基本介紹
- 書名：雷射原理與全息技術
- 又名：雷射原理
- 作者：龔勇清，何興道
- ISBN：9787118070286
- 類別：工業技術、科技 > 電子與通信
- 頁數：213頁
- 定價：23.00元
- 出版社：國防工業出版社
- 出版時間：2010年08月01日 1版1次
- 裝幀：平裝
- 開本： 16
書籍目錄,前 言,內容簡介,
書籍目錄
第1章 雷射的基本原理……1
1.1 雷射器的構想和實現……1
1.1.1 愛因斯坦的受激輻射概念……1
1.1.2 微波激射器的發明……1
1.1.3 梅曼與世界第一支雷射器……2
1.1.4 氦氖雷射器的誕生……3
1.2 雷射的基本概念與特性……3
1.2.1 雷射的基本概念……3
1.2.2 雷射的特點……4
1.2.3 光與物質的相互作用……6
1.3 雷射振盪的基本原理和基本條件……8
1.3.1 雷射器的基本結構……8
1.3.2 雷射振盪原理……8
1.3.3 雷射縱模振盪與橫模振盪……9
1.3.4 輻射與物質相互作用的定量分析……10
1.4 輻射與物質相互作用的定量分析……12
1.4.1 光譜線的加寬與線型函式……12
1.4.2 光譜線的自然加寬、碰撞加寬和都卜勒加寬……13
1.4.3 光譜線的均勻加寬、非均勻加寬和綜合加寬……14
第2章 光學諧振腔……17
2.1 光在介質中的放大……17
2.1.1 光子態與光子簡併度……17
2.1.2 實現光放大的條件……18
2.1.3 實現抽運的幾種方法……18
2.1.4 多能級系統……19
2.1.5 光的自激振盪……21
2.2 雷射模式與諧振腔的限模……23
2.2.1 駐波和縱模……23
2.2.2 諧振腔的限模作用……24
2.2.3 光學諧振腔的損耗和Q 值……25
2.2.4 光學諧振腔各種損耗的計算……26
2.3 光學諧振腔……28
2.3.1 光學諧振腔的類型和結構……28
2.3.2 光學諧振腔的穩定條件……30
2.3.3 諧振腔的特徵光束……34
2.3.4 多鏡腔的穩定性……35
2.3.5 共焦腔的行波場與模體積……37
2.4 橫模選擇……38
第3章 雷射器的工作原理……41
3.1 振盪閾值……41
3.1.1 雷射振盪的閾值條件……41
3.1.2 燒孔現象……43
3.1.3 蘭姆凹陷……44
3.2 縱模模式競爭……44
3.2.1 均勻加寬的模式競爭……44
3.2.2 空間燒孔現象……45
3.3 單模雷射器的線寬極限……46
3.4 雷射器的頻率牽引效應……47
3.4.1 模牽引效應……47
3.4.2 縱模選擇……48
3.5 脈衝雷射器的工作原理……50
3.5.1 脈衝雷射器工作方式……50
3.5.2 調Q 雷射器……50
3.5.3 調Q 的方法……51
3.6 鎖模雷射器……53
3.7 氦氖雷射器的穩頻……54
第4章 典型雷射器件……56
4.1 氣體雷射器……56
4.1.1 氦氖雷射器……56
4.1.2 離子雷射器……59
4.1.3 分子雷射器……61
4.2 固體雷射器……63
4.2.1 紅寶石雷射器……63
4.2.2 其他常用的固體雷射器……66
4.3 半導體雷射器……67
4.4 其他雷射器……69
第5章 雷射全息學原理……71
5.1 概述……71
5.1.1 全息術的發明及套用……71
5.1.2 全息照相與普通照相的區別……72
5.1.3 全息照相的特點……73
5.2 全息照相的基本原理……74
5.2.1 參考光為平面光波的全息照相……74
5.2.2 參考光為球面光波的全息照相……75
5.3 全息圖的類型……77
5.3.1 按物體與記錄介質的位置關係分類……77
