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目录 1

第一篇 气体激光器 1

概述 1

§1.0-1气体激光器的概况 1

§1.0-2气体放电的基本知识 2

一、气体放电的方式 2

二、气体放电的相似定律 5

三、气体放电中粒子的碰撞和激发 6

第一章 原子激光器 8

§1.1-1氦－氖激光器的结构 8

§1.1-2氦－氖激光器的工作原理 10

一、氦－氖激光器的能级图 10

二、氦－氖激光器的激发机理 11

三、增益系数 12

§1.1-3氦－氖激光器的输出特性 15

一、输出功率 15

二、激光束的发散角 21

三、激光频率特性和稳频 22

第二章 分子激光器 29

§1.2-1二氧化碳激光器的工作原理 29

一、CO2分子能级简图 29

二、建立激光能级间粒子数反转过程 31

三、量子效率与能量转换效率 35

四、输出光谱 36

§1.2-2纵向放电激励的封离型CO2激光器 37

一、器件结构 37

二、输出功率及其影响因素 39

一、横向激励的高气压CO2激光器 42

§1.2-3其他类型的CO2激光器 42

二、波导CO2激光器 45

§1.2-4氮分子激光器 46

一、工作原理 47

二、器件结构与激励方法 47

§1.2-5准分子激光器 49

第三章 离子激光器 51

§1.3-1氩离子激光器 51

一、激发机理 51

二、器件结构 52

三、工作特性 53

§1.3-2氦－镉激光器 55

二、固体激光器的的工作过程 58

一、固体激光器的基本构造 58

§2.1-1概述 58

第一章 一般固体激光器 58

第二篇 固体激光器 58

三、固体激光器的能量转换环节 59

§2.1-2固体工作物质 59

一、红宝石晶体 59

二、掺钕钇铝石榴石晶体 63

三、钕玻璃 65

四、其他固体工作物质 66

五、激光棒的几何尺寸和加工要求 67

§2.1-3泵浦光源 68

一、主要泵浦光源及其结构 68

二、泵灯的特性 69

三、泵灯的放电回路和触发电路 72

一、聚光器的类型 77

§2.1-4聚光器 77

二、聚光器的材料和反射表面 80

§2.1-5冷却和滤光 80

一、冷却 80

二、滤光 82

§2.1-6固体激光器的输出特性 83

一、阈值 83

二、输出特性 85

第二章 调Q脉冲固体激光器 88

§2.2-1概述 88

一、调Q的意义 88

二、调Q的原理 88

一、速率方程 89

§2.2-2调Q激光器的基本理论 89

三、调Q的方法 89

二、输出峰值功率 90

三、输出能量 91

四、巨脉冲的时间特性 91

五、多脉冲问题 92

§2.2-3机械转镜调Q激光器 93

一、工作原理 93

二、最佳转速 95

三、加速原理 98

§2.2-4电光晶体调Q激光器 99

一、调Q原理 99

二、带起偏器的电光Q开关 102

三、双折射偏离法电光Q开关 103

四、单块双45°电光Q开关 105

一、声光效应 107

§2.2-5声光调Q激光器 107

二、声光调Q激光器的工作原理 108

§2.2-6可饱和吸收染料调Q激光器 111

一、基本原理 112

二、染料选择 113

三、输出特性 114

第三篇 液体激光器 116

第一章 染料激光器 116

§3.1-1染料的激光机理 117

一、染料的结构和能级 117

二、染料的吸收和发射 119

三、染料激光的工作条件 120

四、染料的溶剂 120

一、连续波染料激光器的结构 121

§3.1-2连续波染料激光器 121

二、连续波染料激光器的调谐 123

§3.1-3脉冲染料激光器 127

一、脉冲染料激光器的速率方程 127

二、激光泵浦的脉冲染料激光器 127

三、闪光灯泵浦的脉冲染料激光器 134

第二章 无机液体激光器 136

§3.2-1激光机理 136

一、Nd3+:POCl3+SnCl4+P2O3C14无机液体激光器 136

二、Nd3+:SeOCl2+SnCl4无机液体激光器 136

§3.2-2无机液体激光器的结构和优缺点 136

第四篇 半导体激光器 139

第一章 有关半导体的基本知识 139

§4.1-1半导体能带的基本概念 139

一、能带概念 139

三、杂质能级 140

二、价带导带和空穴 140

§4.1-2载流子的统计分布 141

一、电子和空穴的统计分布 141

二、直接跃迁和间接跃迁 143

