲持续时间在飞秒（10⁻¹⁵秒）量级的激光。与传统纳秒或皮秒激光相比，飞秒激光拥有极短的脉冲宽度、极高的峰值功率以及极高的能量密度。这种“瞬时爆发”的能量，使得飞秒激光在与物质相互作用时，能够实现许多宏观效应难以企及的独特现象，例如： 非线性光学效应的显著增强： 飞秒激光的高峰值功率能够显著增强材料的非线性光学响应，从而实现频率转换（如产生倍频、三倍频）、参量放大等过程，获得更多波长的光源。 极低的电子非辐射弛豫： 由于相互作用时间极短，远小于电子从激发态向基态弛豫所需的时间，飞秒激光可以将能量高效地注入到物质的电子体系中，而避免能量通过热量等方式快速散失，从而实现“冷加工”的效果。 精确的瞬时激发与探测： 飞秒激光的超短脉冲特性，使其能够精确地激发特定的分子或原子，并通过后续的探测脉冲（通常也是飞秒激光）来“冻结”并观察反应过程中的瞬时中间态，为理解化学反应机理、材料动力学等提供了前所未有的手段。 正是凭借这些独特的优势，飞秒激光的应用触角已经延伸到科研、工业、医疗等多个高科技领域，并不断催生出革命性的技术和产品。 在材料加工领域， 飞秒激光正以前所未有的精度和效率重塑着制造业的未来。传统的加工方式，如机械切削或纳秒激光加工，往往伴随着热损伤、熔融、飞溅等问题，限制了材料的加工精度和可加工材料的种类。飞秒激光的“冷加工”特性，可以实现近乎无热效应的材料去除，从而在脆性材料（如玻璃、陶瓷）、高熔点金属、硬质合金甚至半导体材料上实现微纳尺度的精密加工。 微纳结构制造： 飞秒激光能够精确地在材料表面刻蚀出纳米级的图案，这对于制造高密度集成电路、微流控芯片、超精密光学元件、仿生表面（如超疏水表面、减反射涂层）至关重要。例如，在智能手机的屏幕保护玻璃上，飞秒激光可以实现高精度、无应力的边缘加工，提升屏幕的抗冲击性能；在生物芯片上，飞秒激光可以制造复杂的微通道网络，用于药物筛选和疾病诊断。 精密钻孔与切割： 飞秒激光可以实现微米甚至亚微米直径的精确钻孔，以及对薄膜、柔性材料的无损切割，这在电子封装、医疗器械制造、航空航天等领域具有广泛的应用。例如，在心脏支架的制造中，飞秒激光可以精确地在金属支架上打出极小的孔洞，以利于血管的再生。 表面改性与功能化： 通过飞秒激光对材料表面进行辐照，可以改变其表面形貌、化学成分和电子结构，从而赋予材料新的功能。例如，可以提高材料的硬度、耐磨性、耐腐蚀性，或者使其具备特定的光学、电学或催化性能。 在生命科学与生物医学领域， 飞秒激光的“精准、温和”特性使其成为探索生命奥秘和发展新型医疗手段的强大工具。 飞秒激光显微成像： 飞秒激光，特别是多光子激发技术，能够穿透生物组织深处，实现对活体细胞和组织的超分辨率成像。与传统的荧光显微镜相比，多光子显微镜能够减少对样品的光毒性损伤，并且可以实现三维成像，为研究细胞信号转导、神经活动、肿瘤生长等提供前所未有的可视化手段。例如，利用飞秒激光显微镜，科学家可以实时观察神经元之间的信号传递，揭示大脑的工作机制。 生物组织精密手术： 飞秒激光在眼科手术中的应用已趋于成熟，如飞秒激光辅助角膜移植、白内障手术等，其极低的能量沉积和精确的组织分离能力，大大降低了手术风险，提高了手术效果。此外，飞秒激光在神经外科、皮肤科等领域的应用也在积极探索中，有望实现更微创、更精准的治疗。 药物递送与基因转导： 飞秒激光可以通过在细胞膜上诱导瞬时微孔（电脉冲处理的类似技术），实现对细胞内大分子物质（如DNA、RNA、蛋白质）的高效递送，为基因治疗、细胞疗法等提供了新的解决方案。 在基础科学研究领域， 飞秒激光更是揭示物质世界内在规律的“快门”。 超快动力学研究： 飞秒激光的“瞬时照相”能力，使得研究人员能够捕捉到化学反应、物理相变、电子跃迁等微观过程的瞬间“快照”。通过构建“飞秒泵浦-探测”实验装置，科学家可以跟踪原子、分子在化学反应中的运动轨迹，理解反应机理，为化学反应的调控和催化剂的设计提供理论指导。例如，研究人员可以借此观察光合作用中能量传递的超快过程，为人工光合作用的研究提供灵感。 强场物理研究： 飞秒激光所能达到的极高强度，能够显著改变物质的物理和化学性质，开启了强场物理的研究新纪元。在超强飞秒激光作用下，原子和分子会发生强烈的非线性响应，例如高次谐波产生、阿秒脉冲的产生等，这些现象为探索物质在极端条件下的行为提供了平台。 天体物理研究： 飞秒激光在模拟极端宇宙环境方面也发挥着作用。例如，通过飞秒激光产生的极高温度和压力，可以模拟中子星碰撞、黑洞吸积盘等宇宙事件中的物理过程，深化对宇宙的理解。 飞秒激光技术的不断发展， 离不开激光器本身的革新和相关光学、电子学技术的进步。从最初的科研设备，飞秒激光器已经逐渐走向小型化、经济化，并且在性能上不断提升，脉冲能量更高、重复频率更快、波长覆盖范围更广。 展望未来， 飞秒激光的应用前景依然广阔。随着技术的不断成熟和成本的降低，飞秒激光有望在更多领域实现突破。例如，在新能源领域，飞秒激光在太阳能电池、储能材料的制造和改性方面展现出巨大潜力；在信息技术领域，飞秒激光在超快光通信、量子计算等方面也扮演着越来越重要的角色；在环保领域，飞秒激光有望在水处理、空气净化等方面提供更高效的解决方案。 总而言之，飞秒激光作为一项尖端的光学技术，以其无与伦比的时间分辨率和能量密度，正在深刻地改变着科学研究的范式和工业生产的模式。它不仅是科学家探索未知世界的利器，也是工程师创造未来产品的基石。理解并掌握飞秒激光的原理及其在各领域的应用，对于把握科技发展脉搏，推动社会进步具有至关重要的意义。

