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第一章绪论1

1.1 激光概述1

1.1.1 激光的发明1

1.1.2 受激辐射2

1.1.3 激光的产生4

1.1.4 激光器的分类6

1.2 几种新兴强激光技术的进展8

1.2.1 自由电子激光的技术进展8

1.2.2 X光激光的技术进展10

1.2.3 化学激光的技术进展12

1.2.4 准分子激光的技术进展13

1.3 激光的特性及应用前景14

1.3.1 激光的特性14

1.3.2 激光的应用前景18

第二章自由电子激光22

2.1 激光家族的新秀——自由电子激光22

2.2 自由电子激光的基本物理概念25

2.2.1 电子在摇摆磁场中运动25

2.2.2 电子在摇摆磁场中的自发辐射27

2.2.3 电子在摇摆磁场中的受激辐射31

2.2.4 有质动力与电子束群聚34

2.2.5 有质动力势桶35

2.2.6 小信号增益与梅迪定理37

2.2.7 指数增益区与饱和功率39

2.2.8 变参数波荡器的设计41

2.2.9 激光扩束与瑞利长度43

2.2.10 电子束的扩散和束流品质44

2.2.11 激光波长对发射度的要求47

2.2.12 光学速调管49

2.2.13 高阶谐波和边带不稳定性50

2.2.14 电子束的光导效应51

2.2.15 空间电荷效应53

2.3 放大器型自由电子激光器56

2.3.1 利弗莫尔实验室的最初选择57

2.3.2 电子感应直线加速器63

2.3.3 高亮度注入器67

2.3.4 开关技术的新突破70

2.3.5 摇摆器73

2.3.6 面临的挑战与困难76

2.4 射频直线加速器型自由电子激光器78

2.4.1 振荡器型自由电子激光器概述78

2.4.2 射频直线加速器的基本原理81

2.4.3 自由电子激光器对射频直线加速器的要求87

2.4.4 两类高亮度电子束注入器90

2.4.5 射频直线加速器型自由电子激光器的发展简史94

2.4.6 提高功率的难度及可能的解决途径100

第三章X光激光107

3.1 什么是X光激光107

3.1.1 高的泵浦功率密度108

3.1.2 放大的自发辐射108

3.1.3 输出光束发散角大110

3.1.4 折射限制了放大110

3.2 有关X光激光的主要原子物理过程110

3.2.1 原子与电磁辐射的相互作用110

3.2.2 X光激光所涉及的主要原子物理过程116

3.3.1 靶的加热过程120

3.3 靶加热和流体动力学120

3.3.2 冕区物理状态122

3.3.3 靶物质的流体动力学124

3.4 电离和反转动力学——泵浦机制127

3.4.1 离子的电子碰撞激发机制127

3.4.2 离子的光激发机制132

3.4.3 三体复合机制135

3.5 X光在等离子体中的传播140

3.5.1 费马原理和光线方程140

3.5.2 X光激光在等离子体中传播141

3.5.3 X光激光谐振腔145

3.6.1 X光激光实验的靶场布置149

3.6 X光激光的实验和诊断149

3.6.2 X光激光实验诊断152

3.6.3 X光激光的主要诊断设备154

3.7 国内外X光激光研究的进展情况163

第四章化学激光172

4.1 化学激光的诞生与发展172

4.2 化学激光的基本原理176

4.2.1 产生化学激光的典型化学反应176

4.2.2 化学激光器的引发技术179

4.2.3 化学反应能量在产物分子内的分配方式180

4.2.4 激发态粒子的弛豫过程181

4.3.1 燃烧驱动的HF化学激光器184

4.3 HF/DF化学激光器184

4.3.2 脉冲HF/DF化学激光器189

4.4 氧碘化学激光器192

4.4.1 氧碘化学激光的工作原理192

4.4.2 氧碘化学激光的增益特性193

4.4.3 激发态O2（1△）的发生方法195

4.4.4 连续波氧碘化学激光器198

4.4.5 脉冲氧碘化学激光器201

4.5 可见光波段化学激光205

