《激光器件原理与设计》求取 ⇩

第一篇　气体激光器1

引言1

目录1

第一章　气体放电的基本原理3

§1.1.1　气体放电的基本过程3

一、气体放电粒子种类及其碰撞的基本规律3

二、激发与电离8

三、复合、吸附与转荷13

四、带电粒子在电离气体中的运动15

§1.1.2　气体击穿与各种放电形式20

一、气体击穿及伏安特性20

二、辉光放电23

一、He-Ne激光器工作物质能级的特点32

第二章　氦氖激光器32

§1.2.1　He-Ne激光器的工作原理32

二、He-Ne激光器的激发机理34

§1.2.2　He-Ne激光器的工作特性与输出特性37

一、电子温度37

二、增益37

三、输出功率40

四、输出谱线43

§1.2.3　He-Ne激光器的结构与设计45

一、He-Ne激光器的结构45

二、He-Ne激光器的设计46

§1.3.1　Ar+激光器的工作原理50

一、Ar+的能级结构50

第三章　氩离子激光器50

二、Ar+激光器的激发机理51

三、Ar+激光器的工作特性与结构的特点52

§1.3.2　Ar+激光器的工作特性52

一、等离子体的参数52

二、抽运效应53

三、阈值电流强度54

§1.3.3　Ar+激光器的输出特性55

一、输出功率55

二、输出谱线58

§1.3.4　Ar+激光器的结构与设计58

一、Ar+激光器的结构58

二、Ar+激光器的设计计算61

一、CO2分子振转能级的结构63

第四章　二氧化碳激光器63

§1.4.1　CO2激光器的工作原理63

二、CO2激光器的激发机理65

三、CO2激光器的弛豫过程69

四、辅助气体71

§1.4.2　普通CO2激光器的工作特性和输出特性73

一、电子温度73

二、增益75

三、输出功率77

四、输出谱线80

§1.4.3　普通CO2激光器的结构与设计82

一、结构82

二、小型CO2激光器的设计83

一、高功率CO2激光器的特点85

§1.4.4　高功率CO2激光器85

二、轴快流高功率CO2激光器88

三、横流高功率CO2激光器92

四、慢速流动扩散冷却板条CO2激光器95

§1.4.5　横向激励高气压CO2激光器96

一、TEACO2激光器的特点96

二、常用的TEACO2激光器的结构97

三、TEACO2激光器的工作特性100

§1.4.6　高功率CO2激光器的设计举例102

一、实验结果及分析103

二、理论计算103

三、实验结果和理论计算的关系105

四、放电参数的确定106

五、激光能级的激励功率107

六、电子束维持TEACO2激光器108

第五章　高功率CO2激光器的结构设计111

§1.5.1　光学谐振腔的结构设计111

一、高功率CO2激光器的谐振腔111

二、谐振腔的机械结构设计111

§1.5.2　放电系统的结构设计115

一、横流电激励CO2激光器的放电结构115

二、轴快流CO2激光器的放电结构120

§1.5.3　高功率气体激光器循环系统的结构设计121

一、横流激光器气体循环系统的结构设计122

二、轴快流激光器气体循环系统的结构设计124

§1.5.4　热交换系统的计算与设计126

一、常用的热交换器种类126

二、板翅式热交换器的设计与计算128

第六章　气体激光器的电源系统131

§1.6.1　连续辉光放电气体激光器对电源系统的要求131

§1.6.2　He-Ne激光器和直管式CO2激光器的电源系统132

一、用电阻镇流He-Ne激光器电源132

二、无限流电阻的气体激光电源132

§1.6.3　横向激励连续CO2激光器的电源系统134

§1.6.4　针-板式放电横向激励连续CO2激光器的放电稳定性136

§1.6.5　纵向激励CO2激光器的电源系统139

一、封闭型脉冲CO2激光器的电源系统139

二、连续放电激励的CO2激光器的电源系统140

§1.6.6　氩离子激光器的电源系统143

§1.6.7　脉冲气体激光器的电源系统143

一、脉冲气体激光器的特点和对电源的要求143

二、获得高压纳秒脉冲的几种方法144

第二篇　固体激光器148

第一章　固体激光器工作的基本原理与特性148

§2.1.1 引言148

§2.1.2　固体激光器的基本特性148

一、固体激光器的基本结构148

二、固体激光器的能量转换149

三、固体激光器的工作特性151

四、最佳透过率156

五、固体激光器的其他特性157

§2.1.3　固体工作物质158

