本书是“普通高等教育‘十五’**级教材规划”项目和“高等教育百门精品课程教材建设计划”选题项目。内容包括激光基本原理、谐振腔理论、激光器的振荡特性、典型激光器、半导体激光器、激光调制技术、调Q与锁模技术、频率变换等八章。可作为理工科大学电子科学与技术专业高年级本科生的教材或教学参考书,也可供相关专业或研究领域的研究生及科研人员阅读与参考。

绪论
激光的英文名称“Laser”是“Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation”的缩写,意为辐射通过受激发射的光放大。由此可以看出,受激辐射是产生激光的基础。
受激辐射概念是由A.Einstein在他1917年发表的论文“关于辐射的量子理论”中提出的;大约10年后,英国**物理学家、剑桥大学教授P.A.M.Dimc:**实验证明受激辐射的存在���在20世纪50年代人们认识到,在非平衡态,电磁辐射可以通过受激辐射得到放大。1953年-1955年,J.Weber,N.G.Basov及A.M.Prokhorov分别发表了实现这种放大的方法。而1951年就曾与其在哥伦比亚大学的同事们讨论过这种放大可行性的C.H.Townes,于1954年和I.P.(G0rdan,H.J.Zeiger一起造出氨分子振荡器,使该项技术实现了突破。Townes的装置称为Maser(脉泽,它是Microwave Amplification by Stimulated Emission Of Radiation的缩写)。
氨脉泽非常小的线宽特别适合作为频率标准,但用于微波放大器则有很大限制。科学之所以能不停地向前发展,就是因为科学家们有一种孜孜不倦的执著追求精神。气体脉泽刚刚研究成功,便立即向新的领域进军。一方面努力研制固体量子振荡器,并导致二能级和三能级固体脉泽于1957年相继出现;另一方面则在考虑如何将工作频率从微波段进一步提高到光波段。A.L.Schawlow和Townes于1958年公布了光波段脉泽原理的理论研究结果,并对多种能级系统估计了激发阈值。该项工作立即引起了人们极大的兴趣,包括Townes在内的很多科学家尝试在实验室制造这种装置,不幸的是,这些努力当时均未能取得成功。于是,一些似乎很有道理的观点力图证明这种装置根本无法实现。
……

绪论
第1章 激光的基本原理及其应用
1.1 激光的特性
1.1.1 单色性与时间相干性
1.1.2 方向性与空间相干性
1.1.3 高亮度
1.1.4 高阶相关
1.2 激光产生的必要条件
1.2.1 二能级系统的三种跃迁
1.2.2 激光产生的必要条件
1.3 激光产生的充分条件
1.3.1 饱和光强的概念
1.3.2 饱和光强的简单计算
1.3.3 产生激光的充分条件
1.4 谱线加宽
1.4.1 概述
1.4.2 均匀加宽
1.4.3 非 均匀加宽
1.5 谱线加宽下的增益系数
1.6 激光器的速率方程
1.6.1 速率方程的建立
1.6.2 速率方程的稳态解
1.6.3 反转粒子数及增益饱和
1.7 连续与脉冲工作
1.7.1 固体三能级系统速率方程组
1.7.2 速率方程的解
1.7.3 激光器的工作状态
1.8 粒子数反转分布条件
1.8.1 稳态工作情况
1.8.2 瞬态工作情况
1.9 激光放大的阈值条件
1.9.1 阈值增益系数和粒子数
1.9.2 连续/长脉冲光泵阈值功率
1.9.3 短脉冲工作
1.10 均匀加宽激光器的模竞争和频率牵引
1.10.1 均匀加宽激光器的模竞争
1.10.2 频率牵引
1.11 激光器的输出特性
1.11.1 均匀加宽连续激光器的输出功率
1.11.2 脉冲激光器的输出能量
1.12 激光器的泵浦技术
1.12.1 直接泵浦
1.12.2 间接泵浦
第2章 光学谐振腔理论
2.1 光学谐振腔的基本知识
2.1.1 光学谐振腔的构成和分类
2.1.2 光学谐振腔的作用
2.1.3 腔模
2.2 光学谐振腔的损耗
2.2.1 光腔的损耗及其描述
2.2.2 光子在腔内的平均寿命
2.2.3 无源腔的品质因数——Q值
2.2.4 无源腔的单模线宽
2.3 光学谐振腔的稳定性条件
2.3.1 光线传播的矩阵表示
2.3.2 共轴球面腔的稳定性条件
2.3.3 稳区图
2.4 谐振腔的衍射积分理论
2.4.1 菲涅耳-基尔霍夫衍射积分
2.4.2 自再现模所应满足的积分方程式
2.4.3 积分方程解的物理意义
2.5 平行平面腔的自再现模
2.5.1 平行平面腔的模式积分方程
2.5.2 平行平面腔模的数值迭代解法
2.6 对称共焦腔的自再现模
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第3章 典型激光器
第4章 半导体激光器
第5章 激光调制技术
第6章 调Q技术与锁模技术
第7章 激光频率变换技术
参考文献