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激光全息与应用光电技术


作者:
龚勇清 何兴道
定价:
39.40 元
版面字数:
400千字
开本:
16开
装帧形式:
平装
版次:
1
最新版次
印刷时间:
2019年
ISBN:
978-7-04-049463-1
物料号:
49463-00
出版时间:
2019-04-03
读者对象:
高等教育
一级分类:
物理学与天文学类
二级分类:
物理学/应用物理学/天文学专业课程
三级分类:
其他课程

本书以激光原理、激光技术、激光器件为基础,系统阐述了激光全息技术的基础理论和应用光电技术的基本知识,并在全息图复制、全息云纹干涉技术、光折变晶体的全息存储、二元光学与光刻技术、光子晶体材料及其在光子器件方面的应用、光学测试技术、光纤光栅传感技术、布里渊散射技术、发光现象及荧光光谱的应用等方面作了广泛的介绍。

本书共分15章,第1至第4章主要介绍了激光的基本原理、光学谐振腔、激光器的工作原理、典型激光器件。第5至第7章是激光全息学原理、体全息图、彩虹全息术及全息图的复制。第8至第15章为主要应用部分,包括激光全息云纹干涉、光折变晶体的全息存储、二元光学与光刻技术、光子晶体材料及其在光子器件方面的应用、光学测试技术、光纤光栅传感技术、布里渊散射技术和发光现象及荧光光谱的应用。

本书可作为光电信息科学与工程专业、电子科学与技术专业、测控技术与仪器专业的本科教材,亦可作为光学工程、仪器科学与技术专业的研究生教材以及大专院校相关专业师生的参考书。

  • 目录
    • 前辅文
      • 第1章 激光的基本原理
        • 1.1 激光器的设想和实现
          • 1.1.1 爱因斯坦的受激辐射概念
            • 1.1.2 微波激射器的发明
              • 1.1.3 梅曼与世界第一台激光器
                • 1.1.4 氦氖激光器的诞生
                • 1.2 激光的基本概念与特性
                  • 1.2.1 什么是激光
                    • 1.2.2 激光的特点
                      • 1.2.3 光与物质的相互作用
                      • 1.3 激光振荡的基本原理和基本条件
                        • 1.3.1 激光器的基本结构
                          • 1.3.2 激光振荡原理
                            • 1.3.3 激光纵模与横模振荡
                              • 1.3.4 辐射与物质相互作用的定量分析
                              • 1.4 激光谱线加宽及定量分析
                                • 1.4.1 光谱线的加宽与线型函数
                                  • 1.4.2 光谱线的自然加宽、碰撞加宽和多普勒加宽
                                    • 1.4.3 光谱线的均匀加宽、非均匀加宽和综合加宽
                                  • 第2章 光学谐振腔
                                    • 2.1 光在介质中的放大
                                      • 2.1.1 光子态与光子简并度
                                        • 2.1.2 实现光放大的条件
                                          • 2.1.3 实现抽运的几种方法
                                            • 2.1.4 多能级系统
                                              • 2.1.5 光的自激振荡
                                              • 2.2 激光模式与谐振腔的限模
                                                • 2.2.1 驻波和纵模
                                                  • 2.2.2 谐振腔的限模作用
                                                    • 2.2.3 光学谐振腔的损耗和Q值
                                                      • 2.2.4 光学谐振腔各种损耗的计算
                                                      • 2.3 光学谐振腔
                                                        • 2.3.1 光学谐振腔的类型和结构
                                                          • 2.3.2 光学谐振腔的稳定条件
                                                            • 2.3.3 谐振腔的特征光束
                                                              • 2.3.4 多镜腔的稳定性
                                                              • 2.4 高斯光束及其传输变换规律
                                                                • 2.4.1 共焦腔的行波场与模体积
                                                                  • 2.4.2 高斯光束的基本性质
                                                                    • 2.4.3 高斯光束的q参量
                                                                      • 2.4.4 高斯光束q参量的ABCD定律
                                                                      • 2.5 横模选择
                                                                      • 第3章 激光器的工作原理
                                                                        • 3.1 振荡阈值
                                                                          • 3.1.1 激光振荡的阈值条件
                                                                            • 3.1.2 烧孔现象
                                                                              • 3.1.3 兰姆凹陷
                                                                              • 3.2 纵模模式竞争
                                                                                • 3.2.1 均匀加宽的模式竞争
                                                                                  • 3.2.2 空间烧孔现象
                                                                                  • 3.3 单模激光器的线宽极限
                                                                                    • 3.4 激光器的频率牵引效应
                                                                                      • 3.4.1 模牵引效应
                                                                                        • 3.4.2 纵模选择
                                                                                        • 3.5 脉冲激光器的工作原理
                                                                                          • 3.5.1 脉冲激光器工作方式
                                                                                            • 3.5.2 调Q激光器
                                                                                              • 3.5.3 调Q的方法
                                                                                              • 3.6 锁模激光器
                                                                                                • 3.7 氦氖激光器的稳频
                                                                                                • 第4章 典型激光器件
                                                                                                  • 4.1 气体激光器
                                                                                                    • 4.1.1 氦氖激光器
                                                                                                      • 4.1.2 离子激光器
                                                                                                        • 4.1.3 分子激光器
                                                                                                        • 4.2 固体激光器
                                                                                                          • 4.2.1 红宝石激光器
                                                                                                            • 4.2.2 其他常用的固体激光器
                                                                                                            • 4.3 半导体激光器
                                                                                                              • 4.4 其他激光器
                                                                                                              • 第5章 激光全息学原理
                                                                                                                • 5.1 概述
                                                                                                                  • 5.1.1 全息术的发明及应用
                                                                                                                    • 5.1.2 全息照相与普通照相的区别
                                                                                                                      • 5.1.3 全息照相的特点
                                                                                                                      • 5.2 全息照相的基本原理
                                                                                                                        • 5.2.1 参考光为平面光波的全息照相
                                                                                                                          • 5.2.2 参考光为球面光波的全息照相
                                                                                                                          • 5.3 全息图的类型
                                                                                                                            • 5.3.1 按物体与记录介质的位置关系分类
                                                                                                                              • 5.3.2 按记录介质分类
                                                                                                                                • 5.3.3 按被照物体的种类分类
                                                                                                                                • 5.4 全息记录介质
                                                                                                                                  • 5.4.1 基本物理量的概念
                                                                                                                                    • 5.4.2 卤化银乳胶
                                                                                                                                      • 5.4.3 重铬酸盐明胶
                                                                                                                                        • 5.4.4 光致抗蚀剂
                                                                                                                                          • 5.4.5 光折变材料
                                                                                                                                            • 5.4.6 其他全息记录材料
                                                                                                                                          • 第6章 体全息图
