第一章 非线性光学晶体中三波互作用的理论分析及计算 1
1.1 非线性光学晶体的光学特性 1
1.1.1 非线性光学晶体的光学分类 1
1.1.2 单色平面波在非线性晶体中的传播 1
1.2 几种典型的新型非线性晶体 6
1.2.1 偏硼酸钡（β-BaB2O4,BBO） 6
1.2.2 三硼酸锂（LiB3O3,LBO） 11
1.2.3 钛氧磷酸钾（KTiOPO4,KTP） 15
1.3 单轴晶体中三波互作用的相位匹配及非线性系数的计算 20
1.3.1 相位匹配条件及角度相位匹配 20
1.3.2 单轴晶体中光波的走离角 24
1.3.3 单轴晶体中三波互作用角度相位匹配的允许角 25
1.3.4 单轴晶体中的非临界相位匹配 27
1.3.5 单轴晶体中三波互作用的有效非线性系数 29
1.4 双轴晶体中的三波互作用相位匹配及非线性系数的计算 32
1.4.1 双轴晶体中的三波互作用的相位匹配 32
1.4.2 双轴晶体中三波互作用的有效非线性系数deff的计算 35
1.4.3 典型双轴晶体中的三波互作用相位匹配及有效非线性系数的计算 40
1.5 双轴晶体中三波互作用的允许参量计算 43
1.5.1 小信号近似下双轴晶体中三波互作用允许参量的计算 44
1.5.2 相位失配下三波互作用效率及允许参量的数值计算 50
1.6 双轴晶体中光波的走离角及其对三波互作用的影响 52
1.6.1 双轴晶体中光波走离角的计算 53
1.6.2 双轴晶体中光波走离角对三波互作用的影响 55
1.7 非线性晶体中热效应及对三波互作用的影响 58
1.7.1 非线性晶体中的自热效应 58
1.7.2 双轴晶体中的温度分布计算 59
1.8.1 单轴晶体中的非共线相位匹配 63
1.7.3 双轴晶体中温度分布对三波互作用的影响 63
1.8 非线性晶体中的非共线相位匹配 63
1.8.2 双轴晶体中的非共线相位匹配下的三波互作用 67
第二章 非线性光学混频理论 69
2.1 非线性光学混频的耦合波方程 69
2.1.1 三波互作用的稳态耦合波方程 69
2.1.2 三波互作用的瞬态耦合波方程 70
2.1.3 曼莱-罗威关系 71
2.2 光学倍频及混频时的稳态小信号解 72
2.3 三波互作用的稳态耦合波方程的一般解 74
2.3.1 第Ⅰ类相位匹配的倍频解 76
2.3.2 第Ⅱ类相位匹配正交耦合时的倍频解 81
2.4 三维耦合波方程的倍频解 89
2.5.1 外腔聚焦高斯光束的倍频 91
2.5 外腔倍频理论及实验 91
2.5.2 外腔倍频实例 94
2.6 多模（混合模）光束倍频的理论基础——类高斯分布理论 96
2.6.1 混合模的横向分布 96
2.6.2 混合模光束的特性 101
2.6.3 类高斯光束在均匀介质中的传播及变换 101
2.6.4 混合模系数M的测量 103
2.7 类高斯光束的倍频 105
第三章 倍频激光器理论及有关技术 109
3.1 内腔倍频速率方程分析 109
3.1.1 速率方程的建立 109
3.1.2 速率方程的求解及结果分析 112
3.2 基模倍频YAG激光器的设计及实验研究 114
3.2.1 基模倍频YAG激光器中倍频器件的最佳运转 115
3.2.2 基模倍频YAG激光器中声光调制器的最佳运转 119
3.2.3 基模倍频YAG激光器谐振腔参数的选择 120
3.2.4 内腔倍频激光器的最佳耦合输出 122
3.2.5 基模倍频YAG激光器的稳定性分析 125
3.2.6 基模倍频YAG激光器水冷系统的设计 126
3.2.7 基模倍频YAG激光器的总体结构设计及实验结果 127
3.3 高功率多模内腔倍频YAG激光器 130
3.3.1 准连续泵浦提高倍频效率的原理 130
3.3.2 准连续泵浦的热效应分析和实验 132
3.4 主动锁模内腔倍频YAG激光器 135
3.4.1 主动锁模内腔倍频YAG激光器的自洽 135
3.4.2 主动锁模内腔倍频CW-Nd:YAG激光的速率方程 138
3.4.3 主动锁模内腔倍频CW-Nd:YAG激光器的实验 139
4.1.1 色散介质的群速 141
4.1 色散介质的群速特性 141
