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第1章 光折射效应与相位共轭光学 1

1.1 光折射效应 1

1.1.1 能带传输模型 1

1.1.2 光折射 BaTiO3晶体与离子掺杂 5

1.2 光折射二光波混合 7

1.2.1 折射率衍射光栅的形成 7

1.2.2 利用二光波混合的光放大 9

1.2.3 光折射波导与空间孤立子 13

1.3.1 相位共轭波的性质 15

1.3 相位共轭光学 15

1.3.2 相位共轭波产生的原理 17

1.3.3 自励型相位共轭镜 19

1.3.4 受激光折射后向散射 23

1.4 全息照相存储器 25

第2章 超短脉冲傅里叶光合成 33

2.1 概述 33

2.2 短脉冲光傅里叶合成 34

2.2.1 线性滤波和傅里叶变换 34

2.2.2 利用衍射光栅-透镜对的光合成 35

2.2.3 时空结合与时空维格纳函数的表示 36

2.3 利用空间光调制器(spatial light modulator)的飞秒脉冲傅里叶光合成 40

2.3.1 利用液晶阵列(array)空间光调制器的波形整形 40

2.3.2 利用声光调制器的波形整形 46

2.3.3 利用全息掩模的波形整形 46

2.4 利用电光学相位调制器的脉冲整形法 47

2.4.1 边带的生成与合成 47

2.4.2 时域透镜 48

2.5 利用飞秒脉冲的光谱及全息照相术 51

2.5.1 光谱域全息照相的原理 51

2.5.2 匹配滤波器 54

2.5.3 空间-时间-空间变换 55

2.5.4 最终的傅里叶光合成 57

2.6 波形整形短脉冲激光的应用 58

2.6.1 光通信中的应用 58

2.6.2 相干声子(coherent phonon) 60

2.6.3 半导体媒介的相干控制 64

2.6.4 自适应相位调制补偿 65

2.7 超短脉冲光的相位重新构筑法 66

2.7.1 相位测定法 66

2.7.2 G-S(Gerchberg-Saxton)的算法 69

2.7.3 FROG 法(三次，二次) 70

2.7.4 TADPOLE 法 76

第3章 脉冲压缩光学 81

3.1 频率啁啾与色散 81

3.2 色散给予脉冲的效应 84

3.2.1 系统的响应(脉冲响应) 84

3.2.2 高斯型脉冲的场合 86

3.2.3 线形啁啾脉冲的场合 87

3.3.1 色散的基础 89

3.3 光学器件的色散效应 89

3.3.2 电介质多层膜镜 90

3.3.3 棱镜对 92

3.3.4 衍射光栅对 94

3.3.5 棱镜对 96

3.4 超短脉冲激光振荡器 97

3.4.1 概述 97

3.4.2 啁啾与脉冲压缩 98

3.4.3 克尔镜效应(kerr lenss effect) 99

3.4.4 MDC(mirror dispersion controlled)谐振器 99

3.4.6 孤立子激光器 100

3.4.5 可饱和布拉格反射镜(saturable Bragg reflector) 100

3.5 啁啾脉冲放大器 102

3.6 色散的评价方法 104

3.6.1 概述 104

3.6.2 SHG 强度自相关法 104

3.6.3 利用二光子感应电流的强度自相关法 106

3.6.4 空间光谱干涉法 106

3.6.5 FROG(frequency resolved optical gating)法 108

4.2.1 有质动能 113

4.2 利用高强度超短脉冲激光进行原子的离子化 113

4.1 概述 113

第4章 高强度超短脉冲激光的科学应用 113

4.2.2 多光子离子化 115

4.2.3 隧道离子化 116

4.2.4 多价离子的生成 117

4.3 高强度超短脉冲激光与等离子体的相互作用 117

4.3.1 概述 117

4.3.2 与相对论运动电子的相互作用 117

4.3.3 激光航迹场电子加速 117

4.3.4 在等离子体中的激光传播 120

4.3.5 超短脉冲 X 射线的产生 121

4.4.1 利用高强度超短脉冲激光测定固体物理性质 122

4.4.2 高强度超短脉冲激光烧蚀与改质 122

4.4 高强度超短脉冲激光与固体的相互作用 122

4.5 高强度超短脉冲 KrF 准分子激光系统 125

4.5.1 概述 125

4.5.2 亚皮秒 KrF 激光系统的构成 126

第5章 压缩光的产生与应用 131

5.1 概述 131

5.2 非经典光 132

5.3.1 正交相位振幅压缩状态 135

5.3 非经典光的产生 135

5.3.2 光子数-相位压缩状态：亚泊松光的产生 140

5.4 压缩光及亚泊松光的应用 143

5.4.1 光通信中的应用 143

5.4.2 光谱 144

5.4.3 重力波检测用干涉仪中的应用 145

5.4.4 利用光量子状态的应用 147

第6章 利用激光操纵微粒 151

6.1 概述 151

6.2.1 光压 152

6.2 光俘获 152

6.2.2 光俘获的原理 154

6.2.3 激光扫描型俘获 158

6.3 邻近场光俘获(near field optical trapping) 159

6.4 旋转力的产生 160

6.4.1 利用圆偏振激光的微粒的旋转 160

6.4.2 偏平形状物体的旋转 161

6.5 微粒操纵 164

6.5.1 单一有机微粒的创制 164

6.5.2 微力学测定中的应用 165

6.6 细胞操纵与细胞融合 167

第7章 激光在医学中的应用 173

7.1 概述 173

7.2 激光与生物体的相互作用 174

7.2.1 生物体的光学特性 174

7.2.2 激光对生物体的作用 178

7.2.3 激光对生物体应用的优点 178

7.3 激光在治疗中的应用 179

7.3.1 激光治疗的种类与现状 179

7.3.2 眼科中的应用 181

7.3.3 皮肤科及整形外科领域中的应用 183

7.3.4 光化学治疗 185

7.4 激光在生物体检测及诊断中的应用 187

7.4.1 利用激光的生物体光谱测量及诊断 187

7.4.2 激光断层摄影 189

7.4.3 激光显微镜 193

7.5 医用激光装置 196

7.5.1 激光光源 196

7.5.2 激光传播线路 198

8.1 概述 205

第8章 激光冷却 205

8.2 温度 207

8.2.1 温度的定义 207

8.2.2 温度测定法 208

8.3 原子束的减速 209

8.4 多普勒冷却 212

8.5 亚多普勒冷却 214

8.5.1 感应冷却(stimulated cooling) 214

8.5.2 偏振光冷却(polarization gradient cooling) 217

8.6.1 由速度选择性相干俘获的冷却 219

8.6 次反冲(recoil)冷却 219

8.6.2 拉曼(Raman)冷却 221

8.7 原子俘获 222

8.8 利用冷却原子的高精度测试 224

8.8.1 原子喷水(atomic fountain) 225

8.8.2 原子干涉及重力测定 226

8.8.3 原子全息照相技术 228

8.9 冷却原子束在原子刻蚀技术中的应用 228

8.10 玻色-爱因斯坦凝缩(Bose-Einstein condensation) 230

8.11 原子波激光 231

9.1.1 吸收过程 237

第9章 激光微细加工 237

9.1 激光的吸收与热扩散过程 237

9.1.2 热扩散过程 238

9.2 激光微细加工的特点 240

9.3 激光磨蚀 240

9.3.1 激光磨蚀的基础 240

9.3.2 利用 PLD 法的功能性薄膜的制作 241

9.4 光造形法 243

9.5 光刻技术 244

索引 251