激光原理與應用（第2版 英文版） [Lasers：Fundamentals And Applications Second Edition] 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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[印] K.Thyagarajan，Ajoy，Ghatak 著

圖書標籤:

• 激光原理
• 激光應用
• 光學
• 光電子學
• 量子光學
• 激光技術
• 物理學
• 工程學
• 教材
• 英文教材

齣版社： 世界圖書齣版公司

ISBN：9787510098475

版次：2

商品編碼：12000760

包裝：平裝

外文名稱：Lasers：Fundamentals And Applications Second Edition

開本：24開

齣版時間：2015-07-01

用紙：膠版紙

頁數：650

字數：538000

正文語種：

內容簡介

　　《激光原理與應用（第2版 英文版）》是一本關於激光及其應用的教材，對銜接本科和研究生教育起著至關重要的作用。自從1960年激光發明以來，它在基礎研究和數不清的技術應用中的各種應用，已經使其在科學、工程技術領域及其重要。為瞭便於讀者理解激光器的工作方式，作者在《激光原理與應用（第2版 英文版）》中介紹瞭與之相關的物理基礎知識，並詳細地介紹瞭其重要的應用。

目錄

Part I Fundamentals of Lasers
1 Introduction
2 Basic Optics
2．1 Introduction
2．2 The Wave Equation
2．3 Linearly Polarized Waves
2．4 Circularly and Elliptically Polarized Waves
2．5 The Diffraction Integral
2．6 Diffraction of a Gaussian Beam
2．7 Intensity Distribution at the Back Focal Plane of a Lens
2．8 Two-Beam Interference
2．9 Multiple Reflections from a Plane Parallel Film
2．10 Modes of the Fabry-Perot Cavity
Problems
3 Elements of Quantum Mechanics
3．1 Introduction
3．2 The One-Dimensional Schrodinger Equation
3．3 The Three-Dimensional Schrolinger Equation
3．4 Physical Interpretation of ψ and Its Normalization ．
3．4．1 Density of States
3．5 Expectation Values of Dynamical Quantities
3．6 The Commutator
3．7 Orthogonality of Wave Functions
3．8 Spherically Symmetric Potentials
3．9 The Two-Body Problem
3．9．1 The Hydrogen-Like Atom Problem
Problems
4 Einstein Coefficients and Light Amplification
4．1 Introduction
4．2 The Einstein Coefficients
4．2．1 Absorption and Emission Cross Sections
4．3 Light Amplification
4．4 The Threshold Condition
4．5 Line Broadening Mechanisms
4．5．1 Natural Broadening
4．5．2 Collision Broadening
4．5．3 Doppler Broadening
4．6 Saturation Behavior of Homogeneously and Inhomogeneously Broadened Transitions
4．7 Quantum Theory for the Evaluation of the Transition Rates and Einstein Coefficients
4．7．1 Interaction with Radiation Having a Broad Spectrum
4．7．2 Interaction of a Near-Monochromatic Wave with an Atom Having a Broad Frequency Response ．
4．8 More Accurate Solution for the Two-Level System
Problems
5 Laser Rate Equations
5．1 Introduction
5．2 The Two-Level System
5．3 The Three-Level Laser System
5．4 The Four-Level Laser System
5．5 Variation of Laser Power Around Threshold
5．6 Optimum Output Coupling
Problems
6 Semielassical Theory of the Laser
6．1 Introduction
6．2 Cavity Modes
6．3 Polarization of the Cavity Medium
6．3．1 First-Order Theory
6．3．2 Higher Order Theory
7 Optical Resonators
7．1 Introduction
7．2 Modes of a Rectangular Cavity and the Open Planar Resonator
7．3 Spherical Mirror Resonators
7．4 The Quality Factor
7．5 The Ultimate Linewidth of a Laser
7．6 Mode Selection
7．6．1 Transverse Mode Selection
7．6．2 Longitudinal Mode Selection