评分☆☆☆☆☆

在我的印象中，飞秒激光技术似乎总是与“精密”和“高效”这两个词紧密相连。我设想这本书会详细介绍飞秒激光在工业制造领域的广泛应用，尤其是在那些对精度要求极高的行业。比如，在航空航天领域，它能否用于制造更轻、更强的复合材料部件，或者在汽车工业中，实现零部件的无损检测和精密焊接？ 我对飞秒激光在新能源领域的应用也充满期待。这本书是否会阐述它在太阳能电池制造、电池材料的改性，甚至是在核聚变反应堆的研发中发挥的作用？我希望它能描绘出一幅飞秒激光如何赋能绿色能源发展的宏伟蓝图，以及它如何帮助我们解决能源危机、实现可持续发展的未来。

评分☆☆☆☆☆

我对这本书的另一个期待，是它能否深入浅出地解释飞秒激光背后的科学原理。我不是物理学专业的学生，但作为一个对科学充满兴趣的读者，我希望这本书能够用相对容易理解的语言，向我解释什么是飞秒，飞秒激光是如何产生的，以及它为什么能具有如此强大的能力。 我尤其想知道，飞秒激光的“超快”特性究竟意味着什么？它在时间尺度上到底有多么惊人？这本书能否通过生动的比喻或者形象的图示，帮助我建立起对飞秒激光物理学的直观认识？同时，我也希望它能简要介绍一些飞秒激光器的类型和工作原理，让我们对这项技术有更全面的了解，而不仅仅是停留在它“能做什么”的层面。

