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绪言1

第一章 激光调制与偏转技术3

1.1 调制的基本概念3

一、振幅调制3

二、频率调制和相位调制4

三、强度调制5

四、脉冲调制6

五、脉冲编码调制7

1.2 电光调制7

一、电光调制的物理基础8

二、电光强度调制14

三、电光相位调制18

四、电光调制器的电学性能18

五、电光波导财制器21

六、电光偏转25

七、设计电光调制器应考虑的问题28

1.3 声光调制29

一、声光调制的物理基础29

二、声光互作用的两种类型31

三、声光体调制器40

四、声光波导调制器44

五、声光偏转48

六、声光调制器设计应考虑的事项50

1.4 磁光调制55

一、磁光调制的物理基础55

二、磁光体调制器56

三、磁光波导调制器57

一、半导体激光器(LD)直接调制的原理58

1.5 直接调制58

三、半导体光源的模拟调制59

二、半导体发光二极管(LED)的调制特性59

四、半导体光源的PCM的数字调制60

1.6 空间光调制器61

一、泡克耳斯读出光调制器61

二、液晶空间光调制器63

三、其他类型的空间光调制器64

习题与思考题66

参考文献67

第二章 调Q(Q开关)技术68

2.1 概述68

一、脉冲固体激光器的输出特性68

二、调Q的基本原理69

2.2 调Q激光器的基本理论71

三、实现调Q对激光器的基本要求71

一、调Q的速率方程72

二、速率方程的求解72

2.3 电光调Q78

一、带偏振器的电光调Q器件78

二、单块双45°电光调Q器件79

三、脉冲透射式(PTM)调Q82

四、Q调制技术的其他功能84

2.4 设计电光调Q激光器应考虑的问题85

一、调制晶体材料的选择85

二、调制晶体的电极结构86

三、对激光工作物质的要求86

2.5 声光调Q87

一、声光调Q的基本原理87

五、对Q开关控制电路的要求87

四、对光泵浦灯的要求87

二、声光调Q器件的结构及设计88

三、声光调Q动态实验及输出特性91

四、声光腔倒空激光器94

2.6 被动式可饱和吸收调Q95

一、可饱和吸收染料的调Q原理95

二、饱和吸收的速率方程96

三、染料调Q激光器及其输出特性97

四、LiF2F-2色心晶体(可饱和吸收)调Q99

2.7 转镜调Q简介101

习题与思考题103

参考文献103

一、多模激光器的输出特性104

3.1 概述104

第三章 超短脉冲技术104

二、锁模的基本原理106

三、锁模的方法108

3.2 主动锁模109

一、振幅调制锁模109

二、相位调制锁模111

三、主动锁模激光器的结构及其设计要点112

四、无失谐时的锁模脉宽及稳定锁模系统113

3.3 被动锁模115

一、固体激光器的被动锁模115

二、染料激光器的波动锁模118

3.4 同步泵浦锁模121

一、同步泵浦锁模原理121

二、同步泵浦锁模激光器的结构123

3.5 自锁模124

一、自锁模机理125

二、超短脉冲的压缩技术126

3.6 单一脉冲的选取及超短脉冲测量技术131

一、单一脉冲的选取131

二、超短脉冲的测量技术133

3.7 几种典型的锁模激光器138

一、掺钛蓝宝石自锁模激光器138

二、半导体锁模激光器140

三、掺铒光纤锁模激光器141

习题与思考题142

参考文献143

第四章 激光放大技术145

4.1 概述145

一、脉冲放大器的速率方程146

4.2 脉冲放大器的理论146

二、速率方程的求解147

三、对矩形脉冲放大的分析149

四、其他脉冲波形的放大152

五、脉冲信号在有损耗介质中的放大153

4.3 长脉冲激光放大的稳态理论155

一、稳态的速率方程155

二、谱线轮廓对增益系数的影响156

4.4 设计激光放大器应考虑的几个问题157

一、放大器工作物质的选择158

二、放大器工作物质端面反馈的消除158

三、级间去耦问题159

四、级间孔径匹配问题160

五、各级泵浦时间的匹配161

六、不均匀性影响的消除161

一、外注入再生放大163

4.5 再生式放大技术163

二、注入锁定技术164