                                                                                                                                            • 6.1 体全息图的几何分析
                                                                                                                                              • 6.1.1 体全息图与平面全息图的区分
                                                                                                                                                • 6.1.2 透射体全息图
                                                                                                                                                  • 6.1.3 反射全息图
                                                                                                                                                  • 6.2 体全息图的衍射效率
                                                                                                                                                    • 6.2.1 透射体全息图的衍射效率
                                                                                                                                                      • 6.2.2 反射体全息图的衍射效率
                                                                                                                                                      • 6.3 反射全息图的记录与再现
                                                                                                                                                        • 6.3.1 菲涅耳型反射全息图
                                                                                                                                                          • 6.3.2 像面全息图
                                                                                                                                                            • 6.3.3 多重记录的反射全息图
                                                                                                                                                            • 6.4 体全息图再现像的像质
                                                                                                                                                              • 6.4.1 厚银盐干板
                                                                                                                                                                • 6.4.2 重铬酸盐明胶(DCG)
                                                                                                                                                              • 第7章 彩虹全息术及全息图的复制
                                                                                                                                                                • 7.1 概述
                                                                                                                                                                  • 7.1.1 彩虹全息术
                                                                                                                                                                    • 7.1.2 彩虹全息术的发展
                                                                                                                                                                    • 7.2 二步彩虹全息术
                                                                                                                                                                      • 7.2.1 二步彩虹全息术的原理和方法
                                                                                                                                                                        • 7.2.2 二步彩虹全息术的像质分析
                                                                                                                                                                        • 7.3 一步彩虹全息术
                                                                                                                                                                          • 7.3.1 一步彩虹全息术的原理和方法
                                                                                                                                                                            • 7.3.2 像散彩虹全息术
                                                                                                                                                                              • 7.3.3 彩虹全息术的应用
                                                                                                                                                                              • 7.4 基于多角度再现的分层次一步彩虹全息术
                                                                                                                                                                                • 7.4.1 改进的一步彩虹全息术记录方法
                                                                                                                                                                                  • 7.4.2 多重记录、分层次的实现
                                                                                                                                                                                    • 7.4.3 实现多重记录分层次的途径
                                                                                                                                                                                      • 7.4.4 光路参量设计与结果
                                                                                                                                                                                      • 7.5 全息图的复制
                                                                                                                                                                                        • 7.5.1 概述
                                                                                                                                                                                          • 7.5.2 激光复制
                                                                                                                                                                                            • 7.5.3 模压全息复制技术
                                                                                                                                                                                          • 第8章 激光全息云纹干涉
                                                                                                                                                                                            • 8.1 全息云纹干涉法的研究与发展
                                                                                                                                                                                              • 8.1.1 全息云纹干涉法的特点
                                                                                                                                                                                                • 8.1.2 微云纹干涉技术在新世纪的展望
                                                                                                                                                                                                  • 8.1.3 云纹干涉技术在航空科技上的发展
                                                                                                                                                                                                  • 8.2 全息云纹干涉法测试原理
                                                                                                                                                                                                    • 8.2.1 全息云纹干涉法原理
                                                                                                                                                                                                      • 8.2.2 云纹干涉法的实验设备
                                                                                                                                                                                                      • 8.3 试件准备及零厚光栅的制备
                                                                                                                                                                                                        • 8.3.1 试件研磨与抛光
                                                                                                                                                                                                          • 8.3.2 试件栅的制作
                                                                                                                                                                                                          • 8.4 合金材料的杨氏模量和泊松比的测量
                                                                                                                                                                                                            • 8.4.1 云纹干涉法测定合金材料的弹性模量和泊松比