评分☆☆☆☆☆

最近，我一直被人工智能和量子计算这些前沿科技深深吸引，而飞秒激光似乎也扮演着一个不可或缺的角色。我猜测这本书会在某个章节探讨飞秒激光与这些颠覆性技术的结合。例如，在量子计算领域，高精度、短脉冲的飞秒激光是否是实现量子比特操控的关键？它能否用于诱导和维持量子态，或者在量子纠缠的生成与测量中发挥重要作用？此外，我还在思考飞秒激光在高速数据传输和存储方面的潜力，尤其是在光通信领域，能否通过飞秒激光实现更高带宽、更低延迟的数据传输？如果这本书能为我打开这些连接不同前沿领域的视野，那将是巨大的惊喜。 我对于那些能够解决现实世界难题的科学技术总是充满敬意。飞秒激光在生物医学领域的应用，特别是它在诊断和治疗方面的潜力，是我非常关注的一个方向。我期待书中能够详细介绍飞秒激光如何在医学成像中实现前所未有的分辨率，帮助医生更早、更准确地发现病灶。同时，我也想了解飞秒激光在微创手术中的应用，例如在眼科手术中，它能否替代传统的切割方式，实现更安全、更精确的手术操作，减少患者的痛苦和恢复时间。甚至，我还在猜测它是否能用于靶向治疗，通过精确的激光能量破坏癌细胞，同时避免对周围健康组织的损伤。这本书能否为我描绘出这些令人振奋的医疗应用前景，是我非常期待的。

评分☆☆☆☆☆

从我个人的角度来看，我总是对那些能够解锁全新科学发现的工具感到好奇。飞秒激光，以其极短的脉冲时间和极高的峰值功率，无疑就是这样一种强大的“探针”。我希望这本书能够深入探讨飞秒激光在基础科学研究中的应用，比如在研究分子动力学、化学反应过程、甚至凝聚态物理的超快动力学现象时，它如何扮演着“高速摄像机”的角色，让我们能够“看清”那些转瞬即逝的微观世界。 我特别好奇飞秒激光如何帮助科学家们探索物质的本质。例如，它是否能用于研究高强度激光与物质相互作用产生的极端状态，比如在实验室模拟黑洞附近的环境，或者在探索核聚变能源的实现路径中发挥作用？我对这本书在基础科学前沿的探索性描述非常感兴趣，希望它能展示飞秒激光是如何帮助我们拓展对宇宙、物质和能量的理解的。

评分☆☆☆☆☆

这本书我其实还没来得及翻开细看，但光是标题就足够让我兴奋了。《飞秒激光在前沿技术中的应用》——这个名字本身就带着一种探索未知的神秘感和引领未来的力量。我一直对那些能够挑战物理极限、改变我们认知世界方式的科学技术充满好奇，而飞秒激光无疑就是其中最耀眼的一颗明星。我想象这本书会带领我进入一个微观的奇妙世界，在那里，时间以千亿分之一秒为单位流逝，激光的脉冲能量能够精确到原子和分子的尺度，开启无数令人惊叹的可能性。 我个人对材料科学领域尤其感兴趣，而飞秒激光在材料加工上的应用，绝对是我最期待的部分。我设想书中会详细阐述飞秒激光如何实现超精细的微纳加工，比如在半导体制造中实现更高的精度和更小的器件尺寸，又或者是在生物医学领域，通过激光诱导的生物组织改性，实现更精准的医疗器械制造，甚至是在药物传递系统方面的突破。我特别想知道，飞秒激光是如何做到在加工过程中最大限度地减少对材料的热损伤，从而实现“冷加工”的，这对于那些对热敏感的材料来说，简直是革命性的进展。这本书能否为我揭示这些令人着迷的工艺细节，以及它在实际生产中面临的挑战和未来的发展趋势，我拭目以待。

评分☆☆☆☆☆

吾消费京东商城数年，深知各产品琳琅满目。然，唯此宝物与众皆不同，为出淤泥之清莲。使吾为之动容，心驰神往，以至茶饭不思，寝食难安，辗转反侧无法忘怀。于是乎紧衣缩食，凑齐银两，倾吾之所有而能买。东哥之热心、快递员之殷切，无不让人感激涕零，可谓迅雷不及掩耳盗铃儿响叮当仁不让世界充满爱。待打开包裹之时，顿时金光四射，屋内升起七彩祥云，处处皆是祥和之气。吾惊讶之余甚是欣喜若狂，呜呼哀哉！此宝乃是天上物，人间又得几回求！遂沐浴更衣，焚香祷告后与人共赏此宝。人皆赞叹不已，故生此宝物款型及做工，超高性价比之慨，且赞吾独具慧眼与时尚品位。产品介绍果然句句实言，毫无夸大欺瞒之嫌。实乃大家之风范，忠义之商贾。

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挺好！

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内容比较多，也比较新

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质量不错，包装精美，很值得购买收藏，推荐！

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挺好的

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满减还能用卷，怎么可能不买呢？