本书系统地介绍了各种主要激光技术的原理与实施方法，内容包括激光调制与偏转技术，调Q技术，超短脉冲技术、看光放大技术，模式选择技术。稳频技术。非线性光学技术和激光传输技术，并对各种激光技术的新进展进行了简要介绍。本书注重物理概念和基本原理的论述，并适当结合一定的实例，叙述深人浅出，便于自学。
样章试读
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丛书序
前言
绪言 1
第1章 激光调制与偏转技术 5
1.1 调制的基本概念 5
1.1.1 振幅调制 6
1.1.2 频率调制和相位调制 6
1.1.3 强度调制 8
1.1.4 脉冲调制 8
1.1.5 脉冲编码调制 9
1.2 电光调制 10
1.2.1 电光调制的物理基础 10
1.2.2 电光强度调制 17
1.2.3 电光相位调制 21
1.2.4 电光调制器的电学性能 21
1.2.5 电光波导调制器 25
1.2.6 电光偏转 29
1.2.7 设计电光调制器应考虑的问题 32
1.3 声光调制 33
1.3.1 声光调制的物理基础 33
1.3.2 声光互作用的两种类型 35
1.3.3 声光体调制器 45
1.3.4 声光波导调制器 52
1.3.5 声光偏转 52
1.3.6 声光调制器设计应考虑的事项 55
1.4 磁光调制 60
1.4.1 磁光效应 60
1.4.2 磁光体调制器 61
1.4.3 磁光波导调制器 62
1.5 直接调制 63
1.5.1 半导体激光器(LD)直接调制的原理 63
1.5.2 半导体发光二极管(LED)的调制特性 64
1.5.3 半导体光源的模拟调制 65
1.5.4 半导体光源的PCM 数字调制 65
1.6 空间光调制器 66
1.6.1 空间光调制器的基本概念 66
1.6.2 空间光调制器的基本功能 67
1.6.3 几种典型的空间光调制器 68
习题与思考题 73
参考文献 74
第2章 调Q(Q 开关)技术 75
2.1 概述 75
2.1.1 脉冲固体激光器的输出特性 75
2.1.2 调Q 的基本原理 77
2.1.3 实现调Q 对激光器的基本要求 79
2.2 调Q 激光器的基本理论 79
2.2.1 调Q 的速率方程 80
2.2.2 速率方程的求解 80
2.3 电光调Q 86
2.3.1 带偏振器的电光调Q 器件 87
2.3.2 单块双45°电光调Q 器件 88
2.3.3 脉冲透射式(PTM)调Q 91
2.3.4 调Q 技术的其他功能 93
2.4 设计电光调Q 激光器应考虑的问题 94
2.4.1 调制晶体材料的选择 95
2.4.2 调制晶体的电极结构 96
2.4.3 对激光工作物质的要求 96
2.4.4 对光泵浦灯的要求 96
2.4.5 对Q 开关控制电路的要求 96
2.5 声光调Q 97
2.5.1 声光调Q 的基本原理 97
2.5.2 声光调Q 器件的结构及设计 98
2.5.3 声光调Q 动态实验及输出特性 101
2.5.4 声光腔倒空激光器 104
2.6 被动式可饱和吸收调Q 105
2.6.1 可饱和吸收染料的调Q 原理 105
2.6.2 饱和吸收的速率方程 106
2.6.3 染料调Q 激光器及其输出特性 107
2.6.4 LiF:F2-色心晶体(可饱和吸收)调Q 110
2.6.5 二极管泵浦被动调Q 激光器 111
2.7 转镜调Q 简介 113
习题与思考题 116
参考文献 116
第3章 超短脉冲技术 117
3.1 概述 117
3.1.1 多模激光器的输出特性 117
3.1.2 锁模的基本原理 119
3.1.3 锁模的方法 120
3.2 主动锁模 121
3.2.1 振幅调制锁模 121
3.2.2 相位调制锁模 124
3.2.3 主动锁模激光器的结构及其设计要点 125
3.2.4 无失谐时的锁模脉宽及稳定锁模系统 126
3.3 被动锁模 128
3.3.1 固体激光器的被动锁模 129
3.3.2 染料激光器的被动锁模 131
3.4 同步泵浦锁模 134
3.4.1 同步泵浦锁模原理 134
3.4.2 同步泵浦锁模激光器的结构 137
3.5 自锁模 138
3.5.1 自锁模机理 138
3.5.2 超短脉冲的压缩技术 140
3.6 单一脉冲的选取与超短脉冲测量技术 144
3.6.1 单一脉冲的选取 145
3.6.2 超短脉冲的测量技术 147
3.7 几种典型的锁模激光器 152
3.7.1 掺钛蓝宝石自锁模激光器 152
3.7.2 半导体锁模激光器 155
3.7.3 掺铒光纤锁模激光器 156
习题与思考题 157
参考文献 158
第4章 激光放大技术 159
4.1 概述 159
4.2 脉冲放大器的理论 161
4.2.1 脉冲放大器的速率方程 161
4.2.2 速率方程的求解 162
4.2.3 对矩形脉冲放大的分析 164
4.2.4 其他脉冲波形的放大 167
4.2.5 脉冲信号在有损耗介质中的放大 167
4.3 长脉冲激光放大的稳态理论 169
4.3.1 稳态的速率方程 169
4.3.2 谱线轮廓对增益系数的影响 170
4.4 设计激光放大器应考虑的几个问题 172