好的，這是一份針對“激光原理與應用（第2版 英文版）[Lasers: Fundamentals And Applications Second Edition]”的圖書簡介，內容將嚴格圍繞其他可能的、與激光技術相關的圖書可能涵蓋的領域，避免提及原書中的具體內容，並力求詳盡自然。 --- 前沿光電技術與材料科學：基於新型光子器件的集成與調控 書籍定位與核心主題： 本書聚焦於現代光電子學和應用物理學的交叉前沿，深入探討瞭從基礎光子物理到復雜集成係統的最新發展與工程挑戰。不同於側重於單一激光光源或傳統理論模型的著作，本書構建瞭一個更為宏大的技術圖譜，涵蓋瞭光與物質相互作用的多個維度，特彆是圍繞超快光學、量子光學現象的工程化應用以及下一代集成光子學平颱展開。 全書緻力於為研究生、研究人員以及高端技術工程師提供一個全麵、深入且具有前瞻性的參考框架，用以理解和設計基於光子學的先進功能係統。 第一部分：超快動力學與非綫性光學的前沿探索 本部分將目光投嚮時間尺度上最精密的測量與控製——飛秒（femtosecond）和阿秒（attosecond）物理領域。 第一章：超短脈衝的産生與錶徵 本章詳細解析瞭如何通過鎖模（Mode-locking）技術，特彆是自發鎖模（Soliton-based mode-locking）和剋爾透鏡鎖模（Kerr-Lens Mode-locking）的最新改進機製，生成具有極高峰值功率和極窄脈衝寬度的光場。重點討論瞭在介質摺射率波動和熱效應影響下，如何優化腔內設計以實現穩定、高重復頻率的超短脈衝輸齣。此外，深入剖析瞭頻率梳（Frequency Comb）技術在時間-頻率同步中的關鍵作用，及其在精密光譜學和時間標準構建中的應用。對脈衝形狀的實時、非侵入式錶徵方法，例如頻率分辨的自相關（FROG）和失真光譜（Spillometry）技術，進行瞭詳盡的數學建模與實驗驗證。 第二章：高次諧波産生與阿秒物理 本章側重於強場物理中光與原子/分子相互作用的非綫性響應。詳細闡述瞭高次諧波産生（High-Order Harmonic Generation, HHG）的“三步模型”及“再散射理論”，分析瞭不同靶物質（氣體、固體薄膜）對諧波譜形和相位的調控能力。核心內容包括如何利用外部電場（如租藉軌道場，RABBITT）或精心設計的激光波形，精確控製電子的再碰撞過程，從而實現阿秒脈衝的産生和引導。探討瞭利用這些阿秒脈衝對電子在分子軌道間的轉移和實時間行為進行“光子探針”測量的最新進展。 第二部分：新型光子材料與集成光電子學 本部分從介質本身入手，探討瞭能夠實現傳統材料難以企及的光學特性的新型結構和材料係統。 第三章：拓撲光子學與非互易傳輸 本章介紹瞭拓撲概念在光子係統中的應用。詳細分析瞭光子布洛赫帶理論在周期性介質結構（如光子晶體）中的構建，並深入研究瞭如何利用時間反演對稱性破缺（通過外部磁場或動態調製）來構建拓撲絕緣體和拓撲平庸態之間的邊界態。重點討論瞭光子拓撲邊緣態在抵抗缺陷和散射方麵的優勢，及其在構建無損集成波導和非互易光子器件（如單嚮傳輸環路）中的潛力。 第四章：二維材料與光電器件 本章集中探討瞭如石墨烯、過渡金屬硫化物（TMDs）等二維材料在光電子學中的獨特優勢。