5.3.2 按記錄介質分類……78
5.3.3 按被照物體的種類分類……79
5.4 全息記錄介質……79
5.4.1 基本物理量的概念……79
5.4.2 鹵化銀乳膠……82
5.4.3 重鉻酸鹽明膠……85
5.4.4 光致抗蝕劑……87
5.4.5 光折變材料……88
5.4.6 其他全息記錄材料……91
第6章 體積全息圖……93
6.1 體積全息圖的幾何分析……93
6.1.1 體積全息圖與平面全息圖的區分……93
6.1.2 透射體積全息圖……94
6.1.3 反射全息圖……95
6.2 體積全息圖的衍射效率……96
6.2.1 透射體積全息圖衍射效率……96
6.2.2 反射體全息圖的衍射效率……97
6.3 反射全息圖的記錄與再現……98
6.3.1 菲涅耳型反射全息圖……98
6.3.2 像面全息圖……99
6.3.3 多重記錄的反射全息圖……101
6.4 體積全息圖再現像的像質……102
6.4.1 厚銀鹽乾板……102
6.4.2 重鉻酸鹽明膠……102
第7章 彩虹全息及全息圖的複製……103
7.1 概述……103
7.1.1 彩虹全息……103
7.1.2 彩虹全息的發展……103
7.2 二步彩虹全息……104
7.2.1 二步彩虹全息的原理和方法……104
7.2.2 二步彩虹全息的像質分析……105
7.3 一步彩虹全息……107
7.3.1 一步彩虹全息的原理和方法……107
7.3.2 像散彩虹全息……108
7.3.3 彩虹全息的套用……110
7.4 基於多角度再現的分層次一步彩虹全息……111
7.4.1 改進的一步彩虹全息記錄方法……111
7.4.2 多重記錄、分層次的實現……112
7.4.3 實現多重記錄分層次的途徑……113
7.4.4 光路參數設計與結果……114
7.5 全息圖的複製……114
7.5.1 概述……114
7.5.2 雷射複製……115
7.5.3 模壓全息複製技術……116
第8章 雷射全息雲紋干涉……120
8.1 全息雲紋干涉法的研究與發展……120
8.1.1 全息雲紋干涉法的特點……121
8.1.2 微雲紋干涉技術在新世紀的展望……121
8.1.3 雲紋干涉技術在航空科技上的發展……122
8.2 全息雲紋干涉法測試原理……122
8.2.1 全息雲紋干涉法原理……122
8.2.2 雲紋干涉法的實驗設備……127
8.3 試件準備及零厚光柵的製備……127
8.3.1 試件研磨與拋光……128
8.3.2 試件柵的製作……128
8.4 合金材料的彈性模量和泊松比的測量……131
8.4.1 雲紋干涉法測定合金材料的彈性模量和泊松比……131
8.4.2 合金材料的彈性模量和泊松比的測試……132
8.4.3 數據分析與誤差分析……134
8.5 平面應變KIC法……137
8.5.1 斷裂韌性的測試實驗原理……137
8.5.2 金屬材料平面應變斷裂韌度KIC試驗法……138
8.6 雷射散斑干涉技術……143
8.6.1 散斑技術及其發展……143
8.6.2 散斑干涉原理……143
8.6.3 散斑干涉的記錄與套用……144
第9章 光折變晶體的全息存儲……146
9.1 信息與光學信息存儲……146
9.1.1 信息與信息存儲……146
9.1.2 光信息存儲……146
9.1.3 光折變晶體全息存儲的一般特點……147
9.1.4 光信息存儲技術簡介……149
9.2 全息存儲系統……150
9.2.1 體積全息存儲原理……150
9.2.2 體全息存儲系統的單元器件……151
9.3 光折變全息存儲的復用技術……153
9.3.1 體光柵的角度選擇性……153
