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绪言 1

第一章 激光调制与偏转技术 3

1.1 调制的基本概念 3

一、振幅调制 3

二、频率调制和相位调制 4

三、强度调制 5

四、脉冲调制 6

五、脉冲编码调制 7

1.2 电光调制 7

一、电光调制的物理基础 8

二、电光强度调制 14

三、电光相位调制 18

四、电光调制器的电学性能 18

五、电光波导财制器 21

六、电光偏转 25

七、设计电光调制器应考虑的问题 28

1.3 声光调制 29

一、声光调制的物理基础 29

二、声光互作用的两种类型 31

三、声光体调制器 40

四、声光波导调制器 44

五、声光偏转 48

六、声光调制器设计应考虑的事项 50

1.4 磁光调制 55

一、磁光调制的物理基础 55

二、磁光体调制器 56

三、磁光波导调制器 57

一、半导体激光器(LD)直接调制的原理 58

1.5 直接调制 58

三、半导体光源的模拟调制 59

二、半导体发光二极管(LED)的调制特性 59

四、半导体光源的PCM的数字调制 60

1.6 空间光调制器 61

一、泡克耳斯读出光调制器 61

二、液晶空间光调制器 63

三、其他类型的空间光调制器 64

习题与思考题 66

参考文献 67

第二章 调Q(Q开关)技术 68

2.1 概述 68

一、脉冲固体激光器的输出特性 68

二、调Q的基本原理 69

2.2 调Q激光器的基本理论 71

三、实现调Q对激光器的基本要求 71

一、调Q的速率方程 72

二、速率方程的求解 72

2.3 电光调Q 78

一、带偏振器的电光调Q器件 78

二、单块双45°电光调Q器件 79

三、脉冲透射式(PTM)调Q 82

四、Q调制技术的其他功能 84

2.4 设计电光调Q激光器应考虑的问题 85

一、调制晶体材料的选择 85

二、调制晶体的电极结构 86

三、对激光工作物质的要求 86

2.5 声光调Q 87

一、声光调Q的基本原理 87

五、对Q开关控制电路的要求 87

四、对光泵浦灯的要求 87

二、声光调Q器件的结构及设计 88

三、声光调Q动态实验及输出特性 91

四、声光腔倒空激光器 94

2.6 被动式可饱和吸收调Q 95

一、可饱和吸收染料的调Q原理 95

二、饱和吸收的速率方程 96

三、染料调Q激光器及其输出特性 97

四、LiF2F-2色心晶体(可饱和吸收)调Q 99

2.7 转镜调Q简介 101

习题与思考题 103

参考文献 103

一、多模激光器的输出特性 104

3.1 概述 104

第三章 超短脉冲技术 104

二、锁模的基本原理 106

三、锁模的方法 108

3.2 主动锁模 109

一、振幅调制锁模 109

二、相位调制锁模 111

三、主动锁模激光器的结构及其设计要点 112

四、无失谐时的锁模脉宽及稳定锁模系统 113

3.3 被动锁模 115

一、固体激光器的被动锁模 115

二、染料激光器的波动锁模 118

3.4 同步泵浦锁模 121

一、同步泵浦锁模原理 121

二、同步泵浦锁模激光器的结构 123

3.5 自锁模 124

一、自锁模机理 125

二、超短脉冲的压缩技术 126

3.6 单一脉冲的选取及超短脉冲测量技术 131

一、单一脉冲的选取 131

二、超短脉冲的测量技术 133

3.7 几种典型的锁模激光器 138

一、掺钛蓝宝石自锁模激光器 138

二、半导体锁模激光器 140

三、掺铒光纤锁模激光器 141

习题与思考题 142

参考文献 143

第四章 激光放大技术 145

4.1 概述 145

一、脉冲放大器的速率方程 146

4.2 脉冲放大器的理论 146

二、速率方程的求解 147

三、对矩形脉冲放大的分析 149

四、其他脉冲波形的放大 152

五、脉冲信号在有损耗介质中的放大 153

4.3 长脉冲激光放大的稳态理论 155

一、稳态的速率方程 155

二、谱线轮廓对增益系数的影响 156

4.4 设计激光放大器应考虑的几个问题 157

一、放大器工作物质的选择 158

二、放大器工作物质端面反馈的消除 158

三、级间去耦问题 159

四、级间孔径匹配问题 160

五、各级泵浦时间的匹配 161

六、不均匀性影响的消除 161

一、外注入再生放大 163

4.5 再生式放大技术 163

二、注入锁定技术 164