4.4.1 放大器工作物质的选择 172
4.4.2 放大器工作物质端面反馈的消除 173
4.4.3 级间去耦问题 173
4.4.4 级间孔径匹配问题 175
4.4.5 各级泵浦时间的匹配 175
4.4.6 不均匀性影响的消除 176
4.5 再生式放大技术 178
4.5.1 外注入再生放大 178
4.5.2 注入锁定技术 179
4.5.3 自注入放大技术 180
4.6 半导体激光放大器 181
4.7 掺稀土元素光纤放大器 183
4.7.1 掺铒光纤放大器 184
4.7.2 掺镨光纤放大器 185
4.8 分布式光纤放大器 185
4.8.1 光纤拉曼放大器 186
4.8.2 光纤布里渊放大器 186
习题与思考题 188
参考文献 188
第5章 模式选择技术 189
5.1 概述 189
5.1.1 模式的基本概念 189
5.1.2 横模的形成 191
5.1.3 实际激光束的传输规律 192
5.2 横模选择技术 197
5.2.1 横模选择原理 197
5.2.2 横模选择的方法 200
？5.2.3 激光的Bessel光束形式 208
5.3 纵模选择技术 209
5.3.1 纵模选择原理 209
5.3.2 纵模选择的方法 210
5.4 模式测量方法 216
5.4.1 直接观测法 216
5.4.2 光点扫描法 217
5.4.3 扫描干涉仪法 217
5.4.4 FGP照相法 220
习题与思考题 221
参考文献 221
第6章 稳频技术 223
6.1 概述 223
6.1.1 频率的稳定性和复现性 223
6.1.2 影响激光频率稳定的因素 224
6.1.3 激光器主动稳频的方法 227
6.1.4 对参考标准频率(参考谱线)的要求 228
6.2 兰姆凹陷稳频 229
6.2.1 兰姆凹陷 229
6.2.2 兰姆凹陷稳频原理 229
6.2.3 应用兰姆凹陷稳频时应注意的问题 230
6.3 塞曼效应稳频 232
6.3.1 塞曼效应 232
6.3.2 塞曼效应双频稳频激光器 233
6.3.3 塞曼效应吸收稳频 236
6.4 饱和吸收稳频(反兰姆凹陷稳频) 236
6.5 其他稳频激光器 239
6.5.1 CO2 激光器的稳频 239
6.5.2 Ar+激光器(用127I2 饱和吸收)稳频 240
6.5.3 脉冲激光器的稳频 241
6.5.4 半导体激光器的稳频 242
6.6 频率稳定性和复现性的测量 244
6.6.1 拍频的原理 244
6.6.2 拍频技术测量的频率稳定性和复现性 245
习题与思考题 247
参考文献 248
第7章 非线性光学技术 249
7.1 概述 249
7.1.1 非线性光学效应 249
7.1.2 非线性极化 249
7.1.3 非线性介质中的波耦合方程 252
7.2 激光倍频技术 254
7.2.1 倍频的波耦合方程及其解 254
7.2.2 相位匹配的意义与方法 256
7.2.3 准相位匹配方法(QPM) 261
7.2.4 倍频方式 262
7.2.5 倍频晶体 264
7.3 光参量振荡技术 265
7.3.1 光参量放大 265
7.3.2 光参量振荡 266
7.3.3 光参量振荡运转方式 268
7.3.4 光参量振荡器的频率调谐方法 268
7.4 受激拉曼散射 271
7.4.1 拉曼散射效应 271
7.4.2 波耦合分析 273
7.4.3 受激拉曼散射的调谐应用 275
7.4.4 拉曼频移激光器件 277
7.5 和频与三倍频技术 278
7.5.1 和频技术 278
7.5.2 三倍频技术 280
7.6 光学相位共轭 282
7.6.1 光学相位共轭的概念 282
7.6.2 光学相位共轭的方法与应用 283
习题与思考题 288
参考文献 288
第8章 激光传输技术 289
8.1 光纤概述 289
8.1.1 光纤波导结构及弱导特性 289
8.1.2 光纤制造工艺简介 290
8.1.3 光缆 292
8.1.4 光纤的传输特性 293
8.2 光纤的射线特性分析 294
8.2.1 阶跃光纤 294
8.2.2 渐变折射率光纤 298
8.3 光纤的衰减和色散特性 305
8.3.1 光纤的衰减 305
8.3.2 光纤色散、带宽和脉冲展宽参量间的关系 307
8.3.3 光纤的色散特性 309
8.4 单模光纤的偏振和双折射 315
8.4.1 单模光纤的偏振特性 315
8.4.2 单模光纤的双折射 317
8.4.3 偏振型单模光纤 317
8.5 光纤中的非线性效应——光纤孤子 319
8.5.1 光学孤子的物理概念 319
8.5.2 色散介质中的双曲方程 320
8.5.3 非线性薛定谔方程 321
8.6 光纤连接耦合技术 323
8.6.1 光纤的处理与连接 323
8.6.2 光纤的光耦合 324
8.6.3 光纤的分光与合光装置 328
8.7 激光在大气和水下的传输 329
8.7.1 大气衰减 329
8.7.2 大气湍流与非线性传播效应 336
8.7.3 激光水下传输特性 341
习题与思考题 344
参考文献 344
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