分析瞭這些材料極高的載流子遷移率和可調諧的帶隙如何影響光吸收、載流子復閤動力學。探討瞭利用範德華異質結（van der Waals Heterostructures）構建垂直堆疊的光電器件，例如高效的單光子探測器和超快光電導開關。詳細論述瞭如何通過電學或光學手段，實現對這些二維材料中激子（Exciton）和極化激元（Polariton）行為的精確控製。 第五章：集成光子芯片的設計與製造 本章涵蓋瞭將復雜光學功能集成到微小芯片上的工程實踐。內容涉及矽光子學（Silicon Photonics）平颱的技術路綫，包括高效的脊波導（Rib Waveguides）、多模乾涉耦閤器（MMI）以及片上濾波器陣列的設計。重點討論瞭光電耦閤效率的瓶頸，特彆是如何設計高效的光縴-芯片耦閤結構（如邊緣耦閤器和光柵耦閤器）以滿足大規模製造的要求。此外，分析瞭異質集成技術，即將 III-V族半導體激光器外延生長或鍵閤到矽襯底上的關鍵工藝，以實現在單一芯片上集成激光源、調製器和探測器的目標。 第三部分：量子信息與光場操控 本部分關注光子在信息科學和基礎物理中的應用，特彆是在量子計算和高精度傳感方麵的潛力。 第六章：單光子源與量子態的製備 本章探討瞭構建可靠、高純度單光子源的關鍵技術。詳細分析瞭量子點（Quantum Dots, QDs）作為近乎理想的確定性單光子源的特性，包括激子-激子-光子耦閤（X-X-X）機製和去偏振控製。對比瞭半導體量子點與基於色心（Color Centers）的固態係統（如NV色心、SiV色心）在發光效率和集成兼容性上的優劣。重點闡述瞭如何通過近場光學技術與這些固態係統耦閤，實現光子對量子比特（Qubit）的有效讀取和寫入。 第七章：光場調控與先進傳感技術 本章關注利用高度受控的光場來增強測量靈敏度。深入解析瞭量子增強傳感（Quantum-Enhanced Sensing）的理論基礎，特彆是如何利用壓縮態光（Squeezed Light）來突破傳統測量中的散粒噪聲（Shot Noise）極限，應用於引力波探測和磁場測量。此外，討論瞭拉曼散射的增強機製，包括錶麵等離子體激元共振（SPR）和局域錶麵等離子體共振（LSPR）如何極大地提高拉曼信號的強度，應用於痕量分子檢測。 第八章：光場與生物係統的接口 本章探討瞭光子技術在生命科學成像與治療中的新興應用。重點分析瞭多光子顯微技術（如雙光子和三光子激發）如何提供深層組織的三維分辨率和更低的背景噪聲，並討論瞭新型光敏劑的設計原則，用於光動力療法（PDT）的靶嚮性和效率提升。探討瞭利用光鑷技術（Optical Tweezers）對活細胞內單個分子或細胞器進行非損傷性、高精度操縱的最新方法。 --- 本書的獨特性： 本書的敘事邏輯是從最基本的光與物質的超快、非綫性交互齣發，通過引入拓撲與二維材料等新型介質，最終落腳於集成化與量子化的係統構建。它避免瞭對傳統光源（如CO2、Nd:YAG）的過度重復，轉而強調對光場精確時間/空間/量子態的調控能力。內容側重於當前科研機構和高新技術産業正在攻剋的工程化難題，為讀者提供瞭超越基礎原理的、麵嚮未來應用的深度洞察。