三、自注入放大技术 165

4.6 半导体激光放大器与光纤放大器 166

一、半导体激光放大器 166

二、光纤拉曼放大器 167

三、掺稀土元素(铒)光纤放大器 168

四、光纤放大器的应用 169

习题与思考题 169

参考文献 169

第五章 模式选择技术 171

5.1 概述 171

5.2 横模选择技术 172

一、横模选择原理 172

二、横模选择的方法 174

5.3 纵模选择技术 181

一、纵模选择原理 181

二、纵模选择的方法 182

5.4 模式测量方法 188

一、直接观测法 188

二、光点扫描法 189

三、扫描干涉仪法 190

四、F-P照相法 191

习题与思考题 193

参考文献 193

第六章 稳频技术 194

6.1 概述 194

一、频率的稳定性和复现性 194

二、影响激光频率稳定的因素 195

三、激光器主动稳频的方法 197

四、对参考标准频率(参考谱线)的要求 199

6.2 兰姆凹陷稳频 200

一、兰姆凹陷 200

二、兰姆凹陷稳频原理 200

三、应用兰姆凹陷稳频时应注意的问题 201

6.3 塞曼效应稳频 203

一、塞曼效应 203

二、塞曼效应双频稳频激光器 203

三、塞曼效应吸收稳频 206

6.4 饱和吸收稳频(反兰姆凹陷稳频) 207

6.5 其他稳频激光器 209

一、CO2激光器的稳频 209

二、Ar+激光器(用127I2饱和吸收)稳频 210

三、脉冲激光器的稳频 211

四、半导体激光器的稳频 212

6.6 频率稳定性及复现性的测量 214

一、拍频的原理 214

二、拍频技术测量的频率稳定性和复现性 215

习题与思考题 217

参考文献 218

第七章 非线性光学技术 219

7.1 概述 219

一、非线性光学的概念 219

二、非线性电极化率 219

7.2 电磁波在非线性介质内的传播 224

一、电磁波在非线性介质内的传播方程 224

二、非线性互作用的基本方程--耦合波方程 224

7.3 光倍频及光混频技术 226

三、门雷-罗威(Manley-Rove)关系 226

一、光倍频及光混频的稳态小信号解 227

二、相位匹配技术 228

三、倍频过程中的几个重要问题 231

四、典型倍频激光器 236

7.4 光参量振荡技术 237

一、光参量放大和振荡原理 238

二、光参量振荡器的增益 238

三、光参量振荡器的阈值 240

四、光参量振荡器的频率调谐技术 241

五、光参量振荡实验技术 243

7.5 非线性光学材料 245

一、KDP类晶体 246

二、铌酸锂(LiNbO3)和碘酸锂(LilO3)晶体 246

7.6 受激拉曼散射技术 252

一、拉曼散射与受激拉曼散射 252

三、铌酸钡钠(Ba2NaNb2O15)和磷酸氧钛钾(KTiOPO4)晶体 252

五、半导体材料 252

四、β-偏硼酸钡(β-BaB2O4)晶体 252

二、受激拉曼散射的增益和阈值 254

三、受激拉曼散射频谱特性 256

四、受激拉曼散射实验技术 257

7.7 光学双稳态技术 259

一、光学双稳态的物理机制 260

二、光学双稳态实验技术 261

三、光学双稳态器件及应用 261

习题与思考题 263

参考文献 264

一、光纤波导结构及弱导特性 265

8.1 光纤概述 265

第八章 激光传输技术 265

二、光纤制造工艺简介 266

三、光缆 268

四、光纤的传输特性 269

8.2 光纤的射线特性分析 270

一、阶跃光纤 270

二、渐变折射率光纤 274

8.3 光纤衰减和色散特性 281

一、光纤的衰减 281

二、光纤色散、带宽和脉冲展宽参量间的关系 283

三、光纤的色散特性 284

8.4 单模光纤的偏振和双折射 290

一、单模光纤的偏振特性 290

三、偏振型单模光纤 292

二、单模光纤的双折射 292

8.5 光纤中非线性效应--光学孤子 294

一、光学孤子的物理概念 294

二、色散介质中的双曲方程 295

三、非线性薛定谔方程 296

8.6 光纤连接耦合技术 297

一、光纤的处理与连接 297

二、光纤的光耦合 298

三、光纤的分光与合光装置 302

8.7 激光大气和水下传输 302

一、大气衰减 303

二、大气湍流及非线性传播效应 308

三、激光水下传输特性 313

习题与思考题 316

参考文献 316