第四章 超短脉冲的混频 141
4.1.2 BBO晶体的实例 143
4.2 超短脉冲的匹配条件及群速失配、群速色散的影响 144
4.2.1 超短脉冲倍频的匹配条件 144
4.2.2 超短脉冲倍频时的群速延迟 145
4.2.3 群速失配对晶体长度的限制 145
4.2.4 群速色散使脉冲的展宽 146
4.3 超短脉冲的谐波产生 146
4.3.1 超短脉冲的耦合波方程及其解 146
4.3.2 聚焦超短脉冲的谐波产生 154
4.3.3 第Ⅱ类匹配时超短脉冲的二次谐波产生 155
4.3.4 超短脉冲混频的实例 156
4.3.5 啁啾脉冲的谐波产生及自相位调制的影响 156
4.4 超短脉冲的四波混频 159
第五章 光参量振荡器 161
5.1 脉冲光参量振荡器特性分析 162
5.1.1 光参量振荡器（OPO）的模型及耦合波方程 162
5.1.2 长脉冲泵浦光参量振荡器的特性分析 165
5.2 同步泵浦光参量振荡器 170
5.2.1 同步泵浦单谐振OPO的模型及耦合波方程 170
5.2.2 忽略脉冲走离及群速色散时的解 172
5.2.3 脉冲走离效应的影响 173
5.2.4 群速色散的影响及最后表达式 174
5.2.5 同步泵浦OPO的特性分析 175
5.3 光参量振荡器的转换效率及线宽特性 177
5.3.1 三波的相对相位及失谐对OPO效率的影响 177
5.3.2 OPO的谱线宽度 182
5.4.1 BBO-OPO的新进展 187
5.4 几种典型晶体的光参量振荡器 187
5.4.2 LBO-OPO的新进展 189
5.4.3 AgGaSe 2及AgGaS2-OPO的进展 189
5.4.4 KTP及KTA-OPO的进展 190
5.4.5 MgO:LiNbO3-OPO的特性分析 193
5.4.6 MgO:LiNbO3晶体温度调谐单、双谐振OPO的实验研究 201
5.5 光参量振荡器的发展趋向 206
第六章 染料可调谐激光器 208
6.1 有机染料的物化性能及光谱特性 208
6.1.1 有机染料的分子结构 208
6.1.2 染料分子的能级结构 209
6.1.3 染料分子的吸收与荧光光谱 210
6.1.4 染料及溶剂的物化性能 212
6.1.5 染料的能级结构和相应的时间参数 213
6.1.6 染料激光的速率方程 214
6.2 连续运转染料激光器 216
6.2.1 连续波染料激光器的增益 217
6.2.2 连续波染料激光器的腔型 217
6.2.3 连续波染料激光器的波长测量 219
6.3 脉冲染料激光器 220
6.3.1 腔结构和工作原理 220
6.3.2 脉冲染料激光器的振荡条件 221
6.4 准连续运转染料激光器 222
6.4.1 准连续染料激光的腔结构特性和输出参数 222
6.4.2 准连续泵浦染料激光的速率方程及其特性分析 223
6.4.3 染料激光谱线加宽与受激吸收截面 230
6.4.4 染料激光输出的稳定性 233
6.4.5 准连续染料激光在同位素分离方面的应用 240
6.5 闪光灯泵浦的染料激光器 241
6.6 染料激光器的锁模 243
6.6.1 关于锁模的概述 243
6.6.2 染料激光器的被动锁模 244
6.6.3 染料激光器的同步泵浦锁模 245
6.6.4 染料激光器的碰撞锁模 246
6.6.5 色散对锁模染料激光器的影响 247
第七章 染料激光技术 250
7.1 象散腔的计算与设计 250
7.1.1 象散的产生 250
7.1.2 象散的补偿 251
7.1.3 稳区及腔内光束分布 253
7.2 波长调谐元件——双折射滤光片的理论及设计 256
7.2.1 BF单程透射公式 257
7.2.2 单片BF的透射曲线 260
7.2.3 组合BF的透射曲线 261
7.2.4 BF的设计及其它用途 263
7.3 波长调谐元件——光栅、棱镜及其它 264
7.3.1 光栅——脉冲染料激光调谐元件 264
7.3.2 棱镜 266
7.3.3 F-P标准具 267
7.4 染料循环技术 269
7.4.1 染料溶液的循环 270
7.4.2 染料喷嘴 270
