第1章 半导体激光器基础 1
1.1 半导体激光器发展历史 1
1.2 半导体激光器的工作原理 4
1.2.1 粒子数反转 4
1.2.2 谐振腔和光波导的基本特性 9
1.2.3 阈值条件 18
1.3 半导体激光器的主要性能指标 23
1.3.1 半导体激光器的微分量子效率 23
1.3.2 半导体激光器的动态特性 24
1.3.3 半导体激光器的功率效率 28
1.3.4 半导体激光器的远场 29
1.4 高功率边发射半导体激光器 32
1.4.1 高功率量子阱激光器外延结构的优化设计 33
1.4.2 高功率半导体激光器的可靠性 37
1.4.3 高功率半导体激光器的封装技术 39
1.4.4 高功率半导体激光器的温度特性和热管理技术 40
1.4.5 高功率激光器bar条的优化设计 41
参考文献 41
第2章 半导体激光器在光通信中的应用 42
2.1 半导体激光器用于光纤通信 42
2.1.1 光纤通信网络对半导体激光器的要求 43
2.1.2 F-P激光器 44
2.1.3 集成光栅窄线宽半导体激光器 45
2.1.4 电吸收型调制器集成激光器 46
2.1.5 波长可选择激光器 47
2.1.6 高速调制半导体激光器 50
2.2 半导体激光器在空间通信中的应用 53
2.2.1 空间激光通信系统及其优势 53
2.2.2 空间通信用半导体激光光源的发展 54
2.2.3 800nm波段半导体激光器用于空间激光通信演示 55
2.2.4 半导体激光器泵浦的固体激光器用于工程化空间激光通信 56
2.2.5 1550nm超窄线宽激光器用于发展新一代空间激光通信 59
2.2.6 新型半导体光源用于空间激光通信 61
参考文献 64
第3章 半导体激光器在成像、显示和照明领域的应用 67
3.1 激光成像技术 67
3.1.1 半导体激光雷达系统 67
3.1.2 激光多光谱成像 69
3.1.3 光学相干成像 70
3.2 激光显示 71
3.2.1 蓝、绿光半导体激光光源 72
3.2.2 红光半导体激光光源 75
3.3 激光照明 77
参考文献 79
第4章 半导体激光器在国防军事中的应用 82
4.1 激光雷达 82
4.2 激光近炸引信 84
4.3 激光点火 86
4.4 激光干扰 87
参考文献 88
第5章 半导体激光器在工业中的应用 89
5.1 半导体激光加工技术在国内外的发展 89
5.2 半导体激光加工设备 90
5.3 半导体激光加工光源 91
5.4 半导体激光加工技术及其应用 94
5.4.1 半导体激光熔覆技术及其应用 94
5.4.2 半导体激光切割及其应用 97
5.4.3 半导体激光金属焊接及其应用 98
5.4.4 半导体激光塑料焊接及其应用 100
5.4.5 半导体激光3D打印技术及其应用 102
参考文献 104
第6章 半导体激光器在医疗领域的应用 106
6.1 激光诊断 106
6.1.1 激光诊断背景介绍 106
6.1.2 激光诊断的机理 106
6.1.3 激光诊断应用 107
6.2 激光手术 108
6.2.1 激光手术背景介绍 108
6.2.2 激光手术的机理 109
6.2.3 半导体激光器在手术中的应用 109
6.3 激光美容 111
6.3.1 激光美容的背景介绍 111
6.3.2 激光美容的机理 112
6.3.3 半导体激光器在激光美容领域的应用 113
6.4 激光牙科 114
6.4.1 激光牙科背景介绍 114
6.4.2 激光牙科治疗机理 114
6.4.3 半导体激光器在激光牙科领域的应用 115
6.5 激光眼科 116
6.5.1 眼科领域半导体激光器简介及作用机理 116
6.5.2 半导体激光器眼科应用 116
6.6 激光针灸 118
6.6.1 激光针灸简介 118
6.6.2 物理理论基础和原理 119
6.6.3 主要物理效应 119
参考文献 121
第7章 半导体激光器在测量与监测领域的应用 122
7.1 激光测量距离 122
7.2 激光测量速度 125
7.2.1 激光多普勒测速技术 126