                                                                                                                                                                                                              • 8.4.2 合金材料的弹性模量和泊松比的测试
                                                                                                                                                                                                                • 8.4.3 数据分析与误差分析
                                                                                                                                                                                                                • 8.5 平面应变KIC法
                                                                                                                                                                                                                  • 8.5.1 断裂韧性的测试实验原理
                                                                                                                                                                                                                    • 8.5.2 金属材料平面应变断裂韧度KIC试验法
                                                                                                                                                                                                                    • 8.6 激光散斑干涉技术
                                                                                                                                                                                                                      • 8.6.1 散斑现象及其特点
                                                                                                                                                                                                                        • 8.6.2 散斑干涉原理
                                                                                                                                                                                                                          • 8.6.3 散斑干涉的记录与应用
                                                                                                                                                                                                                        • 第9章 光折变晶体的全息存储
                                                                                                                                                                                                                          • 9.1 信息与光学信息存储
                                                                                                                                                                                                                            • 9.1.1 信息与信息存储
                                                                                                                                                                                                                              • 9.1.2 光信息存储
                                                                                                                                                                                                                                • 9.1.3 光折变晶体全息存储的一般特点
                                                                                                                                                                                                                                  • 9.1.4 光信息存储技术简介
                                                                                                                                                                                                                                  • 9.2 全息存储系统
                                                                                                                                                                                                                                    • 9.2.1 体全息存储原理
                                                                                                                                                                                                                                      • 9.2.2 体全息存储系统的单元器件
                                                                                                                                                                                                                                      • 9.3 光折变全息存储的复用技术
                                                                                                                                                                                                                                        • 9.3.1 体光栅的角度选择性
                                                                                                                                                                                                                                          • 9.3.2 光折变全息存储的复用技术
                                                                                                                                                                                                                                          • 9.4 全息照相的一般装置
                                                                                                                                                                                                                                            • 9.4.1 防震平台
                                                                                                                                                                                                                                              • 9.4.2 常用光学元件
                                                                                                                                                                                                                                            • 第10章 二元光学与光刻技术
                                                                                                                                                                                                                                              • 10.1 DMD在衍射光学元件制作上的应用
                                                                                                                                                                                                                                                • 10.1.1 DMD的工作原理
                                                                                                                                                                                                                                                  • 10.1.2 光刻制作工艺概述
                                                                                                                                                                                                                                                  • 10.2 光刻工艺
                                                                                                                                                                                                                                                    • 10.3 一种二元光学元件阵列微芯模的工艺设计
                                                                                                                                                                                                                                                      • 10.3.1 二元光学器件的制作方法
                                                                                                                                                                                                                                                        • 10.3.2 DMD工作原理
                                                                                                                                                                                                                                                          • 10.3.3 DMD实验
                                                                                                                                                                                                                                                          • 10.4 基于DMD的数字光刻技术制作曲面微透镜阵列
                                                                                                                                                                                                                                                            • 10.4.1 曲面微透镜阵列的数字光刻技术制作方法
