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第一章　脉冲气体放电物理学1

§1-1 气体放电中的基本过程1

1-1-1　平均自由程1

1-1-2　弹性碰撞和非弹性碰撞3

1-1-3　碰撞截面4

§1-2　离化机构6

1-2-1　单电子碰撞离化6

1-2-2　串级电子碰撞离化7

1-2-3　彭宁离化7

1-2-4　光离化7

1-2-5　X射线和其它射线引起的气体电离8

§1-3　吸附和复合10

1-3-1 吸附10

1-2-6　电荷转移过程10

1-3-2　离子-离子复合11

目录11

绪论11

序11

1-3-3　离子-电子复合13

1-3-4　离子的扩散14

§1-4　激发和猝灭过程14

1-4-1　电子碰撞激发15

1-4-2　共振激发能量转移18

1-4-3　电荷转移激发20

1-4-4　彭宁效应20

1-4-5　分解激发机构21

§1-5　电子能量分布函数23

1-5-1　统计量的平均24

1-5-2　玻耳兹曼输运方程25

1-5-3　玻耳兹曼输运方程的简化28

1-5-4 一个例子——CO2激光等离子体中的电子能量分布函数31

§1-6　脉冲气体放电的形成32

1-6-1　低气压下的汤生击穿理论33

1-6-2　高气压下的击穿理论35

1-6-3　非自持放电理论41

1-6-4　脉冲气体放电的稳定性和均匀性43

参考文献46

第二章　横向激励大气压（TEA）CO2激光器47

§2-1 TEA CO2激光器的基本特征47

§2-2 高气压均匀辉光放电技术51

2-2-1 针电阻型横向放电技术51

2-2-2 双放电型TEA CO2激光器52

2-3-1 紫外光源55

§2-3 紫外预电离TEA CO2激光器55

2-3-2　紫外光源的光谱特性59

2-3-3　紫外光电离机构60

2-3-4 紫外预电离TEA CO2激光器63

§2-4 典型紫外光预电离TEA CO2激光器的设计64

2-4-1 横向放电均匀场电极的设计64

2-4-2　放电回路的设计67

2-4-3　TEA CO2激光器对真空系统的要求77

2-4-4　谐振腔及模的控制77

§2-5 紫外预电离TEA CO2激光器的特性和参量82

测量82

2-5-1 电学测量84

2-5-2　光学测量87

2-6-1 短脉冲TEA CO2激光器92

§2-6 各种特殊的TEA CO2激光器92

2-6-2　重复频率和封离型TEA CO2激光器95

2-6-3 超高气压TEA CO2激光器96

§2-7 TEA CO2激光器的动力学过程97

参考文献104

第三章　电子束控制放电的气体激光器105

§3-1　概念与分类105

§3-2　电子束传播的物理过程106

3-2-1　电子束的用途106

3-2-2　电子束的能量损耗106

3-2-3　较高能的电子束传播113

3-2-4 二次电子的产生与分布114

§3-3　泵浦过程121

3-3-1 泵浦模型121

3-3-2　激发效率127

3-3-3　泵浦的均匀性130

§3-4　受激过程的建立131

3-4-1　光强公式的导出131

3-4-2　快泵浦激光特性134

3-4-3　上激光能级长寿命的激光特性135

3-4-4　任意泵浦函数的增益137

3-4-5　激光放大138

§3-5　激光器和放大器的运转特性138

3-5-1　结构与运转过程138

3-5-2　CO2激光器运转特性139

3-5-3　放大器运转特性145

§3-6　激光系统设计与参量测量150

3-6-1　总体设计考虑150

3-6-2　典型器件设计参数151

3-6-3　小型器件的设计159

3-6-4　放大器设计161

3-6-5　系统参量测量171

§3-7　常用电子枪特性172

3-7-1　冷阴极电子枪173

3-7-2　二次发射枪179

3-7-3　其它类型电子枪181

3-7-4　各种枪特性比较183

3-7-5　常用的枪电源185

参考文献187

第四章　金属蒸气激光器189

§4-1　概述189

4-2-1　一般考虑192

§4-2 自终止跃迁激光器192

4-2-2 自终止跃迁有效反转的条件194

§4-3　铜蒸气激光器196

4-3-1　铜原子能级196

4-3-2　器件分类方式198

4-3-3　纯铜蒸气激光器199

4-3-4　卤化铜激光器202

4-3-5　电源线路205

§4-4　铜蒸气激光器工作特性210

4-4-1　铜蒸气密度210

4-4-2　工作参数212

4-4-3　工作寿命215

4-4-4　光束质量216

4-5-1　理论模型217

§4-5　基本动力学过程217

4-5-2　动力学过程的实验研究225

