激光原理与技术(The Principle and Technology of Laser)
春季学期
课程编号:
学分:3
教师:王延辉 Yanhui Wang
课程:
考试方式:笔试
教学方式:课堂讲学
内容提要:
本课程主要讲授激光器的基本原理和典型激光技术,具体内容包括:激光器的基本原理、光谐振腔理论,光与物质共振相互作用的基本物理过程和理论分析方法,以及激光振荡特性,典型激光器介绍,包括目前应用广泛的半导体激光器、气体和固体激光器等,以及激光调制、偏转、调Q、稳频、传输、超短脉冲等技术。
具体章节和知识点如下:
第一章, 激光的基本原理:相干性、受激辐射、自激振荡
第二章, 开放式光谐振腔与高斯光束:腔与模的概念与联系、共轴球面腔的稳定性条件、开腔模式的物理概念和衍射理论分析方法、方形镜共焦腔的自再现模、圆形镜共焦腔、一般稳定球面腔的模式特征、高斯光束的基本性质及q参数、高斯光束的聚焦和准直、高斯光束的自再现变换与稳定球面腔、光束衍射倍率因子。
第三章, 电磁场和物质的共振相互作用:光和物质相互作用的经典和斑经典理论、谱线加宽和线形函数、典型激光器速率方程、增益系数。
第四章, 激光振荡特性:激光器的振荡阈值、激光器的振荡模式、输出功率与能量、单模激光器的线宽极限、激光器的频率牵引。
第五章, 激光放大特性:激光放大器的分类、激光放大器的增益特性、放大的自发辐射。
第六章, 典型激光器和激光放大器:固体激光器、气体激光器、染料激光器、光纤激光器、光纤放大器。
第七章, 半导体激光器:半导体工作物质中的光增益、半导体激光器的基本结构、半导体激光器的主要特性、几种新型的半导体激光器。
第八章, 激光调制与偏转技术:调制器、隔离器、模式选择。
第九章, 激光调Q技术:Q调制、激光的非线性频率变换、电光调Q、声光调Q。
第十章, 激光稳频技术:稳频的原理、稳频的方法、饱和吸收光谱稳频。
第十一章, 激光锁模技术:锁模原理、主动锁模、被动锁模。
第十二章, 激光传输技术。
推荐教材或参考资料:
教材:
周炳琨,高以智,陈倜嵘,陈家骅,霍力,“激光原理”,国防工业出版社,第七版,2014年。
蓝信钜,“激光技术”,科学出版社,第3版,2009。
参考书: