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第一章 调制与偏转技术1

1.1 概述1

一、调制的基本概念1

二、各种调制型式(调幅、调相、强度调制等)简介2

1.2 电光调制8

一、纵向电光调制器8

二、横向电光调制器13

三、电光相位调制器16

四、电光调制器的电学性能17

五、设计电光调制器应考虑的几个问题21

1.3 声光调制22

一、声光作用24

二、声光调制器的工作原理29

三、声光调制器的设计考虑30

1.4 其他调制方法34

一、干涉调制34

二、磁光调制35

三、直接调制35

1.5 激光偏转技术36

一、机械偏转法37

二、电光偏转37

三、声光偏转41

第二章 调Q(Q开关)技术44

2.1 概述44

一、一般固体脉冲激光器的输出特性44

二、调Q原理45

2.2 调Q激光器的基本理论46

一、调Q的速率方程46

二、阶跃式Q突变的近似解49

三、腔损耗按线性变化时Q突变的近似解54

四、腔损耗按余弦变化时Q突变的近似解55

五、多脉冲问题56

2.3 机械转镜调Q59

一、转镜调Q的装置及原理59

二、转镜调Q的最佳转速61

三、转镜调Q的加速原理66

四、实例69

2.4 电光晶体调Q70

一、电光晶体调Q原理70

二、带起偏器的电光Q开关72

三、双折射偏离法电光Q开关74

四、单块双45°电光Q开关76

五、单块单45°电光Q开关86

六、脉冲透射式调Q89

七、电光晶体调制器的电极结构91

八、晶体Q开关电路的特殊问题92

2.5 声光调Q94

一、声光调Q的基本原理94

二、声光调Q器件的结构与设计94

三、动态试验及巨脉冲输出特性97

四、腔倒空技术101

五、实例102

2.6 可饱和吸收体调Q103

一、基本原理103

二、染料调Q激光器及其特性105

三、实例108

一、多模激光器的输出特性110

第三章 锁模技术110

3.1 概述110

二、多模激光器模式锁定特性112

3.2 锁模原理及实现锁模的方法115

一、纵模锁定115

二、横模锁定及纵横模同时锁定129

3.3 均匀加宽激光器内腔调制锁模特性分析130

一、无失谐时的自洽解130

二、失谐时的自洽解134

三、标准具效应的讨论137

3.4 单一脉冲的选取及微微秒脉宽的测量138

一、单一脉冲的选取138

二、微微秒脉宽的测量140

4.1 概述147

第四章 激光放大技术147

4.2 脉冲激光放大器的理论149

一、脉冲放大器的速率方程149

二、脉冲放大器速率方程的解150

三、对矩形脉冲放大的分析152

四、对其他脉冲波形的放大155

五、脉冲信号在有损耗放大介质中的放大156

4.3 激光放大的特性158

一、脉冲波形的变化158

二、光束发散角的变化158

三、谱线宽度的变化158

4.4 长脉冲激光放大器的稳态解159

一、放大介质端面反馈的消除160

二、级间去耦问题160

4.5 设计激光放大器应考虑的几个问题160

三、级间孔径匹配问题161

四、各级泵浦时间的匹配161

五、不均匀性影响的消除161

4.6 实例Nd3+：YAG激光放大器163

第五章 模式选择技术164

5.1 概述164

一、横模选择及其意义164

二、纵模选择及其意义166

5.2 横模选择技术166

一、横模选择技术的有关理论166

二、光阈法选模170

三、谐振腔参数g、N之选择法172

四、介稳腔之选模特性174

五、非稳定谐振腔176

六、其他选模方法180

5.3 纵模选择技术180

一、色散腔法粗选频率180

二、短腔法选纵模182

三、法布里-珀罗标准其法183

四、复合腔选纵模184

五、单反射表面腔185

六、行波腔选纵模187

七、晶体双折射选纵模188

八、其他选纵模方法189

5.4 模式测量方法189

一、横模的直接观测法189

二、光点扫描法测横模190

