激光原理及实验PDF电子书下载

目录 1

第一章 激光是什么？ 1

§1.1 激光原理 1

（1）光的发射与吸收 1

（2）光的受激发射 1

（3）粒子数反转 2

（4）光抽运 2

（5）激光振荡 3

§1.2 激光特性 4

（1）相位一致 4

（2）方向性好 4

（3）单色性好 5

（4）亮度高 5

§1.3 激光器的种类 5

（1）气体激光器 5

（2）固体激光器 5

（3）半导体激光器 6

第二章 激光的基础理论 7

§2.1 原子能级 7

§2.2 粒子数反转 8

§2.3 原子寿命 10

§2.4 共振腔 12

§2.5 受激发射与受激吸收 16

§2.6 放大系数 18

§2.7 振荡阈值 20

第三章 气体激光器实验 22

§3.1 气体激光装置与种类 22

（1）激光管 24

（2）气体激光器的激发方法 25

（3）激光管内的气压条件 26

（4）光学共振腔 26

（5）气体激光器的振荡理论 28

（1）氦-氖激光器的原理 30

§3.2 氦-氖激光器实验 30

（2）氦-氖激光装置和调整 31

（3）激光输出的测量 36

（4）发光图样的观测 38

（5）振荡光谱（纵模）的测量 39

（6）稳频振荡和频率的选择 41

（7）氦-氖激光噪声的观测 45

（8）氦-氖激光器的锁模 48

（9）测量氦-氖激光相干性实验 53

（10）用氦-氖激光作衍射实验 65

（11）用氦-氖激光作偏振光实验 71

（12）气体激光的调制实验 84

§3.3 氩离子激光器 91

（1）氩离子激光器的原理 91

（2）氩离子激光装置 91

（3）气体交换型氩离子激光器实验 95

§3.4 氦-镉激光器 98

§3.5 二氧化碳激光器实验 100

（1）理论 100

（2）实验 104

（3）操作顺序 105

（4）本装置的性能 109

（5）测量中和使用后的注意事项 110

（6）二氧化碳激光的特性 111

（7）二氧化碳激光的能级与振荡波长 111

§3.6 气体激光在光通信方面的应用 113

§3.7 气体激光在全息术方面的应用 118

（1）全息术原理 118

（2）菲涅耳全息照片与夫琅和费全息照片 121

（3）散射全息术 122

（4）三维（立体）全息术 122

（5）彩色全息术 124

（6）全息术存在的问题 125

（7）全息术的应用 127

第四章 固体激光器的实验 128

§4.1 固体激光的原理 128

§4.2 固体激光装置的结构 130

（1）激光工作物质 130

（2）光学共振腔 134

（3）抽运光源 137

（4）反射聚光腔 138

§4.3 实验程序 139

（1）普通振荡 139

（2）光轴调整 140

（3）巨脉冲原理 142

（4）巨脉冲振荡 143

（5）观察发光图样 146

（6）观察振荡波形 148

（7）测量振荡输出功率 150

§4.4 激光加工 151

第五章 半导体激光器 155

§5.1 注入式激光器的振荡原理 155

§5.2 新结构的激光元件 159

§5.3 脉冲发生器 161

§5.4 冷却 170

§5.5 实验装置 170

§5.6 阈值实验 172

（1）阈值电流 172

（2）阈值对温度的依赖关系实验 175

§5.7 观察尖峰信号的实验 177

§5.8 光谱实验 178

（1）自发发射光的光谱特性 178

（2）激光光谱 179

§5.9 观察发光图样的实验 182

§5.10 发射光的偏振特性 183

§5.11 光束发散度的测量 184

§5.12 发光功率与电流的关系实验 186

§5.13 结语 187

第六章 激光参数测量 188

§6.1 法布里-珀罗干涉仪 188

（1）法布里-珀罗干涉分光仪的原理 188

（2）结构 192

（3）波长的计算和分辨本领 194

（4）光谱分析器 196

§6.2 分光仪 197

（1）装置的概况 198

（2）光源 199

（3）单色仪 200

（4）探测器 200

（5）使用方法 201

（6）试样盒与试样制备 201

（7）激光光谱 202

（8）测量激光反射镜的反射率 203

§6.3 激光输出的测量 204

（1）测量输出方法的分类 205

（2）连续波输出测量 205

（3）脉冲输出测量 205

（4）光热法 206

（5）光电法 207

（6）减光器 208

（7）巨脉冲的测量 210

（8）光探测器 211

§6.4 同步示波器 214

（1）同步示波器的特点 214

（2）普通示波器的结构与工作原理 218

（3）同步示波器 222

（4）扫描延迟扩展电路和扫描延迟电路 223

（5）同步示波器的使用方法 224

索引 229