§4.1-3半导体p-n结的能带结构 144

一、平衡态P-n结的能带结构 144

二、加正向电压P-n结的能带结构 145

第二章 注入式同质结半导体激光器 147

§4.2-1注入式同质结半导体激光器的基本结构 147

一、注入式同质结半导体激光器 147

二、同质结半导体GaAs激光器的结构 147

§4.2-2注入式同质结半导体激光器的原理 148

一、半导体的粒子数反转分布条件 148

二、半导体激光器的阈值条件 151

第三章 异质结半导体激光器 154

§4.3-1异质结半导体激光器的一般介绍 154

一、异质结的结构 154

二、异质结的能带 155

§4.3-2单异质结（SH）激光器 155

一、单异质结（SH）的工作机理 155

二、单异质结（SH）器件的阈值条件及特点 156

§4.3-3双异质结（DH）激光器 156

一、双异质结（DH）器件的结构 157

二、双异质结（DH）器件的能带 158

三、双异质结（DH）激光器的粒子数反转和阈值条件 158

四、双异质结（DH）的阈值电流密度 159

一、输出功率 160

二、转换效率 160

第四章 半导体激光器的输出特性 160

§4.4-1半导体激光器的输出功率和转换效率 160

§4.4-2半导体激光器的激光模式 162

一、谐振频率 162

二、纵模特性 163

三、横模特性 165

§4.4-3半导体激光束的发散角 167

一、发散角的特点 167

二、发散角的估算 167

§4.4-4半导体激光器的时间响应特性 168

一、时间响应的概念 168

二、响应时间的估算 168

第一章 自由电子激光器 170

§5.1-1自由电子激光器的工作原理 170

第五篇 自由电子激光器与化学激光器 170

§5.1-2自由电子激光器的调频方式 172

第二章 化学激光器 174

§5.2-1氟化氢（HF）化学激光器 174

一、HF建立粒子数反转和受激发光原理 174

二、引发方式 175

§5.2-2碘原子激光器 176

第六篇 激光技术基础 178

第一章 激光的调制技术 178

§6.1-1概述 178

一、调制的基本概念 178

二、调制的形式 179

§6.1-2电光调制 182

一、纵向电光调制 183

二、横向电光调制 187

一、声光效应 189

§6.1-3声光调制 189

二、声光衍射 191

三、声光调制的工作原理 196

第二章 激光的锁模技术 199

§6.2-1概述 199

§6.2-2多模激光器的输出特性 199

一、激光器的纵模及其特性 199

二、多模激光器的输出光强特性 200

§6.2-3多模激光器的模式锁定特性 201

一、锁模脉冲特性的产生 201

二、多纵模位相锁定的数学分析 203

§6.2-4锁模原理及其方法 207

一、内调制锁模 207

二、饱和吸收染料锁模 210

三、对撞锁模 213

第三章 激光的放大技术 215

§6.3-1概述 215

一、激光放大的意义 215

二、激光的行波放大 215

三、其他类型激光放大 216

四、脉冲放大的分类 217

§6.3-2脉冲激光放大器的基本理论 217

一、脉冲放大器的速率方程 217

二、矩形脉冲的放大 219

三、激光放大的特性 221

§6.3-3激光放大的技术问题 221

一、工作物质参数的选择 221

§6.4-1概述 221

三、级间去耦 222

二、光束截面匹配 222

四、光泵点燃时间的匹配 223

第四章 激光的模式选择技术 224

一、模式选择的类型 224

二、模式的选择及其意义 224

§6.4-2横模选择技术 225

一、基本理论 225

二、腔参数g、N选择法 226

三、腔内插入小孔光栏法 227

四、腔内插入望远镜法 227

§6.4-3纵模选择技术 228

一、短腔法 228

二、法布里－珀罗标准具法 229

三、复合腔选纵模 231

第五章 激光的倍频技术 233

§6.5-1概述 233

一、线性光学与非线性光学 233

二、非线性光学的发展 233

三、激光的倍频技术及其应用 233

§6.5-2光学介质的非线性极化 234

一、介质的极化与极化波 234

二、光学二次非线性效应 236

三、二次非线性极化系数 237

§6.5-3倍频技术 239

一、倍频效率 239

二、位相匹配（PM条件） 240

三、几种性能优良的新倍频晶体 243

四、倍频激光器 244