第1章 激光概述 1
1.1 激光的概念及特点 1
1.1.1 激光的概念 1
1.1.2 激光的特点 1
1.1.3 激光的应用 4
1.2 激光检测技术的发展动态 7
第2章 激光器的基本构成与工作原理 9
2.1 黑体辐射的普朗克公式 9
2.2 光与物质相互作用的三个过程 10
2.2.1 自发辐射 10
2.2.2 受激辐射 11
2.2.3 受激吸收 11
2.2.4 三个爱因斯坦系数之间的关系 12
2.3 激光产生的条件 13
2.3.1 受激辐射光放大 13
2.3.2 粒子数反转 14
2.3.3 激活粒子的能级系统 15
2.3.4 光的自激振荡 16
2.4 激光器的基本构成 17
2.4.1 工作物质 18
2.4.2 泵浦源 18
2.4.3 谐振腔 18
2.5 典型激光器 39
2.5.1 固体激光器 39
2.5.2 气体激光器 43
2.5.3 液体激光器 49
2.5.4 半导体激光器 53
2.5.5 其他激光器 54
第3章 高斯光束 57
3.1 基本性质 58
3.1.1 振幅分布及光斑半径 58
3.1.2 等相面分布 59
3.1.3 远场发散角 59
3.1.4 瑞利长度 60
3.2 特征参数 60
3.2.1 束腰半径ω0和束腰位置 60
3.2.2 光斑半径ω（z）和等相面曲率半径R（z） 60
3.2.3 高斯光束的q参数 60
3.3 变换方法 61
3.3.1 普通球面波的传输与变化规律 61
3.3.2 高斯光束的传输与变化规律 63
3.3.3 实例分析 64
3.4 特性改善 66
3.4.1 高斯光束的聚焦 66
3.4.2 高斯光束的准直 70
3.4.3 高斯光束的自再现变换 72
3.4.4 高斯光束的匹配 74
第4章 激光光束质量检测技术 76
4.1 光束质量评价方法 76
4.1.1 激光束束宽的定义 76
4.1.2 光束质量评价方法 78
4.2 光束质量检测技术 82
4.2.1 光束束宽测量 82
4.2.2 远场发散角测量 87
4.2.3 M2因子测量 89
4.3 CCD图像传感器 91
4.3.1 CCD概念 91
4.3.2 CCD工作原理 92
4.3.3 CCD基本特性参数 98
4.3.4 激光束诊断中的CCD相机 103
4.4 激光光束质量检测技术的应用 104
4.4.1 激光制造领域 104
4.4.2 信息与通信领域 106
4.4.3 医疗保健与生命科学领域 107
4.4.4 国防科技领域 109
第5章 激光光束质量检测技术在超GRIN光纤探头研究中的应用 111
5.1 超小GRIN光纤探头概述 111
5.2 超小GRIN光纤探头设计 112
5.3 超小GRIN光纤探头聚焦性能检测 114
5.3.1 光学变换系统 115
5.3.2 精密调整方法 115
5.3.3 实验数据处理 116
第6章 激光光束质量数值分析技术——VirtualLab 118
6.1 场追迹原理 118
6.2 场追迹光学软件VirtualLab概述 121
6.2.1 VirtualLab的技术背景和基本思想 122
6.2.2 VirtualLab的工具箱 123
6.3 VirtualLab的理论基础与光学元件设置 124
6.3.1 电磁谐波场 125
6.3.2 传输算子 126
6.3.3 光源 128
6.3.4 光学元件 138
6.3.5 探测器 147
6.4 VirtualLab的基本操作 156
6.4.1 用户界面结构 156
6.4.2 光学系统的创建方法 157
6.4.3 光学系统性能分析 163
6.5 应用案例——GRIN光纤探头数值分析 169
第7章 激光光束质量仿真技术——GLAD 173
7.1 GLAD简介 173
7.2 GRIN光纤探头在GLAD中的建模方法 175
7.3 GRIN光纤探头在GLAD中的参数设计方法 177
7.4 GRIN光纤探头在GLAD中的传光特性仿真 181
第8章 激光测量技术 186
8.1 激光干涉仪测量技术 186
8.1.1 光纤Michelson干涉仪 186
8.1.2 光纤Mach-Zenhder干涉仪 191
8.1.3 光纤Sagnac干涉仪 194
8.1.4 光纤F-P干涉仪 197
8.2 光学相干层析技术 201
8.2.1 背景 201
8.2.2 光学相干层析技术的成像特点 202
8.2.3 光学相干层析技术的成像原理 203
8.2.4 OCT系统主要组成部件 205
8.2.5 OCT系统分类 209
8.2.6 OCT系统参数 210
8.2.7 光学相干层析技术的研究及应用现状 212
参考文献 216