9.3.2 光折變全息存儲的復用技術……155
第10章 二元光學與光刻技術……157
10.1 DMD 在衍射光學元件製作上的套用……157
10.1.1 DMD 的工作原理……157
10.1.2 光刻製作工藝概述……160
10.2 光刻工藝……161
10.2.1 基片預處理……161
10.2.2 塗膠……162
10.2.3 蝕刻與去膠……163
10.3 一種二元光學元件陣列微芯模的工藝設計……164
10.3.1 二元光學器件的製作方法……164
10.3.2 DMD 工作原理……165
10.3.3 DMD 實驗……165
第11章 雷射全息技術的基本實驗……169
11.1 全息照相的一般裝置……169
11.1.1 防震平台……169
11.1.2 常用光學元件……170
11.2 全息技術基本實驗……171
實驗一 漫反射體全息照相……171
實驗二 反射全息圖……174
實驗三 一步彩虹全息……177
實驗四 全息光柵的拍攝與複製……179
實驗五 光柵光譜儀實驗……182
實驗六 氦氖雷射器系列實驗……187
實驗七 光纖信息綜合實驗……193
實驗八 全息存儲……200
參考文獻……204
1.1 雷射器的構想和實現……1
1.1.1 愛因斯坦的受激輻射概念……1
1.1.2 微波激射器的發明……1
1.1.3 梅曼與世界第一支雷射器……2
1.1.4 氦氖雷射器的誕生……3
1.2 雷射的基本概念與特性……3
1.2.1 雷射的基本概念……3
1.2.2 雷射的特點……4
1.2.3 光與物質的相互作用……6
1.3 雷射振盪的基本原理和基本條件……8
1.3.1 雷射器的基本結構……8
1.3.2 雷射振盪原理……8
1.3.3 雷射縱模振盪與橫模振盪……9
1.3.4 輻射與物質相互作用的定量分析……10
1.4 輻射與物質相互作用的定量分析……12
1.4.1 光譜線的加寬與線型函式……12
1.4.2 光譜線的自然加寬、碰撞加寬和都卜勒加寬……13
1.4.3 光譜線的均勻加寬、非均勻加寬和綜合加寬……14
第2章 光學諧振腔……17
2.1 光在介質中的放大……17
2.1.1 光子態與光子簡併度……17
2.1.2 實現光放大的條件……18
2.1.3 實現抽運的幾種方法……18
2.1.4 多能級系統……19
2.1.5 光的自激振盪……21
2.2 雷射模式與諧振腔的限模……23
2.2.1 駐波和縱模……23
2.2.2 諧振腔的限模作用……24
2.2.3 光學諧振腔的損耗和Q 值……25
2.2.4 光學諧振腔各種損耗的計算……26
2.3 光學諧振腔……28
2.3.1 光學諧振腔的類型和結構……28
2.3.2 光學諧振腔的穩定條件……30
2.3.3 諧振腔的特徵光束……34
2.3.4 多鏡腔的穩定性……35
2.3.5 共焦腔的行波場與模體積……37
2.4 橫模選擇……38
第3章 雷射器的工作原理……41
3.1 振盪閾值……41
3.1.1 雷射振盪的閾值條件……41
3.1.2 燒孔現象……43
3.1.3 蘭姆凹陷……44
3.2 縱模模式競爭……44
3.2.1 均勻加寬的模式競爭……44
3.2.2 空間燒孔現象……45
3.3 單模雷射器的線寬極限……46
3.4 雷射器的頻率牽引效應……47
3.4.1 模牽引效應……47
3.4.2 縱模選擇……48
3.5 脈衝雷射器的工作原理……50
3.5.1 脈衝雷射器工作方式……50
3.5.2 調Q 雷射器……50
3.5.3 調Q 的方法……51
3.6 鎖模雷射器……53
3.7 氦氖雷射器的穩頻……54
第4章 典型雷射器件……56