7.4.3 染料池 271
7.5.2 纵模选定技术 273
7.5.3 稳频技术 273
7.5.1 横模选定技术 273
7.5 染料激光器的选模与稳频技术 273
第八章 固体可调谐激光技术 276
8.1 顺磁离子掺杂的固体激光材料概述 276
8.1.1 Cr3+,V2+等离子掺杂的固体材料 276
8.1.2 Ni2+,Co2+等离子掺杂的固体材料 277
8.1.3 Ce3+离子掺杂的固体材料 278
8.2 可调谐紫翠宝石激光器 280
8.2.1 Cr:Be Al2O4的物理特性 280
8.2.2 Cr:BeAl2O4的光学特性 280
8.2.3 Cr:BeAl 2O4激光器 280
8.3 可调谐镁橄榄石激光器 285
8.3.1 Cr:Mg2SiO4的结构及发光机理 285
8.3.2 Cr:Mg2SiO4激光器脉冲泵浦下的可调谐理论分析 289
8.3.3 Cr:Mg2SiO4激光器输出基本特性分析 290
8.3.4 Cr:Mg2SiO4激光器的实验研究 293
8.4 可调谐Cr:LiSAF激光器 295
8.4.2 可调谐Cr:LiSAF激光器 296
8.4.1 Cr:LiSAF的特性 296
8.5 色心激光器 297
8.5.1 概述 297
8.5.2 色心的能级结构及光学特性 300
8.5.3 几种可作为激光激活介质的F类心 303
8.5.4 几种较为重要的色心激光器简介 303
8.5.5 LiF:F2,LiF:F？及LiF:F？色心激光器的特性及实验研究 307
第九章 掺钛蓝宝石激光调谐技术 315
9.1 掺钛蓝宝石晶体的物理化学及光谱特性 316
9.1.1 掺钛蓝宝石晶体的结构 316
9.1.2 掺钛蓝宝石晶体的能级 317
9.1.3 掺钛蓝宝石晶体的吸收光谱 318
9.1.5 掺钛蓝宝石晶体的生长 319
9.1.4 掺钛蓝宝石晶体的荧光光谱 319
9.2 连续运转的掺钛蓝宝石激光器 321
9.2.1 端泵浦连续运转Ti:S激光器的输出特性 321
9.2.2 连续运转Ti:S激光器的谐振腔设计 329
9.2.3 连续运转Ti:S激光器的实验实例 334
9.3 准连续运转的掺钛蓝宝石激光器 337
9.3.1 准连续运转Ti:S激光器的时间特性 338
9.3.2 准连续运转Ti:S激光器的输出功率 347
9.3.3 准连续运转Ti:S激光器的实验实例 350
9.3.4 铜蒸气激光泵浦的Ti:S激光器 353
9.4 脉冲运转的掺钛蓝宝石激光器 354
9.4.1 脉冲运转Ti:S激光器的类型 355
9.4.2 脉冲Ti:S激光器的动力学特性 356
9.6 全固态掺钛蓝宝石激光器 366
9.5 窄线宽及稳频的掺钛蓝宝石激光器 366
9.7 超短脉冲掺钛蓝宝石可调谐激光器 368
9.7.1 主动锁模Ti:S激光器 368
9.7.2 可饱和吸收体被动锁模Ti:S激光器 368
9.7.3 同步泵浦锁模Ti:S激光器 370
9.7.4 辅助腔锁模Ti:S激光器 370
9.7.5 微粒镜锁模的Ti:S激光器 373
9.7.6 自锁模Ti:S激光器 373
9.7.7 飞秒Ti:S激光的放大 380
第十章 其它激光调谐技术 381
10.1 受激拉曼激光器 381
10.1.1 非连续可调谐拉曼激光器 381
10.1.2 连续可调谐激光泵浦的拉曼激光器 381
10.1.3 自旋反转拉曼激光器 382
10.2.1 光纤的拉曼光谱 383
10.2 光纤拉曼激光器 383
10.2.2 光纤的损耗特性 384
10.2.3 拉曼增益和有效作用长度 384
10.2.4 拉曼增益的非均匀性 385
10.2.5 光纤的选择 385
10.2.6 长光纤中皮秒脉冲的拉曼作用及群速色散效应 386
10.2.7 光纤拉曼激光器 386
10.3 可调谐高压红外激光器 388
10.3.1 工作原理 388
10.3.2 可调谐高压红外激光器 392
10.4 准分子激光器 394
10.4.1 准分子激光器的特点及工作原理 395
10.4.2 几种主要的准分子激光器 398
参考文献 400