基礎雷射物理
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內容簡介
《基礎雷射物理》全書內容包含：雷射的基本物理概念、光輻射的特性、雷射的躍遷與增益、雷射共振腔、雷射光束、雷射脈衝與半導體雷射二極體概要。除了以速率方程式描述雷射的過程之外，還引用了量子Boltzmann方程式以及算符期望值的運動方程式建立出完整的雷射動態行為方程式。對於雷射光束的說明也加入了幾何的方法以提供另一個面向的思考。
目錄
第一章 雷射的基本物理概念
1.1雷射的基本特性
1.2 構成雷射的條件
1.3 雷射物理的學習
第二章 光輻射的特性
2.1 光的同調性
2.1.1 時間同調和空間同調
2.1.2 Michelson干射
2.1.3 Young雙狹縫干射
2.2 光波與光子
2.2.1 波動觀點的光波模態密度
2.2.2量子觀點的光子模態密度
2.3 電磁輻射的古典理論
2.3.1 Larmor功率公式
2.3.2 Abraham-Lorentz運動方程式
2.3.3電磁輻射弛豫過程的古典理論
2.4 電磁輻射的半經典理論
2.5 電磁輻射的全量子理論
第三章 雷射的躍遷與增益
3.1 均勻線寬與非均勻線寬
3.1.1 均勻線寬的輻射函數
3.1.2 非均勻線寬的輻射函數
3.1.3 Lorentz函數和Gauss函數的比較
3.2 自發輻射、受激輻射和吸收
3.3 雷射介質的增益係數
3.3.1布居反轉
3.3.2 增益係數
3.4 增益飽和
3.4.1 均勻線寬與非均勻線寬的增益飽和-綜合的觀點
3.4.2 均勻線寬與非均勻線寬的增益飽和-個別的觀點
3.5 雷射燒孔現象
3.5.1 空間燒孔現象
3.5.2 光譜燒孔現象-
3.6 雷射的速率方程式
3.6.1 Liouville方程式
3.6.2 量子Boltzmann方程式
3.6.3 算符期望值的運動方程式
3.6.4 雷射的速率方程式
3.6.5 雷射的動態行為方程式
3.7 MASER
3.8 雷射激發與臨界條件
3.8.1 二階系統無法形成雷射
3.8.2 三階雷射系統的激發過程
3.8.3 四階雷射系統的激發過程
3.8.4 三階雷射和四階雷射的比較
第四章 雷射共振腔
4.1 Fabry-Pérot標準儀
4.2光線矩陣
4.2.1 光線矩陣的緣起
4.2.2 幾個常見的ABCD矩陣
4.3 雷射共振腔的穩定性
4.3.1穩定共振腔與透鏡波導
4.3.2 判斷共振腔的穩定性幾何方法
4.3.3 非穩定共振腔
4.4 等價共焦腔
4.5 頻率牽引
4.5.1 均勻線寬的雷射介質折射率變化
4.5.2 非均勻線寬的雷射介質的折射率變化
4.5.3介質頻率對共振腔頻率的牽引作用
4.6共振腔的損耗
4.6.1 共振腔的Q值
4.6.2 繞射耗損
4.6.3 反射耗損
4.6.4 吸收耗損
4.7 雷射的最佳輸出耦合
4.7.1 激發速率的最佳輸出耦合
4.7.2 透射損耗的最佳輸出耦合
4.7.3 最佳輸出耦合的Rigrod理論
第五章 雷射光束
5.1 Gauss光束的基本特性
5.1.1 Gauss光束的基本參數
5.1.2 Gauss光束的形式
5.2 Gauss光束的轉換矩陣
5.2.1 ABCD規則的一般性
5.2.2 近軸光學的ABCD規則
5.2.3 Gauss光束的聚焦
5.3 Gauss光束的幾何作圖
5.3.1 Gauss光束參數的幾何關係
5.3.2 Gauss光束的曲率中心與曲率半徑
5.3.3 Gauss光束的光斑大小
5.3.4 通過透鏡的Gauss光束
5.4 Gauss光束的幾何關係
5.5 Gauss光束傳遞的幾何作圖法
5.5.1 Gauss光束特性的幾何作圖法-Collins圖
5.5.2 Gauss光束特性的幾何作圖法-Smith圖
5.5.3 Gauss光束特性的幾何作圖法-傳播圓法
第六章 雷射脈衝
6.1 Q開關雷射的基本原理
6.2 鎖模雷射的基本原理
第七章 半導體雷射二極體概要
7.1 半導體雷射結構設計
7.2 半導體雷射結構特性
7.2.1半導體雷射的結構分析
7.2.2半導體雷射的光學特性分析
7.2.3半導體雷射的電學特性分析
7.2.4半導體雷射的光譜
7.2.5 半導體雷射輸出強度與電流注入的關係
7.3 半導體雷射元件特性
7.3.1 半導體雷射的特徵溫度
7.3.2半導體雷射的量子效率與損耗
7.3.3 半導體雷射的脈衝操作與連續操作
7.4 半導體雷射的論文發表
7.4.1 序言
7.4.2 實驗
7.4.3 結果與討論
7.4.4 結論
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