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1 量子力学的基本定理和假设 1

1.0引言 1

1.1薛定谔波动方程 1

1.2与时间无关的薛定谔波动方程 8

2 与时间无关的薛定谔方程的某些解 20

2.0引言 20

2.1宇称 20

2.2谐振子 21

2.3在球对称势场中的薛定谔方程 29

2.4角动量算符及其本征函数 33

3 量子力学公式的矩阵表示 36

3.0引言 36

3.1矩阵的某些基本性质 36

3.2方阵的变换 37

3.3矩阵的对角化 38

3.4用作算符表象的矩阵 39

3.5算符表象的变换 40

3.6用矩阵方法推导算符的本征函数和本征值 41

3.7海森堡运动方程 43

3.8角动量算符的矩阵元 45

3.9自旋角动量 48

3.10角动量的迭加 49

3.11与时间无关的微扰理论 51

3.12与时间有关的微扰理论——与谱线加宽的关系 54

3.13密度矩阵——引言 61

3.14密度矩阵 61

3.15系综平均 62

3.16密度矩阵随时间的变化 63

4 晶格的振动及其量子化 66

4.0引言 66

4.1均匀直线运动 66

4.2由同种原子构成的直线链的波的运动 67

4.3由两种不同原子构成的线链 70

4.4晶格求和 73

4.5晶格振动声频支的量子化 75

4.6晶格模的平均热激发 79

5 电磁场及其量子化 83

5.0引言 83

5.1在电磁场中功率的输运、储存和耗散 83

5.2电磁波在各向异性晶体中的传播 86

5.3折射率椭球 90

5.4电磁波在单轴晶体中的传播 92

5.5在谐振腔中电磁场简正模的展开 94

5.6辐射场的量子化 97

5.7模密度和黑体辐射 100

6 光束在均匀介质和类透镜介质中的传播 103

6.0引言 103

6.1透镜波导 103

6.2相同透镜构成的波导 108

6.3光线在反射镜间的传播 109

6.4在类透镜介质中的光线 110

6.5在二次型折射率变化的介质中的波动方程 113

6.6在均匀介质中的高斯光束 115

6.7在类透镜介质中的基模高斯光束——ABCD定律 118

6.8在透镜波导中的高斯光束 122

6.9在均匀介质中的高斯光束高阶模 123

6.10在二次型折射率变化的介质中的高斯光束高阶模 125

6.11二次型增益变化的介质中的传播 127

6.12椭圆高斯光束 128

7 光学谐振腔 136

7.0引言 136

7.1球面谐振腔 136

7.2模式的稳定判据和谐振腔的自洽解 142

7.3共振频率 145

7.4光学谐振腔中的损耗 148

7.5“非稳”光学谐振腔 150

8 辐射场与原子系统的相互作用 156

8.0引言 156

8.1原子极化率的密度矩阵推导 156

8.2x（v）的意义 164

8.3自发跃迁和感应跃迁 165

8.4增益系数 169

8.5感应跃迁和自发跃迁的爱因斯坦处理 170

8.6均匀加宽和非均匀加宽 173

8.7在均匀加宽和非均匀加宽系统中的增益饱和 175

9 激光振荡 183

9.0引言 183

9.1激光振荡条件 184

9.2激光振荡——一般形式的推导 190

9.3激光器的输出功率 193

10 几种特定的激光系统；半导体激光器 204

10.0引言 204

10.1抽运和激光器效率 204

10.2红宝石激光器 205

10.3掺钕钇铝石榴石（Nd3＋：YAG）激光器 210

10.4钕玻璃激光器 213

10.5氦－氖（He-Ne）激光器 216

10.6二氧化碳激光器 218

10.7半导体激光器 226

10.8有机染料激光器 244

11 激光器的Q开关和锁模 257

11.0．引言 257

11.1．Q开关 257

11.2非均匀加宽激光系统的锁模 265

11.3均匀加宽激光系统中的锁模 275

11.4激光器的弛豫振荡 282

11.5被动锁模 287

12 激光介质中信号和自发辐射的放大 292

12.0引言 292

12.1放大的自发辐射的频谱 292

12.2饱和状态 296

13 激光放大器和振荡器中的噪声 304

13.0引言 304

13.1激光放大器中的噪声 304

13.2激光振荡器中的自发辐射噪声 311

13.3激光器作为范德波尔（Van der Po1）振荡器 317

13.4激光噪声的量子力学处理 330

14 光辐射的调制 339

14.0引言 339

14.1电光效应 339

14.2电光位相延迟 347

14.3电光调幅 350

14.4光的位相调制 353

14.5横向电光调制器 354

14.6高频调制 359

14.7光束的电光偏转 363

14.8光弹性效应 365

14.9声波引起的光的布喇格衍射 367

14.10声光偏转 376

14.11天然双折射晶体的布喇格散射 378

15 辐射场与原子系统的相干相互作用 383

15.0引言 383

15.1辐射场与二能级原子系统相互作用的矢量描述 383

15.2超辐射 394

15.3光子回波 396

15.4自感应透明 399

16 非线性光学导论——二次谐波的产生 420

16.0引言 420

16.1非线性光学极化率张量 421

16.2非线性场的哈密顿 425

16.3非线性光学系数的物理起源 427

16.4非线性相互作用的电磁场公式化 432

16.6光学二次谐波的产生 434

16.6输入辐射抽空的二次谐波的产生 441

16.7用高斯光束产生二次谐波 443

16.8腔内二次谐波的产生 445

17 参量放大、参量振荡及参量荧光 451

17.0引言 451

17.1参量放大的基本方程 451

17.2参量振荡 453

17.3参量振荡器中的功率输出和抽运饱和 460

17.4参量振荡器中的频率调谐 461

17.5参量相互作用的量子力学处理 464

17.6频率上转换 468

17.7自发参量荧光 475

17.8后向参量放大和振荡 480

18 受激喇曼散射和布里渊散射 486

18.0引言 486

18.1喇曼散射的量子力学描述 490

18.2受激喇曼散射 494

18.3喇曼振荡与不稳定性 498

18.4受激喇曼散射的电磁理论处理 500

18.5反斯托克斯散射 505

18.6受激布里渊散射 507

18.7光束的自聚焦 515

19 光学电介质波导中的传播、调制和振荡 527

19.0引言 527

19.1波导模 527

19.2平面波导的模式特性 531

19.3波导模之间的耦合 534

19.4周期性波导 536

19.5耦合模方程的解 540

19.6分布反馈激光器 544

19.7电介质波导中的电光调制和模式耦合 551

19.8微扰波导的本征模——磁光耦合 555

19.9漏泄型电介质波导 560

附录 567

1．克喇末－克朗尼格关系式 567

2．一个黑体辐射模所具有的立体角 569

3．线型分子振－转跃迁的自发辐射寿命 569

4．非线性光学常数的量子力学推导 572

内容索引 579