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第1章 激光基础 1

1.1 什么是激光 1

1.1.1 特性 1

1.1.2 振荡工作和参数 1

1.2 激光的基础原理 3

1.2.1 能级 4

1.2.2 光的吸收和发射 4

1.2.3 增益和反转分布 6

1.2.4 3能级模型和4能级模型 8

1.3 激光器的振荡特性 13

1.3.1 谐振条件 14

1.3.2 振荡条件 16

1.3.3 振荡光谱 19

1.3.4 脉冲激光器 20

1.4 各种激光器 22

1.4.1 液体激光器 23

1.4.2 气体激光器 23

1.4.3 半导体激光器 28

1.4.4 固体激光器 30

1.4.5 光纤激光器 37

1.5 光纤激光器的特征 40

参考文献 42

第2章 光纤的特性 51

2.1 光纤的构造 51

2.1.1 临界角和相对折射率差 52

2.1.2 数值孔径 52

2.1.3 光纤的被覆 53

2.2 光纤的传播特性 55

2.2.1 基本模式和高次模式 56

2.2.2 模式色散 56

2.2.3 单模光纤和多模光纤 57

2.2.4 归一化传播常数和波导参数 59

2.2.5 模场直径和截止波长 62

2.3 光纤的损耗特性 63

2.3.1 材料的固有损耗 63

2.3.2 杂质吸收所致的损耗 64

2.3.3 构造不完全所致的损耗 65

2.4 光纤的色散特性 65

2.4.1 相速度和群速 65

2.4.2 波长色散 66

2.4.3 色散参量 67

2.4.4 各种色散抑制光纤 70

2.4.5 色散的测定方法 71

2.5 光纤的非线性特性 74

2.5.1 光纤的非线性光学效应 74

2.5.2 非线性折射 75

2.5.3 非线性散射 79

2.5.4 光孤子效应 84

2.5.5 数值分析 87

参考文献 92

第3章 各种光纤介绍 96

3.1 偏振保持光纤 96

3.1.1 什么是偏振光 96

3.1.2 偏振保持光纤的特性 98

3.2 双包层光纤 102

3.2.1 纤芯直接泵浦和包层泵浦的比较 102

3.2.2 高效率泵浦的方法 104

3.3 大模面积光纤 106

3.3.1 直线偏振模控制 108

3.3.2 新型大口径光纤 109

3.4 光子晶体光纤 111

3.4.1 PCF的种类 112

3.4.2 PCF的分析方法和制造方法 113

3.4.3 PCF的操作方法 114

3.4.4 PCF的应用领域 115

参考文献 115

第4章 光纤激光器用的光学元件 121

4.1 泵浦光源——激光二极管 121

4.1.1 光纤耦合LD的构成 123

4.1.2 光谱的稳定化 124

4.2 增益介质——掺稀土光纤 125

4.2.1 掺Yb光纤 127

4.2.2 掺Er光纤 130

4.3 反馈元件——光纤布拉格光栅 132

4.3.1 FBG的构造 133

4.3.2 制作方法 134

4.3.3 LPG和CFBG 135

4.4 光隔离器 136

4.4.1 光隔离器的原理 136

4.4.2 带光纤的光隔离器 138

4.5 光循环器 139

4.6 光耦合器 141

4.6.1 按构造分类 141

4.6.2 光纤耦合器 142

4.7 偏振光（偏振）控制器 145

4.8 波长变换器件 146

4.8.1 波长变换过程 147

4.8.2 相位匹配方法 148

4.8.3 晶体的种类 149

参考文献 150

第5章 光纤激光器基础 155

5.1 光纤放大 155

5.1.1 掺稀土光纤放大器 155

5.1.2 光纤拉曼放大器 158

5.1.3 速率方程 158

5.1.4 沿光纤光轴的传播方程 159

5.2 啁啾脉冲放大（CPA） 164

5.2.1 CPA系统的构成 164

5.3 主控振荡器-功率放大器（MOPA） 166

5.4 光束品质 168

5.5 光纤的光学损伤阈值 168

5.5.1 连续振荡激光器的场合 170

5.5.2 脉冲振荡激光器的场合 170

5.6 光纤的热分析 172

5.6.1 光纤的热负荷极限 172

5.6.2 DCF断面的温度分布 175

5.6.3 光纤的热应力 176

5.6.4 光纤的热透镜效应 177

参考文献 179