三、自注入放大技术165

4.6 半导体激光放大器与光纤放大器166

一、半导体激光放大器166

二、光纤拉曼放大器167

三、掺稀土元素(铒)光纤放大器168

四、光纤放大器的应用169

习题与思考题169

参考文献169

第五章 模式选择技术171

5.1 概述171

5.2 横模选择技术172

一、横模选择原理172

二、横模选择的方法174

5.3 纵模选择技术181

一、纵模选择原理181

二、纵模选择的方法182

5.4 模式测量方法188

一、直接观测法188

二、光点扫描法189

三、扫描干涉仪法190

四、F-P照相法191

习题与思考题193

参考文献193

第六章 稳频技术194

6.1 概述194

一、频率的稳定性和复现性194

二、影响激光频率稳定的因素195

三、激光器主动稳频的方法197

四、对参考标准频率(参考谱线)的要求199

6.2 兰姆凹陷稳频200

一、兰姆凹陷200

二、兰姆凹陷稳频原理200

三、应用兰姆凹陷稳频时应注意的问题201

6.3 塞曼效应稳频203

一、塞曼效应203

二、塞曼效应双频稳频激光器203

三、塞曼效应吸收稳频206

6.4 饱和吸收稳频(反兰姆凹陷稳频)207

6.5 其他稳频激光器209

一、CO2激光器的稳频209

二、Ar+激光器(用127I2饱和吸收)稳频210

三、脉冲激光器的稳频211

四、半导体激光器的稳频212

6.6 频率稳定性及复现性的测量214

一、拍频的原理214

二、拍频技术测量的频率稳定性和复现性215

习题与思考题217

参考文献218

第七章 非线性光学技术219

7.1 概述219

一、非线性光学的概念219

二、非线性电极化率219

7.2 电磁波在非线性介质内的传播224

一、电磁波在非线性介质内的传播方程224

二、非线性互作用的基本方程--耦合波方程224

7.3 光倍频及光混频技术226

三、门雷-罗威(Manley-Rove)关系226

一、光倍频及光混频的稳态小信号解227

二、相位匹配技术228

三、倍频过程中的几个重要问题231

四、典型倍频激光器236

7.4 光参量振荡技术237

一、光参量放大和振荡原理238

二、光参量振荡器的增益238

三、光参量振荡器的阈值240

四、光参量振荡器的频率调谐技术241

五、光参量振荡实验技术243

7.5 非线性光学材料245

一、KDP类晶体246

二、铌酸锂(LiNbO3)和碘酸锂(LilO3)晶体246

7.6 受激拉曼散射技术252

一、拉曼散射与受激拉曼散射252

三、铌酸钡钠(Ba2NaNb2O15)和磷酸氧钛钾(KTiOPO4)晶体252

五、半导体材料252

四、β-偏硼酸钡(β-BaB2O4)晶体252

二、受激拉曼散射的增益和阈值254

三、受激拉曼散射频谱特性256

四、受激拉曼散射实验技术257

7.7 光学双稳态技术259

一、光学双稳态的物理机制260

二、光学双稳态实验技术261

三、光学双稳态器件及应用261

习题与思考题263

参考文献264

一、光纤波导结构及弱导特性265

8.1 光纤概述265

第八章 激光传输技术265

二、光纤制造工艺简介266

三、光缆268

四、光纤的传输特性269

8.2 光纤的射线特性分析270

一、阶跃光纤270

二、渐变折射率光纤274

8.3 光纤衰减和色散特性281

一、光纤的衰减281

二、光纤色散、带宽和脉冲展宽参量间的关系283

三、光纤的色散特性284

8.4 单模光纤的偏振和双折射290

一、单模光纤的偏振特性290

三、偏振型单模光纤292

二、单模光纤的双折射292

8.5 光纤中非线性效应--光学孤子294

一、光学孤子的物理概念294

二、色散介质中的双曲方程295

三、非线性薛定谔方程296

8.6 光纤连接耦合技术297

一、光纤的处理与连接297

二、光纤的光耦合298

三、光纤的分光与合光装置302

8.7 激光大气和水下传输302

一、大气衰减303

二、大气湍流及非线性传播效应308

三、激光水下传输特性313

习题与思考题316

参考文献316