7.2.2 基于激光测距的测速技术 130
7.3 激光测量角度 131
7.4 激光测量温度 134
7.5 激光地貌测绘 138
7.6 激光气体监测 141
7.7 激光液体监测 144
7.8 激光生化监测 148
7.9 车载激光雷达 150
参考文献 153
第8章 半导体激光器在生物和农业中的应用 155
8.1 激光育种 155
8.1.1 激光培育果胶酶高产菌株 155
8.1.2 半导体激光培育小麦幼苗，提高抗紫外辐射性能 157
8.1.3 激光培育作物种子 159
8.1.4 提高种子活力 159
8.2 激光防治病虫害 160
8.3 激光检测果实成熟度 163
8.4 激光培育蔬菜 165
8.4.1 半导体激光培育新品质番茄 165
8.4.2 半导体激光器栽培莴苣 166
8.5 激光除草 166
8.6 激光储藏保鲜 168
8.6.1 水果保鲜 169
8.6.2 He-Ne激光辐照山药储存保鲜技术 169
8.7 激光诱变 169
8.7.1 激光诱变酵母菌 170
8.7.2 激光诱变螺旋藻 170
8.8 激光在水产养殖中的应用 172
8.9 应用于基因工程研究 172
8.9.1 激光应用于园艺和林木花卉遗传基因 173
8.9.2 半导体激光辐照脱氧核糖核酸 173
8.9.3 激光辐照蓖麻蚕蚕卵基因 174
8.9.4 激光选择家畜精子性别 175
8.10 激光在农业生产中的应用 175
8.10.1 激光处理饲草 175
8.10.2 激光剪羊毛 175
8.10.3 激光品酒 175
8.10.4 激光催陈 176
8.11 激光在生物领域的应用 176
8.11.1 半导体激光对细胞的生物刺激作用 176
8.11.2 半导体激光对血液的影响 177
8.11.3 半导体激光照射对机体影响 178
8.11.4 生物大分子的能量转移过程 178
8.11.5 DNA分子的选择激发 179
8.11.6 生物大分子的结构分析 179
8.11.7 激光生物多普勒技术 179
8.11.8 激光捕获 180
参考文献 180
第9章 半导体激光泵浦源应用 183
9.1 半导体激光泵浦固体激光器 183
9.1.1 半导体激光泵浦固体激光器优点及发展 183
9.1.2 半导体激光泵浦固体激光器的泵浦方式 186
9.1.3 半导体激光泵浦碟片激光器 192
9.2 半导体激光泵浦光纤激光器 196
9.2.1 半导体激光泵浦光纤激光器的特点 196
9.2.2 光纤激光器包层泵浦及耦合技术 197
9.3 半导体激光泵浦碱金属蒸气激光器 201
9.3.1 半导体激光泵浦碱金属蒸气激光器原理 201
9.3.2 半导体激光泵浦碱金属蒸气激光器泵浦耦合技术 203
9.3.3 半导体激光泵浦碱金属蒸气激光器研究 204
参考文献 205
第10章 垂直腔面发射激光器及应用 207
10.1 垂直腔面发射激光器的基础知识 207
10.1.1 VCSEL的发展历史 207
10.1.2 VCSEL的主要特点 209
10.1.3 VCSEL的研究现状 210
10.2 VCSEL在光通信领域的应用 224
10.2.1 光通信系统对光源性能的基本要求 224
10.2.2 VCSEL在不同光通信系统中的应用 225
10.3 VCSEL在传感领域的应用 228
10.3.1 基于VCSEL技术的气体传感 229
10.3.2 基于VCSEL的原子传感 230
10.4 VCSEL在生物成像及微粒操纵方面的应用 232
10.4.1 基于VCSEL的生物成像技术 232
10.4.2 基于VCSEL的“光镊”技术 233
10.5 VCSEL在雷达与照明方面的应用 234
10.5.1 VCSEL用于激光雷达 234
10.5.2 VCSEL用于激光照明 235
10.6 总结 235
参考文献 236
第11章 半导体激光新应用 241
11.1 激光无线能量传输技术 241
11.2 激光推进技术 244
11.3 激光太空碎片清理 249
参考文献 253