4.1 氣體雷射器……56
4.1.1 氦氖雷射器……56
4.1.2 離子雷射器……59
4.1.3 分子雷射器……61
4.2 固體雷射器……63
4.2.1 紅寶石雷射器……63
4.2.2 其他常用的固體雷射器……66
4.3 半導體雷射器……67
4.4 其他雷射器……69
第5章 雷射全息學原理……71
5.1 概述……71
5.1.1 全息術的發明及套用……71
5.1.2 全息照相與普通照相的區別……72
5.1.3 全息照相的特點……73
5.2 全息照相的基本原理……74
5.2.1 參考光為平面光波的全息照相……74
5.2.2 參考光為球面光波的全息照相……75
5.3 全息圖的類型……77
5.3.1 按物體與記錄介質的位置關係分類……77
5.3.2 按記錄介質分類……78
5.3.3 按被照物體的種類分類……79
5.4 全息記錄介質……79
5.4.1 基本物理量的概念……79
5.4.2 鹵化銀乳膠……82
5.4.3 重鉻酸鹽明膠……85
5.4.4 光致抗蝕劑……87
5.4.5 光折變材料……88
5.4.6 其他全息記錄材料……91
第6章 體積全息圖……93
6.1 體積全息圖的幾何分析……93
6.1.1 體積全息圖與平面全息圖的區分……93
6.1.2 透射體積全息圖……94
6.1.3 反射全息圖……95
6.2 體積全息圖的衍射效率……96
6.2.1 透射體積全息圖衍射效率……96
6.2.2 反射體全息圖的衍射效率……97
6.3 反射全息圖的記錄與再現……98
6.3.1 菲涅耳型反射全息圖……98
6.3.2 像面全息圖……99
6.3.3 多重記錄的反射全息圖……101
6.4 體積全息圖再現像的像質……102
6.4.1 厚銀鹽乾板……102
6.4.2 重鉻酸鹽明膠……102
第7章 彩虹全息及全息圖的複製……103
7.1 概述……103
7.1.1 彩虹全息……103
7.1.2 彩虹全息的發展……103
7.2 二步彩虹全息……104
7.2.1 二步彩虹全息的原理和方法……104
7.2.2 二步彩虹全息的像質分析……105
7.3 一步彩虹全息……107
7.3.1 一步彩虹全息的原理和方法……107
7.3.2 像散彩虹全息……108
7.3.3 彩虹全息的套用……110
7.4 基於多角度再現的分層次一步彩虹全息……111
7.4.1 改進的一步彩虹全息記錄方法……111
7.4.2 多重記錄、分層次的實現……112
7.4.3 實現多重記錄分層次的途徑……113
7.4.4 光路參數設計與結果……114
7.5 全息圖的複製……114
7.5.1 概述……114
7.5.2 雷射複製……115
7.5.3 模壓全息複製技術……116
第8章 雷射全息雲紋干涉……120
8.1 全息雲紋干涉法的研究與發展……120
8.1.1 全息雲紋干涉法的特點……121
8.1.2 微雲紋干涉技術在新世紀的展望……121
8.1.3 雲紋干涉技術在航空科技上的發展……122
8.2 全息雲紋干涉法測試原理……122
8.2.1 全息雲紋干涉法原理……122
8.2.2 雲紋干涉法的實驗設備……127
8.3 試件準備及零厚光柵的製備……127
8.3.1 試件研磨與拋光……128
8.3.2 試件柵的製作……128
8.4 合金材料的彈性模量和泊松比的測量……131
8.4.1 雲紋干涉法測定合金材料的彈性模量和泊松比……131
8.4.2 合金材料的彈性模量和泊松比的測試……132
8.4.3 數據分析與誤差分析……134
8.5 平面應變KIC法……137
8.5.1 斷裂韌性的測試實驗原理……137
8.5.2 金屬材料平面應變斷裂韌度KIC試驗法……138
8.6 雷射散斑干涉技術……143
8.6.1 散斑技術及其發展……143
8.6.2 散斑干涉原理……143
8.6.3 散斑干涉的記錄與套用……144
第9章 光折變晶體的全息存儲……146
9.1 信息與光學信息存儲……146
9.1.1 信息與信息存儲……146
9.1.2 光信息存儲……146
9.1.3 光折變晶體全息存儲的一般特點……147
9.1.4 光信息存儲技術簡介……149
9.2 全息存儲系統……150
9.2.1 體積全息存儲原理……150
9.2.2 體全息存儲系統的單元器件……151
9.3 光折變全息存儲的復用技術……153
9.3.1 體光柵的角度選擇性……153
9.3.2 光折變全息存儲的復用技術……155
第10章 二元光學與光刻技術……157
10.1 DMD 在衍射光學元件製作上的套用……157
10.1.1 DMD 的工作原理……157
10.1.2 光刻製作工藝概述……160
10.2 光刻工藝……161
10.2.1 基片預處理……161
10.2.2 塗膠……162
10.2.3 蝕刻與去膠……163
10.3 一種二元光學元件陣列微芯模的工藝設計……164
10.3.1 二元光學器件的製作方法……164
10.3.2 DMD 工作原理……165
10.3.3 DMD 實驗……165
第11章 雷射全息技術的基本實驗……169
11.1 全息照相的一般裝置……169
11.1.1 防震平台……169
11.1.2 常用光學元件……170
11.2 全息技術基本實驗……171
實驗一 漫反射體全息照相……171
實驗二 反射全息圖……174
實驗三 一步彩虹全息……177
實驗四 全息光柵的拍攝與複製……179
實驗五 光柵光譜儀實驗……182
實驗六 氦氖雷射器系列實驗……187
實驗七 光纖信息綜合實驗……193
實驗八 全息存儲……200
參考文獻……204
前 言
自雷射器問世至今已近半個世紀，雷射與計算機被人們並稱為20世紀的重大研究成果。近50年來，雷射發展十分迅速，並已在人民生活各領域產生了不可磨滅的影響。介紹並普及雷射知識，對於推動我國知識創新、科技創新的進程，提高我國人民的高新技術水平都是非常重要的。雷射不僅僅是一門科學，而且是一種實實在在的能推動生產力發展、提高綜合國力、加強國防、改善人民生活的重要產業之一。
雷射器的發明出人意料地引出了光學中的另一支燦爛“鮮花”，這就是全息技術。當人們觀看到色彩絢麗、栩栩如生的全息圖像時，無不對雷射全息技術的魅力表示驚訝。全息技術在科學技術上的套用也擴展到實時全息干涉自動測量、光學圖像實時處理、光存儲、光計算、光顯示等方面的新技術套用領域。全息技術作為光學中一門新興的交叉學科，它的迅速發展和廣泛套用，日益引起科技工作者的重視，也必將在高科技發展中產生深遠的影響。
內容簡介
《雷射原理與全息技術》以雷射原理、雷射技術、雷射器件為基礎，並系統闡述了雷射全息技術的基礎理論和基本知識，同時對其在全息圖複製、全息雲紋干涉技術、光折變晶體的全息存儲以及二元光學與光刻技術等方面的套用做了廣泛的介紹。
《雷射原理與全息技術》共分11章，第1章~第4章主要介紹雷射的基本原理、雷射技術與器件。第5章~第7章是光全息學的原理、體積全息圖、彩虹全息及全息圖的複製。第8章~第10章為主要套用部分，包括高溫雲紋干涉技術、光折變晶體全息存儲、二元光學與光刻技術等方面的內容。第11章為雷射全息技術的基本實驗。《雷射原理與全息技術》可作為光電信息工程專業和電子科學與技術專業的本科教材，亦可作為光學工程專業的研究生教材以及大專院校相關專業師生的參考書。
