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目录1

第一章激光概述1

§1.1 准备知识1

§1.2激光的形成11

§1.3激光的特性15

§1.3.1激光的方向性和高亮度15

§1.3.2激光的单色性和时间相干性17

§1.3.3激光的空间相干性22

第二章光学谐振腔28

§2.1光学谐振腔的稳定条件28

§2.2激光的纵模33

§2.3激光的横模40

§2.4共焦腔中的光束特性45

§2.4.1高斯光束（一）45

§2.4.2共焦腔中的高斯光束50

§2.4.3高斯光束（二）51

§2.5非共焦腔中的光束特性52

§2.5.1对称型非共焦腔中的光束特性53

§2.5.2不对称非共焦膣中的光束特性54

§2.6高斯光束通过薄透镜时的变换聚焦和准直56

§2.7衍射损耗63

第三章光的吸收和发射69

§3.1热辐射69

§3.2光的自发发射、受激吸收和受激发射73

§3.2.1 光的自发发射73

§3.2.2光的受激吸收和受激发射75

§3.2.3 自发发射、受激吸收和受激发射的关系76

§3.3 光谱线的宽度79

§3.3.1光谱线、线型和宽度79

§3.3.2光谱线的自然增宽82

§3.3.3光谱线的碰撞增宽86

§3.3.4光谱线的多普勒增宽87

§3.3.5均匀增宽和非均匀增宽89

第四章 介质对光的增益作用91

§4.1介质中激发态的粒子数91

§4.2光在介质中的增益99

§4.2.1介质的增益系数99

§4.2.2介质中的增益饱和102

第五章激光器基本工作原理107

§5.1激光形成的阈值条件107

§5.2连续运转激光器中稳定状态的建立和工作特性111

§5.2.1均匀增宽谱线稳定态激光器的工作特性112

§5.2.2非均匀增宽谱线稳定态激光器的工作特性114

§5.3连续运转激光器的输出功率和最佳透过率116

§5.4脉冲激光器的尖峰脉冲119

§5.5激光的线宽121

§5.6有源谐振腔的纵模频率——频率牵引效应127

第六章固体激光器131

§6.1固体激光工作物质131

§6.2.1固体激光器用光源139

§6.2光源和聚光、冷却系统139

§6.2.2固体激光器的聚光、冷却和滤光系统144

§6.3阈值和效率147

§6.4红宝石激光器152

§6.5钕玻璃激光器156

§6.6 掺钕钇铝石榴石（Nd3+:YAG）激光器159

§6.7调Q技术162

§6.7.1调Q激光器的速率方程163

§6.7.2转镜调Q技术167

§6.7.3声光调Q技术170

§6.7.4染料调Q技术172

§6.7.5 电光调Q技术174

§6.8倍频技术180

§6.9锁模技术191

第七章气体激光器199

§7.1.1氦氖激光器的工作原理和特性202

§71氦氖激光器202

§7.1.2氦氖激光器的输出功率217

§7.1.3氦氖激光器的稳频225

§7.2二氧化碳激光器236

§7.2.1二氧化碳激光器概述236

§7.2.2二氧化碳激光器工作原理237

§7.2.3二氧化碳激光器输出特性和设计考虑243

§7.2.4其它类型二氧化碳激光器246

§7.3氩离子激光器250

§7.4氮分子激光器257

§7.5氦镉离子激光器259

第八章半导体激光器262

§8.1引言262

§8.2砷化镓结型激光器的制作265

§8.2.1 对GaAs单晶材料的要求和衬底的制备265

§8.2.2 P-N结的形成267

§8.2.3欧姆接触的形成268

§8.2.4谐振腔的形成及激光管的封装269

§8.3半导体激光器原理269

§8.3.1半导体的能带结构及载流子的统计分布269

§8.3.2 P-N结的单向导电性和P-N结的能带结构273

§8.3.3半导体受激光发射条件276

§8.3.4阈值条件和结型激光器的阈值电流密度278

§8.4砷化镓结型激光器特性281

§8.4.1阈值性质281

§8.4.2功率输出和转换效率285

§8.4.3光谱性质288

§8.4.4 光束的空间分布291

§8.4.5激光器的温升和热阻292

§8.4.6激光器的损伤和老化293

§8.5 GaAs-Gal-xAlxAs异质结激光器294

§8.5.1能带结构和载流子与光波的限制作用294

§8.5.3室温连续工作的双异质结激光器297

§8.5.2单异质结激光器297

§8.5.4条形激光器的模式303

§8.5.5 双异质结激光器室温连续工作的寿命问题306

§8.6其他类型的半导体激光器308

§8.6.1 外腔式GaAs结型激光器308

§8.6.2分布反馈式半导体激光器309

§8.6.3 可调谐半导体激光器311

§8.6.4 电子束激励的半导体激光器313

附录A波动光学简述316

§A.1光的波动性316

§A.2光的？振317

§A.3光在透明介质表面的反射和透射319

§A.4光的干涉323

§A.5薄膜干涉（多层介质高反射膜）327

§A.6光的衍射336

§A.7光在晶体中的传播340

§B.1氢原子的能级原子的电子壳层结构351

附录B原子和分子的能级351

§B.2氦原子的能级367

§B.3氖原子的能级370

§B.4 二原子分子的振动光谱372

§B.5二原子分子的转动和振转光谱377

§B.6二原子分子的电子态384

§B.7二氧化碳分子的振动和转动能级387

附录C傅里叶级数和傅里叶积分392

§C.1 三角函数形式的傅里叶级数392

§C.2 三角函数形式的傅里叶积分398

§C.3虚指数函数形式的傅里叶级数和傅里叶积分400

附录D高斯光束403

§D.1 自由空间中的高斯光束403

§D.2共焦膣中的高斯光束407

§D.3高斯光束通过薄透镜时的变换411