5.1 准分子的能级结构和光谱特性211

第五章稀有气体卤素化合物准分子激光211

5.2 准分子激光反应动力学214

5.2.1 激发态氟化氪准分子的形成214

5.2.2 激发态氟化氪准分子的猝灭217

5.2.3 氟化氪激光的吸收217

5.3 电子束泵浦的准分子激光219

5.3.1 强流非箍缩型电子束的产生及其特性220

5.3.2 电子束流的自磁场和不箍缩的判据条件223

5.3.3 二极管阴阳极间距的变化及其对电子束流特性的影响225

5.3.4 电子束在激光介质中的能量沉积225

5.3.5 KrF准分子激光振荡器和激光放大器228

5.3.6 光束品质的改善和光脉冲宽度的压缩230

5.3.7 电子束泵浦的氟化氪准分子激光的发展情况235

5.4 放电泵浦的准分子激光238

5.4.1 放电泵浦的准分子激光的一般特性238

5.4.2 放电泵浦的物理机制238

5.4.3 电子束维持放电泵浦243

5.4.4 雪崩放电245

第六章激光与物质相互作用248

6.1 研究激光与物质相互作用的意义248

6.2 激光与固态物质的相互作用250

6.2.1 固态物质的能带结构250

6.2.2 激光吸收的微观机理251

6.2.3 材料对激光的光学响应253

6.2.4 材料的光学特性255

6.2.5 强激光引起的材料光学特性的变化260

6.2.6 雪崩击穿263

6.2.7 自聚焦265

6.2.8 激光引起的材料热熔融265

6.2.9 激光加热引起的热应力266

6.3 激光引起材料气化及相关的破坏机理268

6.3.1 激光与气态物质的相互作用268

6.3.2 激光引起材料气化及其阈值268

6.3.3 热烧蚀和热耦合效率272

6.3.4 激光吸收波274

6.3.5 LSD波的屏蔽效应277

6.3.6 激光与靶的冲量耦合279

6.3.7 激光引起的力学破坏效应280

6.3.8 激光引起的结构性破坏283

6.4 激光与等离子体的相互作用284

6.4.1 物质的第四态——等离子体284

6.4.2 静电波和离子声波285

6.4.3 激光在等离子体中的传播287

6.4.4 共振吸收289

6.4.5 三波相互作用概述291

6.4.6 受激布里渊散射（SBS）293

6.4.7 受激拉曼散射（SRS）294

6.4.8 双等离子体衰变（TPD）和离子声衰变（IPD）295

6.4.9 场压强和有质动力296

6.4.10 自聚焦和成丝298

6.4.11 超热电子产生299

第七章高功率激光大气传输302

7.1 激光与大气相互作用的线性效应302

7.1.1 大气折射302

7.1.2 大气吸收304

7.1.3 大气散射309

7.1.4 大气湍流效应315

7.2 高功率激光在大气传输中的非线性效应320

7.2.1 热晕320

7.2.2 受激拉曼散射（SRS）323

7.2.3 大气击穿326

7.3 自适应光学技术328

7.3.1 自适应光学系统329

7.3.2 系统主要参数的确定331

7.3 3湍流与热晕的校正332

7.3.4 非线性自适应光学335

8.1 引言339

第八章新兴强激光的应用339

8.2 激光核聚变340

8.2.1 真正的火种340

8.2.2 点火条件341

8.2.3 激光的吸收343

8.2.4 激光内爆345

8.2.5 靶丸结构345

8.2.6 激光聚变的能量增益346

8.2.7 激光聚变研究的进展347

8.2.7 聚变驱动器348

8.3.1 从神话走向现实350

8.3 强激光与SDI350

8.3.2 多层防御的设想352

8.3.3 强激光在战略防御中的地位354

8.3.4 武器火力和激光参数355

8.3.5 天基和地基激光武器357

8.3.6 核爆泵浦X光激光361

8.4 新兴强激光的应用及展望362

8.4.1 自由电子激光的应用前景362

8.4.2 准分子激光的应用364

8.4.3 化学激光的应用368

8.4.4 X光激光的应用前景369