三、扫描干涉仪190

四、法布里-珀罗照相法192

五、全息法测横模193

六、拍频法194

第六章 稳频技术195

6.1 概述195

一、频率的稳定性和复现件195

二、影响激光频率稳定的因素196

三、激光频率主动稳定的方法197

6.2 兰姆凹陷稳频198

一、兰姆凹陷198

二、兰姆凹陷稳频原理199

三、利用兰姆凹陷稳频应注意的几个问题200

6.3 无源腔稳频201

二、塞曼效应吸收稳频202

6.4 利用塞曼效应稳频202

一、塞曼效应202

三、双频稳频激光器203

6.5 饱和吸收稳频(反兰姆凹陷稳频)206

6.6 频率稳定性及复现性的测量208

一、“拍频”的原理208

二、用拍频技术测量频率的稳定性和复现性209

6.7 激光波长值的“绝对”测量211

附：激光稳频器电子伺服系统212

第七章 倍频与参量振荡技术217

7.1 概述217

一、线性光学与非线性光学217

二、线性极化与非线性极化217

一、二次非线性效应219

7.2 二次非线性光学效应219

二、非线性光学系数221

三、非线性波耦合方程224

7.3 倍频技术226

一、影响倍频输出的因素226

二、相位匹配228

三、倍频器件设计234

7.4 光参量振荡技术241

一、光参量放大和振荡的物理解释241

二、光参量振荡器的增益系数242

三、光参量振荡器的阈值条件245

四、光参量振荡器的频率调谐245

7.5 频率上转换248

一、频率上转换的原理248

二、频率上转换的效率249

三、相位匹配方法和非线性晶体250

7.6 泵光源和非线性材料250

一、对泵光源的要求250

二、对非线性材料的要求251

三、非线性材料与泵光源的配合256

7.7 其他非线性光学现象258

一、介质中的光自聚焦258

二、受激喇曼散射259

第八章 激光传输技术263

8.1 大气描述263

一、大气的分层263

二、低层大气状态的分类265

8.2 大气衰减266

一、大气分子的吸收267

二、大气分子的散射269

三、大气气溶胶的衰减271

8.3 各种气溶胶状态的衰减271

一、晴朗、霾、雾的衰减271

二、雾、雨的衰减274

三、雪的衰减276

四、衰减系数的测量277

8.4 斜程衰减278

一、垂直衰减换算法279

二、等效水平距离法280

三、各主要激光波长的等效水平距离方程283

8.5 激光大气湍流效应284

一、大气湍流描述285

二、激光大气湍流效应287

8.6 激光水下传输292

一、衰减特性293

二、前向散射294

三、后向散射294

8.7 光纤波导的模式理论295

一、光纤波导中的模式296

二、截止条件298

三、远离截止条件299

附录 包层光波导中传输模式的数学推导300

8.8 光纤波导的传输特性305

一、传输损耗305

二、传输带宽306

三、其他几种光纤波导308

8.9 光纤波导的激励和连接309

一、光纤波导的激励309

二、连接技术312

第九章 激光探测技术315

9.1 激光探测器的分类及其特性参数315

一、激光探测器的分类315

二、激光探测器的性能参数318

9.2 探测器的噪声及背景辐射321

一、探测器的噪声321

二、背景辐射323

9.3 光电倍增管326

一、基本工作原理326

二、光电倍增管的基本工作电路327

三、光电倍增管的工作特性329

9.4 光电二极管331

一、硅光电二极管331

二、其他光电二极管335

9.5 光电导探测器336

一、工作原理及特性336

二、典型的光电导探测器337

9.6 热释电探测器338

一、热释电材料338

二、工作原理339

三、信号和噪声特性340

四、几种热释电探测器比较341

9.7 直接探测分析341

9.8 光外差探测分析345

一、光外差的基本原理345

二、信噪比分析346

三、外差探测的空间相位条件348

四、大气传输对光外差探测的影响349