                                                                                                                                                                                                                                                              • 10.4.2 曲面微透镜阵列数字掩模设计
                                                                                                                                                                                                                                                                • 10.4.3 曲面微透镜阵列数字光刻系统
                                                                                                                                                                                                                                                                  • 10.4.4 曲面微透镜阵列数字光刻技术制作工艺流程
                                                                                                                                                                                                                                                                    • 10.4.5 曲面微透镜阵列数字光刻技术制作结果
                                                                                                                                                                                                                                                                    • 10.5 基于掩模光刻技术和注塑成型制作衍射微光学元件
                                                                                                                                                                                                                                                                    • 第11章 光子晶体材料及其在光子器件方面的应用
                                                                                                                                                                                                                                                                      • 11.1 光子晶体的概念
                                                                                                                                                                                                                                                                        • 11.2 光子晶体特性
                                                                                                                                                                                                                                                                          • 11.2.1 光子带隙特性
                                                                                                                                                                                                                                                                            • 11.2.2 光子局域特性
                                                                                                                                                                                                                                                                              • 11.2.3 负折射效应
                                                                                                                                                                                                                                                                                • 11.2.4 抑制自发辐射
                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 11.2.5 非线性特性
                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 11.3 光子晶体的制备方法
                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 11.3.1 精密机械加工法
                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 11.3.2 逐层堆积法
                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 11.3.3 胶体自主装技术法
                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 11.3.4 激光全息法
                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 11.4 光子晶体的应用
                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 11.4.1 光子晶体光波导
                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 11.4.2 光子晶体谐振腔
                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 11.4.3 光子晶体光纤
                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 11.4.4 光子晶体光波导器件
                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 11.5 典型的光子晶体器件设计
                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 11.5.1 光子晶体波导滤波器件设计
                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 11.5.2 光子晶体波导可控光强分束器设计
                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 11.5.3 与非线性效应结合的光子器件设计
                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 第12章 光学测试技术
                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 12.1 条纹投影轮廓术的原理
                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 12.1.1 条纹投影三维面形测量原理
                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 12.1.2 物体高度信息的获取
                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 12.2 傅里叶变换轮廓术
                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 12.2.1 傅里叶变换轮廓术基本原理
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 12.2.2 双频光栅傅里叶变换轮廓术原理
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 12.3 相移法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 12.3.1 相移法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 12.3.2 时间相位展开法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 12.4 彩色条纹投影方法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 12.4.1 RGB颜色模型
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 12.4.2 彩色正弦条纹
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 12.4.3 彩色通道串扰的分离
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 12.5 二进制条纹离焦投影方法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 12.5.1 二进制条纹离焦投影原理
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 12.5.2 二进制条纹离焦的优势
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 12.6 标定
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 12.6.1 系统结构标定
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 12.6.2 摄像机标定
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 12.6.3 标定实验
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 12.6.4 投影仪标定
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 第13章 光纤光栅传感技术
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 13.1 光纤传感器的特点和应用
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 13.2 光纤传感器的分类
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 13.3 光纤光栅传感
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 13.3.1 光纤光栅传感机理
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 13.3.2 光纤光栅传感系统的基本结构
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 13.3.3 光纤光栅传感波长解调方式
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 13.4 基于可调谐FFP的光纤光栅解调技术
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 13.4.1 可调谐FFP驱动电路的设计
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 13.4.2 数据采集
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 13.4.3 基于Labview的上位机设计
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 第14章 布里渊散射技术
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 14.1 光散射概述
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 14.1.1 光散射的物理机制
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 14.1.2 光散射的分类
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 14.1.3 自发散射与受激散射
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 14.2 布里渊散射
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 14.2.1 自发布里渊散射
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 14.2.2 受激布里渊散射
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 14.3 布里渊散射激光雷达技术
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 14.3.1 基本概论
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 14.3.2 自发布里渊散射激光探测技术
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 14.3.3 受激布里渊散射激光探测技术
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 第15章 发光现象及荧光光谱的应用
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 15.1 发光现象
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 15.1.1 发光材料
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 15.1.2 激发方式
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 15.1.3 发光特征
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 15.2 荧光光谱测量系统
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 15.2.1 荧光光谱
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 15.2.2 光谱系统
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 15.3 白光照明技术
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 15.3.1 白光的获得
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 15.3.2 白光LED
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 15.4 荧光传感技术
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 15.4.1 荧光温度传感
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 15.4.2 荧光pH值传感
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    课程网址: null