激光物理PDF电子书下载

目录 1

第一章光学谐振腔概述 1

§1-1激光简介 1

§1-2模的概念 4

§1-3光学谐振腔 5

§1-4菲涅耳数与衍射损耗 10

§1-5光腔的Q值 12

1-5-1 Q值的定义 12

1-5-2损耗对Q值的影响 13

1-5-3非激活腔的寿命 14

第二章光学谐振腔的几何光学理论 16

§2-1引言 16

§2-2光线变换矩阵和ABCD定律 16

2-2-1光线变换矩阵 16

2-2-2近轴球面波的ABCD定律 19

§2-3几种情况下的光线变换矩阵 20

§2-4平行平面镜腔 24

§2-5球面镜腔 28

§2-6谐振腔的稳定性 32

§2-7谐振腔的光束特性 39

§2-8非稳腔的几何损耗 46

§2-9用透镜波导法处理谐振腔 52

第三章衍射理论和平行平面镜腔 58

§3-1谐振腔的衍射理论 58

§3-2用迭代法求解平行平面镜腔 64

3-2-1二维平行平面镜腔的本征方程 64

3-2-2用迭代法求解平行平面腔模 67

3-2-3平行平面腔模的基本特征 70

第四章球面谐振腔的衍射理论 82

§4-1对称共焦腔 82

§4-2对称共焦腔的场 96

§4-3圆形镜对称共焦腔 102

§4-4对称非共焦凹面镜谐振腔 107

§4-5非稳定谐振腔 109

4-5-1非稳腔的积分方程 110

4-5-2积分方程的一级近似解 113

4-5-3单程放大率很大时的近似解 117

4-5-4 非稳共焦腔 119

第五章高斯光束 122

§5-1 引言 122

§5-2高斯光束在自由空间中的传播 123

§5-3高斯光束在光学系统中的传播 130

§5-4光腔中的高斯模 135

§5-5谐振腔的模式匹配 140

§5-6图解法 151

§6-2多元件谐振腔 156

§6-1 引言 156

第六章三种光学谐振腔的几何理论 156

§6-3环形谐振腔 161

6-3-1环形腔的纵模特性 162

6-3-2环形腔的稳定性 164

6-3-3环形腔的横模特性 168

§6-4相位共轭谐振腔 173

6-4-1光学相位共轭及其特性 174

6-4-2相位共轭谐振腔 177

第七章辐射与物质 182

§7-1引言 182

§7-2真空中的辐射 182

§7-3空腔内的辐射 192

§7-4光子简并度与光谱亮度的关系 198

7-4-1光子态与光子简并度 198

7-4-2光子简并度与光谱亮度的关系 203

§7-5辐射与物质相互作用的经典理论 204

7-5-1原子的经典发光模型和自发辐射 205

7-5-2原子自发辐射谱线宽度 207

7-5-3原子吸收和色散现象的经典理论 208

§7-6辐射与物质相互作用的爱因斯坦理论 212

7-6-1爱因斯坦系数 213

7-6-2微分爱因斯坦系数 216

7-6-3爱因斯坦系数与原子激发截面的关系 221

§7-7谱线加宽 222

7-7-1谱线加宽的概念 222

7-7-2线型函数 224

7-7-3洛仑兹线型 225

7-7-4高斯线型 227

7-7-5谱线加宽的类型 231

第八章增益和饱和效应 235

§8-1引言 235

§8-2激光器的速率方程 236

8-2-1三能级系统的速率方程 237

8-2-2四能级系统的速率方程 239

§8-3增益饱和 243

§8-4增益变窄 253

§8-5激光器输出功率最佳化 257

§8-6烧孔效应及兰姆下陷 268

§8-7激光器的极限线宽 276

§8-8模简并对气体激光器输出的影响 281

§8-9激活媒质对模的影响 285

第九章物质与辐射相互作用的半经典理论 290

§9-1引言 290

§9-2二能级原子系统 291

9-2-1弧立原子系统的波函数 291

9-2-2在电磁场作用下原子系统的波函数 292

9-2-3二能级原子系统的波函数 294

§9-3原子在电磁场中的哈密顿量 296

§9-4二能级原子系统的薜定谔方程的解 300

§9-5在辐射场作用下原子系统的跃迁规律 304

9-5-1弱辐射场引起的电磁跃迁 304

9-5-2强辐射场引起的电磁跃迁 313

§9-6小结和几点补充说明 316

§9-7多原子系统与辐射的相互作用 324

9-7-1 描述多原子体系宏观特性的方法 324

9-7-2 密度矩阵 326

9-7-3 多原子体系与辐射的相互作用 335

第十章激光器的半经典理论 345

§10-1引言 345

§10-2激光腔内光波场的自洽方程 348

10-2-1腔内辐射场的波动方程 348

10-2-2腔内辐射场的自洽万程 352

10-2-3自洽方程的物理意义 354

10-3-1媒质的极化 359

§10-3单模情况 359

10-3-2单模场 365

§10-4多模情况 370

10-4-1媒质的极化 370

10-4-2双模振荡及模式竞争 376

§10-5运动原子激光器理论 382

10-5-1运动原子的粒子数矩阵及其运动方程 383

10-5-2单模场 387

附录 400

附录Ⅰ Sylvester定理 400

附录Ⅱ厄密多项式 402

附录Ⅲ 腔模的正交归一性 405

附录Ⅳ 电磁场的规范变换 408

附录Ⅴ 薜定谔方程的电磁不变性 411

附录Ⅵ 等离子体色散函数 413