評分☆☆☆☆☆

這本《Laser：Fundamentals and Applications》第二版，簡直是我學習生涯中最具價值的一筆投資。作為一名初入光電領域的博士生，我對激光的知識體係一直有些零散。這本書就像一位博學的嚮導，帶領我穿越瞭激光的宏大世界。最讓我印象深刻的是，它在介紹激光器類型時，不僅僅是簡單地分類，而是從物理原理齣發，解釋瞭不同材料、不同激勵方式如何影響激光的輸齣特性。比如，在講解固體激光器時，它深入分析瞭晶體材料的能級結構、激活離子、以及泵浦方式對激光輸齣的影響，讓我對激光産生的微觀過程有瞭更清晰的認識。同時，書中還非常細緻地探討瞭激光器的非綫性效應，如諧波産生、參量下轉換等，這些都是我在進行前沿研究時經常會遇到的問題。此外，它還提供瞭一些關於激光光譜學、相乾態光場理論等更深層次的內容，這對於我未來深入研究光信息處理和量子光學打下瞭堅實的基礎。這本書的英文錶達雖然專業，但邏輯清晰，用詞精準，配閤其嚴謹的科學內容，足以讓我受益匪淺。

評分☆☆☆☆☆

老實說，我一開始對這本書的期望值並不高，畢竟“原理與應用”這個名字聽起來就有點枯燥，而且是英文原版，我平時看英文技術文檔也挺吃力的。但萬萬沒想到，它帶給我的驚喜是巨大的！作者的邏輯組織能力太強瞭，從最基礎的量子力學概念講起，層層遞進，但每一步都銜接得非常自然，絲毫不會讓人感到突兀。最讓我印象深刻的是，書中對於不同類型激光器（如氣體激光器、半導體激光器、染料激光器等）的介紹，不僅僅是簡單地羅列參數，而是深入剖析瞭它們的工作機製、優缺點以及適用的場景。例如，在講解半導體激光器時，作者詳細分析瞭pn結的摻雜、載流子注入、受激輻射等過程，還配有清晰的能帶圖，這讓我對微觀世界的電子行為有瞭更深刻的理解。而且，它在“應用”部分也做得非常齣色，從工業切割、醫療手術，到信息傳輸、科學研究，幾乎涵蓋瞭所有你能想到的激光應用領域，並且對每個應用都進行瞭原理性的闡述，說明激光是如何在其中發揮關鍵作用的。這本書讓我覺得，激光不再是遙不可及的高科技，而是與我們生活息息相關的強大工具。

評分☆☆☆☆☆

這本書簡直是我的啓濛導師！第一次接觸激光這個概念，我當時還隻是個對物理學充滿好奇的高中生，對那些高深的公式和理論完全摸不著頭腦。偶然間在圖書館翻到它，封麵就帶著一種科技感，翻開來看，竟然是用一種非常易懂的方式介紹瞭激光的誕生、基本原理，比如什麼叫做“受激輻射”，還有各種奇奇怪怪的激光器是怎麼工作的。作者的語言不像教科書那樣枯燥乏味，更像是在跟我聊天，給我講一個很酷的故事。我記得其中一章講到激光的幾個重要性質，像單色性、方嚮性、相乾性，作者用瞭非常生動的比喻，比如把激光的光束比作一把精準的激光筆，而不是散漫的探照燈，一下子就明白瞭。而且，書中還配瞭很多精美的插圖和圖示，把抽象的概念具象化，這對於初學者來說實在是太友好瞭。我當時就是靠著這本書，一點點建立起瞭對激光的初步認知，甚至還激發瞭我將來攻讀物理專業的決心。即使現在迴頭看，這本書在基礎概念的講解上依然是無可挑剔的，它是我學習激光的起點，也是我心中最經典的入門讀物之一。

評分☆☆☆☆☆

這本書的深度和廣度是我之前從未見過的。作為一名已經從事激光相關領域研究多年的工程師，我一直渴望能有一本書能夠係統地梳理和深化我對激光的理解。這本書恰恰滿足瞭我的需求。它不僅僅停留在錶麵介紹，而是深入到激光腔的穩定性分析、模式理論、增益飽和效應等更精細的物理過程。作者在推導公式時，步驟清晰，邏輯嚴謹，並且經常會給齣一些旁注，解釋特定術語的含義或者引用相關的研究背景，這對於我這種需要嚴謹論證的讀者來說，簡直是福音。另外，書中對於激光器的優化和設計方麵也提供瞭不少寶貴的見解，比如如何提高激光器的效率、穩定性，如何控製輸齣的波長和模式等。更讓我驚喜的是，它還探討瞭一些前沿的激光技術，比如超快激光、光縴激光器等，並且對它們的最新進展和未來發展趨勢進行瞭展望。我經常會把這本書放在手邊，遇到一些難以理解的現象或者需要迴顧的知識點時，都會翻閱它，每一次都能從中獲得新的啓發和收獲。這本書絕對是激光領域研究人員的必備參考書。

評分☆☆☆☆☆

這本書就像一個寶藏，每次翻閱都能發現新的驚喜。我是一名實驗室技術員，平時接觸的激光設備種類繁多，但對其背後的原理總覺得有些模糊。這本書就像一位經驗豐富的老教授，用他淵博的知識和清晰的條理，把我從“知其然”帶到瞭“知其所以然”。我尤其喜歡它在“激光安全”這一章節的詳細講解，這對於我們日常操作來說至關重要。書中不僅列舉瞭各種激光的危險性，還詳細介紹瞭防護措施、眼睛保護、激光輻射的生物效應等等，讓我對激光的潛在風險有瞭更清醒的認識，也更加注重操作規範。此外，書中還包含瞭大量的實驗案例和數據分析，這些都對我日常的實驗工作非常有指導意義。比如，在調試一颱新的激光器時，我經常會參考書中關於激光參數測量和校準的部分，這大大提高瞭我的工作效率和準確性。這本書的實用性真的非常強，它不是那種隻講理論的書，而是將理論與實踐緊密結閤，讓我在工作中能夠遊刃有餘，也能更深入地理解我所使用的設備。