激光原理(III)

1、激 光 原 理(III)Principles of Lasers课程编号：10001970学 时：56 学 分：3.5课程性质：专业基础课选课对象：应用物理学专业先修课程：普通物理学，热力学·统计物理，电动力学，量子力学内容概要：本课程主要讲授光谐振腔理论及以光与物质相互作用为基础的速率方程理论方法分析激光的振荡与放大和控制、改善特性的各项技术的原理及理论。通过本课程的学习，应掌握光谐振腔模式的波动理论及高斯光束的传输规律；学会用速率方程方法分析激光振荡器与放大器的工作特性；掌握控制与改善激光器工作特性的原理及方法。建议选用教材：激光原理，周炳琨著，国防工业出版社，2009年1月第6

2、版，普通高等教育“十一五”国家级规划教材主要参考书目：1、量子电子学，亚里夫著，刘颂豪译，上海科技出版社，1983年10月2、Principles of Lasers (4th Edition). Orazio Svelto. 世界图书出版公司，2008年3、Lasers. Anthony E. Siegman. Oxford University Press, 19864、HandBook of Lasers. Marvin J.Webber. CRC Press,20015、Principles of lasers and Optics. William S. C. Chang. Camb

3、ridge University Press,20056、Laser fundamentals. Silfvast William Thomas. Cambridge University Press, 20047、激光原理，陈钰清主编，浙江大学出版社，1992年8、激光原理，王青圊著，山东大学出版社，2003年9、激光原理教程，沈柯著，北京工业学院出版社，1986年10、激光原理及应用，陈家璧主编，电子工业出版社，2005年8月11、激光原理与技术，阎吉祥著，高等教育出版社，2004年12、光学电磁理论，陈军主编，科学出版社，2005年9月13、激光光学，吕百达著，四川大学出版社，1992年

4、14、高等激光物理学，李福利主编，高等教育出版社，2006年7月15、Solid-state Lasers：a graduate text . Walter Koechner, Michael Bass, Springer,200216、Tunable Lasers Handbook. F.J. Duarte. Academic Press,1995激光原理(III)教学大纲学时：56 学分：3.5教学大纲说明一、课程的目的与任务激光原理(III)是应用物理学专业的主干专业课，本课程向学生讲授激光器的基本原理，培养学生分析和解决激光物理问题的能力，特别强调物理概念的深入理解，为今后从事激光与光

5、电子学领域的研究及开发工作打下基础。二、课程的基本要求掌握光谐振腔模式的波动理论及高斯光束的传输规律；学会用速率方程方法分析激光振荡器与放大器的工作特性；掌握控制与改善激光器工作特性的原理及方法。三、与其它课程的联系和分工本课程是应用物理学专业的专业基础课，其预修课程为：普通物理学，热力学·统计物理，电动力学，量子力学。本课程与光电子学、信息光学、激光器件与技术等专业课程一起，构成应用物理学专业的主干课程。四、课程的内容与学时分配章次内 容总学时数课堂讲授学时数实验时数一激光的基本原理330二开放式光腔与高斯光束14122四电磁场和物质的共振相互作用990五激光振荡特性1596六激光

6、放大特性660七激光器特性的控制与改善990总学时数56488五、课程的性质及适应对象应用物理学专业基础课教学大纲内容第一章 激光的基本原理本章概激光器基本原理。讨论的重点是光的相干性和光波模式的联系、光的受激辐射以及光放大和振荡的基本概念。教学提示：激光发展简史；光波模式、光子状态与相干性；光的受激辐射基本概念；光的受激辐射放大与激光基本原理第二章开放式光腔与高斯光束本章将讨论光腔模式问题。在高斯光束传输规律的基础上，建立一般(非共焦的)稳定球面腔与共焦腔之间的等价性从而进一步将共焦腔模式解析理论的结果推广到一般稳定球面腔。教学提示：共轴球面腔的稳定条件；谐振腔的模式；开腔衍射理论分析方法；

7、方形镜共焦腔的自再现模；方形镜共焦腔的行波腔；一般稳定球面镜腔；高斯光束第四章 电磁场和物质的共振相互作用激光器的物理基础是光频电磁场与物质的相互作用(特别是共振相互作用)。本章将引出激光器的速率方程，并在此基础上导出激光工作物质的增益系数和反转集居数的关系，以及光强增加时增益的饱和行为。教学提示：谱线加宽和线型函数；自发辐射、受激辐射与受激吸收几率；速率方程举例；均匀加宽工作物质的增益系数；非均匀加宽工作物质的增益系数。第五章 激光振荡特性本章在速率方程及据此导出的激光工作物质增益饱和的基础上讨论激光器的振荡条件、激光形成过程、模竞争效应、激光输出功率或能量、驰豫振荡效应等基本特性。教学提示

8、：激光器的振荡阈值；激光器的振荡模式；输出功率与能量；弛豫振荡；单模激光器的线宽极限；激光器的频率牵引第六章 激光放大特性本章主要介绍采用一级或多级激光放大器将小功率(能量)激光器输出的优质激光束放大，从而获得高质量、高功率(能量)激光束的方法教学提示：均匀激励连续激光放大器；纵向光激励连续激光放大器；脉冲激光放大器； 放大的自发辐射；光放大器的噪声第七章 激光器特性的控制与改善为了改善激光器输出光的时间相干性或空间相干性，发展了模式选择、稳频及注入锁定技术。为了获得窄脉冲高峰值功率的激光束，发展了Q调制、锁模、增益开关及腔倒空等技术。本章介绍以上控制与改善激光器特性的各种技术的原理

9、及其理论。教学提示：选模；频率稳定；Q调制；锁模；注入锁定选用教材和参考书目 建议选用教材：激光原理，周炳琨著，国防工业出版社，2009年1月第6版，普通高等教育“十一五”国家级规划教材主要参考书目：1、量子电子学，亚里夫著，刘颂豪译，上海科技出版社，1983年10月2、Principles of Lasers (4th Edition). Orazio Svelto. 世界图书出版公司，2008年3、Lasers. Anthony E. Siegman. Oxford University Press, 19864、HandBook of Lasers. Marvin J.Webber. C

10、RC Press,20015、Principles of lasers and Optics. William S. C. Chang. Cambridge University Press,20056、Laser fundamentals. Silfvast William Thomas. Cambridge University Press, 20047、激光原理，陈钰清主编，浙江大学出版社，1992年8、激光原理，王青圊著，山东大学出版社，2003年9、激光原理教程，沈柯著，北京工业学院出版社，1986年10、激光原理及应用，陈家璧主编，电子工业出版社，2005年8月11、激光原理与技术，阎吉祥著，高等教育出版社，2004年12、光学电磁理论，陈军主编，科学出版社，2005年9月13、激光光学，吕百达著，四川大学出版社，1992年14、高等激光物理学，李福利