激光辐射及应用PDF电子书下载

第1章 激光发展的历史及军事应用 1

1.1 激光发展的历史 1

1.1.1 从受激辐射到激光的设想 1

1.1.2 激光技术的发展 2

1.1.3 我国早期激光技术的发展 2

1.2 激光的军事应用 2

1.2.1 军用激光技术 2

1.2.2 我国军用激光技术 4

第2章 激光的产生与特性 6

2.1 激光的基本概念 6

2.1.1 辐射产生的基本原理 6

2.1.2 辐射与吸收之间的关系 8

2.2 介质中粒子数反转与增益光的模式 11

2.2.1 能实现粒子数反转的性质 11

2.2.2 光的增益 13

2.2.3 光的模式 20

2.3 谐振腔与阈值条件 21

2.3.1 光学谐振腔 22

2.3.2 光学谐振腔的稳定性 22

2.3.3 激光的纵模 24

2.3.4 激光的横模 24

2.3.5 M2因子 27

2.3.6 阈值条件 27

2.4 激光器的工作状态 32

2.5 输出功率 36

习题 38

第3章 激光器 40

3.1 传统激光器 40

3.1.1 气体激光器 40

3.1.2 固体激光器 43

3.2 新型激光器 44

3.2.1 二极管泵浦固体激光器 44

3.2.2 飞秒钛宝石激光器的工作原理 47

3.2.3 光纤激光器 51

3.2.4 可调谐固体激光器 54

习题 54

第4章 半导体激光器 56

4.1 半导体及半导体激光器的工作原理 56

4.1.1 半导体基础 56

4.1.2 半导体激光器的工作原理 61

4.1.3 速率方程的稳态解、瞬态解及其物理意义 70

4.2 半导体激光器构型 73

4.2.1 异质结激光器 73

4.2.2 分布反馈激光器 77

4.2.3 级联量子阱激光器 83

4.2.4 可突破衍射极限的半导体激光器 88

4.3 半导体激光器的输出特性及光谱特性 88

4.3.1 输出特性 88

4.3.2 光谱特性 89

4.3.3 半导体激光器的横模及其偏振特性 94

习题 97

第5章 激光单元技术 98

5.1 激光选模技术 98

5.1.1 横模选择 98

5.1.2 纵模选择 99

5.2 Q开关技术 101

5.2.1 脉冲激光器输出的光脉冲特性 101

5.2.2 调Q原理 102

5.2.3 调Q的速率方程与数值积分 110

5.3 锁模技术 116

5.3.1 多模激光器的输出特性 116

5.3.2 锁模的基本原理 118

5.3.3 锁模方法 120

习题 124

第6章 激光传输与控制 125

6.1 激光大气传输 125

6.1.1 大气湍流效应 125

6.1.2 大气湍流特性 125

6.1.3 大气湍流的激光传输效应 126

6.2 大气热晕效应 128

6.3 斜程衰减 129

6.4 光束控制系统 131

6.4.1 概述 131

6.4.2 捕获、跟踪、瞄准的基本概念和工作过程 139

习题 142

第7章 激光探测与测量 143

7.1 激光探测技术 143

7.1.1 直接探测 143

7.1.2 光外差探测 144

7.1.3 直接探测与外差探测信噪比分析 145

7.1.4 光的粒子性导致的光电探测极限灵敏度 146

7.1.5 单光子超导探测与量子探测 147

7.2 激光束空间分布及测量 149

7.2.1 激光光斑及测量 149

7.2.2 激光束束散角的测量 154

7.2.3 激光束的横模观测 155

7.3 激光束的时间特性 156

7.3.1 普通脉冲测量 157

7.3.2 超短脉冲测量 161

7.4 激光能量与功率测量 164

7.4.1 激光能量的测量 165

7.4.2 激光功率的测量 169

7.4.3 激光能量参数测量中的一些问题 172

习题 173

第8章 激光通信 174

8.1 光纤及光纤通信简介 174

8.1.1 光纤的结构和分类 174

8.1.2 光纤中的射线光学理论 175

8.1.3 光纤的波动理论 178

8.1.4 近似解——LP模 184

8.1.5 光纤的损耗与色散 186

8.1.6 光纤通信简介 187

8.1.7 光纤数据总线 188

8.2 自由空间光通信及激光数据链路 189

8.2.1 自由空间光通信 189

8.2.2 机载激光数据链路系统的组成 191

8.2.3 发射与接收器件 195

8.2.4 发射与接收 196

8.2.5 激光束的传输与对准 197

8.3 机载激光链路快速高概率捕获技术 202

8.3.1 捕获过程概述 202

8.3.2 选择不确定区域 203

8.3.3 捕获模式与扫描方式 205

8.3.4 捕获概率计算 205

8.3.5 最大捕获时间 208

习题 209

第9章 机载激光装置原理 210

9.1 激光测距 210

9.1.1 激光测距的分类 210

9.1.2 激光测距的基本原理 210

9.2 脉冲式激光测距系统 211

9.2.1 脉冲式激光测距系统的基本组成 211

9.2.2 激光发射部分 213

9.2.3 激光接收部分 215

9.3 激光制导武器 218

9.3.1 激光制导武器的导引方式 218

9.3.2 半主动式激光制导 220

9.3.3 驾束式激光制导 221

9.3.4 视线指令式激光制导 225

9.4 激光雷达 227

9.4.1 激光雷达接收技术 228

9.4.2 激光雷达探测方式 228

9.4.3 激光雷达测距方程 231

9.4.4 激光雷达目标成像 237

9.4.5 逆合成孔径成像激光雷达 238

9.4.6 光学相控阵雷达系统 241

9.5 微波光子技术与RoF技术 242

9.5.1 RoF技术 242

9.5.2 微波光子技术的应用 246

习题 246

参考文献 247