§4-6　其它脉冲金属蒸气激光器230

4-6-1　铅蒸气激光器230

4-6-2　锰蒸气激光器232

4-6-3　金蒸气激光器233

4-6-4　钡蒸气激光器235

参考文献237

第五章　准分子激光器238

§5-1　准分子的发现及其定义238

§5-2　准分子激光器发展简介239

5-2-1　准分子能级结构及其特性239

5-2-2　准分子激光器的发展240

5-3-1　最小泵浦功率与激活体系的关系241

§5-3　准分子激光器的泵浦装置241

5-3-2　电子束泵浦243

5-3-3　电子束控制放电泵浦244

5-3-4　放电泵浦245

§5-4　稀有气体准分子激光器248

5-4-1　位能曲线和辐射跃迁249

5-4-2　准分子的形成和猝灭250

5-4-3　Xe2准分子激光器252

5-4-4　Kr2和Ar2准分子激光器254

§5-5　稀有气体单卤化物准分子激光器255

5-5-1　稀有气体单卤化物的光谱255

5-5-2　增益系数、饱和强度和感应辐射截面259

5-5-3　动力学过程262

5-5-4　典型器件266

5-5-5　输出特性研究和器件性能改进272

§5-6　其它准分子激光器289

5-6-1　汞卤化物准分子激光器289

5-6-2　金属-稀有气体及金属-金属准分子激光器291

5-6-3　稀有气体氧化物准分子激光器291

5-6-4　三元体系准分子激光器292

参考文献293

第六章　氮分子激光器294

§6-1　工作原理295

6-1-1　工作能级及其跃迁295

6-1-2　粒子数反转条件296

6-1-3　Franck-Condon因子和谱线相对强度298

§6-2　氮分子激光器的输出特性301

6-2-1 辐射功率密度与参数间的关系301

6-2-2　辐射谱304

6-2-3　相干性307

§6-3　氮分子激光器的泵浦装置309

6-3-1　氮分子激光器对泵浦源的要求309

6-3-2 Blumlein电路310

6-3-3　电路方程312

6-3-4　放电参数测量313

§6-4　氮分子激光器的典型器件318

6-4-1 纵向激发318

6-4-2　横向激发319

参考文献329

第七章　化学激光器330

§7-1 化学激光器的工作原理330

7-1-1　反转机理331

7-1-2　HF化学激光器原理334

7-1-3　弛豫过程336

§7-2 脉冲HF激光器的结构338

7-2-1 电引发脉冲HF激光器338

7-2-2　电子束引发HF激光器341

7 2-3　重复频率HF激光器345

§7-3 脉冲HF激光器的特性348

7-3-1 电特性348

7 3-2　气体参数351

7 3-3　辐射谱及方向性353

7-3-4　动力学过程355

§7-4　其它化学激光器357

参考文献360

8-1-1　概念与分类361

§8-1　基本概念361

第八章　光泵气体激光器361

8-1-2　共振光泵泵浦函数和增益367

§8-2　典型的光泵气体激光器368

8-2-1　光泵耦合方法368

8-2-2　光泵NH3激光器371

8-2-3　光泵CF4激光器373

8-2-4　其它光泵气体激光器374

§8-3　光泵四波混频-受激拉曼激光器377

8-3-1　光泵非线性激光器原理377

8-3-2　拉曼散射增益378

8-3-3　光泵四波混频方法382

8-3-4　H2拉曼激光器结构384

8-3-5　H2拉曼激光器的一些参数和运转特性387

8-3-6　其它光泵非线性激光器389

参考文献390

第九章　脉冲气体激光器的应用391

§9-1　脉冲气体激光器在激光武器中的应用391

§9-2　脉冲气体激光器在激光核聚变中的应用394

9-2-1　短脉冲短波长振荡的获得397

9-2-2　大口径放大器的研制398

9-2-3　紫外高功率窗口材料及膜层研究399

§9-3　脉冲气体激光器在激光分离同位素中的应用400

§9-4　脉冲气体激光器在激光测距和通信中的应用402

9-4-1　激光测距402

9-4-2　激光通信404

§9-5　脉冲气体激光器在工业中的应用406

9-5-1　激光与材料表面相互作用的物理过程407

9-5-2　激光标记408

9-5-3　激光微调409

9-5-4　激光退火410

9-5-5　激光光刻411

9-5-6　激光掺杂412

9-5-7 激光沉积413

§9-6 脉冲气体激光器在科学研究中的应用414

9-6-1　激光光谱学用的光源414

9-6-2　用非线性过程扩展激光波段416

9-6-3　激光化学合成417

§9-7　脉冲气体激光器在医学上的应用419

9-7-1　利用激光光化学作用诊断和治疗癌症419

9-7-2　紫外光刀和镇痛应用420

参考文献421