一、激活离子和基质159

二、掺杂浓度160

三、工作物质的劣化与破坏161

五、红宝石162

四、对工作物质质量及加工的基本要求162

六、掺钕的钇铝石榴石（Nd3+:YAG）晶体164

七、钕玻璃167

八、红宝石、Nd3+:YAG和钕玻璃的比较169

九、其他固体激光材料169

十、固体工作物质的性能参数与测量170

§2.1.4　工作物质的热效应175

一、连续激光器的热效应176

二、单次脉冲泵浦下激光棒的热效应183

三、重复脉冲激光器的热效应186

四、热效应的消除及补偿措施186

§2.2.1　聚光腔188

一、聚光腔的基本类型188

第二章　固体激光器的设计188

二、能量转换特性190

三、机械设计196

§2.2.2　光学谐振腔参数的选择与设计199

一、谐振腔的结构200

二、激光谐振腔的稳定性203

三、有源谐振腔203

四、固体激光器谐振腔的灵敏度205

五、光学谐振腔的机械设计208

§2.2.3　泵浦源210

一、惰性气体闪光灯211

二、惰性气体连续弧光灯217

§2.2.4　固体激光器的冷却装置222

一、液体冷却222

二、空气或气体冷却225

三、传导冷却226

第三章　典型固体激光器227

§2.3.1　中小功率固体激光器227

一、连续固体激光器227

二、脉冲固体激光器228

§2.3.2　高功率固体激光器229

§2.3.3　板条状固体激光器231

一、灯泵浦板条状固体激光器的工作原理231

二、理论分析232

三、板条状固体激光器装置233

四、现状与发展方向234

一、紫翠宝石激光器236

§2.3.4　新型固体激光器简介236

二、掺钛蓝宝石激光器237

三、激光二极管泵浦的固体激光器239

第四章　固体激光器的电源系统244

§2.4.1　固体激光器的光源244

一、惰性气体放电灯的电气特性244

二、灯的运行工作特性247

§2.4.2　脉冲固体激光器的电源系统248

一、储能网络249

二、充电电路255

三、气体放电灯的触发、预燃及放电开关261

§2.4.3　连续固体激光器的电源系统264

一、连续固体激光器对电源的要求264

二、连续固体激光器电源系统的电路结构及各部分的作用264

三、几种常用的主电路265

第三篇　其他激光器268

第一章　染料激光器268

§3.1.1　概述268

§3.1.2　染料激光产生的原理268

一、染料分子的能级结构268

二、染料的吸收和发光过程269

§3.1.3　染料激光器的种类及泵浦方式270

一、脉冲染料激光器及泵浦方式270

二、连续波染料激光器及泵浦方式274

§3.1.4　染料激光器的波长调谐275

一、光栅调谐276

二、棱镜调谐276

三、法布里-珀罗（F-P）标准具调谐276

四、双折射滤光片调谐278

§3.1.5　设计染料激光器应考虑的几个问题279

一、染料的选择279

二、溶剂的选择280

三、染料盒的结构281

四、泵浦源的选择281

第二章　准分子激光器282

§3.2.1　概述282

§3.2.2　准分子激光器的工作原理283

一、准分子的能态结构及跃迁过程283

二、准分子激光器运转的泵浦要求284

三、电子束泵浦准分子激光器285

四、脉冲放电泵浦准分子激光器287

一、电子束泵浦的准分子激光器的结构与设计要点289

§3.2.3　准分子激光器的结构与设计289

二、脉冲放电泵浦准分子激光器的结构与设计291

第三章　化学激光器293

§3.3.1　概述293

§3.3.2　化学激光器的基本原理294

一、化学激光产生的机理294

二、弛豫（去激活）过程的影响295

三、化学反应动力学296

§3.3.3　化学激光器的引发技术297

一、光解引发297

二、电（放电、电子束）引发297

三、热引发297

一、连续波HF（DF）化学激光器298

§3.3.4　几种主要的化学激光器298

四、化学引发298

二、能量转移型化学激光器300

三、电子态跃迁与氧碘化学激光器302

第四章 自由电子激光器305

§3.4.1　概述305

§3.4.2　自由电子激光产生的原理306

一、自由电子产生光辐射的机理306

二、自由电子激光形成的原理307

§3.4.3 自由电子激光器的主要组成部分及其类型309

一、自由电子激光器的主要组成部分309

二、自由电子激光器的主要类型311

三、实例315

主要参考书318