Hdbk Laser Sci & Technology Gas Lasers Vol 2 (CRC handbook of laser science and technology) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:CRC

作者:Marvin J. Weber

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1982-10-21

价格:USD 185.95

装帧:Hardcover

isbn号码:9780849335020

丛书系列:

图书标签:

• 激光科学
• 气体激光
• 激光技术
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激光科学与技术手册：气体激光器（第二卷） 简介 《激光科学与技术手册：气体激光器（第二卷）》并非一本直接涵盖所有激光器类型或是笼统介绍激光技术的百科全书。相反，它是一部精雕细琢、聚焦于特定领域——气体激光器——的专业参考著作，旨在为科学家、工程师以及对气体激光器技术有深度需求的专业人士提供详尽、权威且富有洞察力的信息。本书并非简单罗列事实，而是深入剖析气体激光器的工作原理、关键设计要素、性能优化策略以及广泛的应用潜力，致力于构建一个全面且逻辑严谨的知识体系。 本书的出现，恰逢气体激光器技术在经历了早期探索与快速发展后，进入了一个更加成熟与精细化的阶段。在这个时期，对激光器性能的提升、稳定性的保证、以及更广泛的应用场景的探索，成为了行业关注的焦点。因此，《气体激光器（第二卷）》并非一本“万金油”式的教材，而是针对那些希望理解气体激光器深层机制、解决实际工程问题、甚至推动该领域进一步发展的读者而量身打造。 内容深度与广度 本书的核心价值在于其内容的深度与广度。它不会泛泛而谈“什么是激光”，而是直接切入气体激光器这一具体范畴，并将其细分为一系列关键子主题，进行深入的探讨。 首先，气体激光器的基本原理是全书的基石。这部分内容将不仅仅停留在理论公式的推导，而是会结合实际的物理过程，详尽阐述气体介质中的受激辐射、粒子数反转、能量传递机制、以及不同气体组分对激光输出特性的影响。读者将能够理解不同类型的气体（如中性气体、离子化气体、分子气体）是如何在激励源的作用下，构建起激光谐振腔内的增益介质。对光谱学原理的深入理解，例如能级跃迁、自发辐射、受激辐射的概率，以及与气体温度、压力、组分相关的光谱展宽机制，都将被清晰地呈现。 接着，各种气体激光器的具体类型将是本书的核心组成部分。这不仅仅是对现有主流气体激光器型号的介绍，更侧重于它们的设计理念、关键技术参数、以及各自的优势与局限性。例如，在介绍氦氖（He-Ne）激光器时，本书不会仅仅停留在其普遍应用的可见光输出，而是会深入探讨其不同波长（如632.8 nm、1.15 µm、3.39 µm）的产生机理、腔体设计对稳定性的影响、以及其在计量、扫描等领域的细分应用。 对于氩离子（Ar+）和氪离子（Kr+）激光器，本书将详细分析其工作物质的激发过程，以及在高功率输出下的等离子体特性、放电稳定性、以及光束质量的保持。对冷却系统、窗口材料选择、以及腔体材料对寿命的影响也会有详细论述。 二氧化碳（CO2）激光器，作为大功率工业应用的代表，将得到极为详尽的解析。这包括不同类型的CO2激光器（如直流放电、射频激励、横流式等）的工作原理、气体混合比例对效率的影响、腔体设计（如全反射镜、部分透过镜、腔内光学元件）如何影响输出功率和模式、以及激光输出的波长（如10.6 µm）及其对材料加工的独特作用。此外，关于能量转换效率、热管理、以及长脉冲或短脉冲输出的控制，都将是重点关注的内容。 准分子激光器（Excimer lasers），作为紫外（UV）和深紫外（DUV）高功率脉冲激光器的代表，将展示其独特的化学发光激发机制。本书将深入探讨不同准分子气体组合（如ArF, KrF, XeCl）产生的紫外波长，其产生高能量短脉冲的物理过程，以及其在微电子制造（光刻）、材料加工、生物医学等领域的关键作用。脉冲形状、重复频率、以及光束质量的控制将是分析的重点。 本书的价值还体现在对激光器性能优化方面的深入探讨。这包括但不限于： 增益介质的设计与优化：如何选择最佳的气体组分、压力、以及混合比例，以最大化增益系数和降低损耗。 激励源的选择与控制：对不同激励方式（如直流放电、射频放电、电子束激励、光激励）的优缺点进行比较，并深入分析其对激光性能的影响。对脉冲激励的控制参数，如脉冲宽度、重复频率、占空比，将如何影响平均功率和峰值功率。 谐振腔的设计与优化：不同类型的谐振腔（如平面-平面、共振腔、稳定腔、不稳定腔）的理论分析，以及镜面材料、反射率、腔体长度、腔体稳定性对输出功率、模式特性、光束质量、以及频率稳定性的影响。 气体循环与维护：对于连续工作的气体激光器，如何设计高效的气体循环系统以维持气体组分的稳定性、清除反应副产物、以及延长器件寿命。对真空系统、气体纯化、以及气体泄漏检测等方面的工程考虑。 热管理与冷却：分析气体放电产生的热量，以及如何通过有效的冷却系统（如水冷、气冷、热电冷却）来维持激光器在最佳工作温度，避免热漂移和性能下降。 噪声抑制与稳定性提升：分析影响激光器输出稳定性的各种因素，包括电源噪声、环境振动、气体流动不均、以及腔体失谐等，并提供相应的抑制方法，如锁相技术、频率稳定技术、以及主动反馈控制系统。 应用导向的视角 《气体激光器（第二卷）》并非仅仅停留在理论层面，它高度关注气体激光器的实际应用，并为读者提供具有指导意义的信息。在介绍每一种激光器类型后，本书都会紧密联系其在具体领域的应用，例如： 工业加工：CO2激光器在切割、焊接、钻孔、表面处理等方面的应用，以及如何根据加工需求选择合适的激光器型号和参数。准分子激光器在精细切割和表面改性方面的作用。 科研与分析：He-Ne激光器在干涉测量、全息术、条纹投影等计量应用。离子激光器在拉曼光谱、荧光光谱等光谱分析中的应用。 医疗与生物技术：CO2激光器在手术、皮肤治疗等领域的应用。准分子激光器在眼科手术（LASIK）中的应用。 信息存储与显示：早期气体激光器在激光唱片、激光打印机等领域的贡献，以及其在现代光通信中的潜在角色。 环境监测与遥感：某些气体激光器在激光雷达（LIDAR）和遥感技术中的应用，用于大气成分探测和距离测量。 本书在讨论应用时，不仅仅是简单列举，而是会深入分析特定应用对激光器提出的具体要求，例如输出功率、脉冲特性、波长精度、光束质量、以及稳定性等，并说明气体激光器是如何满足或正在改进以满足这些需求的。 目标读者 本书的目标读者群体非常明确： 激光器设计与研发工程师：他们需要深入了解气体激光器的工作原理，以便设计、制造和优化新型气体激光器。 应用工程师：他们需要理解不同气体激光器的特性，以便选择最适合其特定应用的激光器，并进行有效的系统集成。 物理学家与研究人员：他们可能正在进行与气体激光器相关的基础研究，或者需要利用气体激光器进行实验，他们需要掌握精确的理论知识和最新的技术进展。 高级技术人员与技术管理者：他们需要对激光技术领域有全面的认识，以便做出技术决策和战略规划。 结论 《激光科学与技术手册：气体激光器（第二卷）》是一部高度专业化、内容翔实、且具有极高参考价值的著作。它将气体激光器这一重要领域进行了系统性的梳理与深入的剖析，从基础原理到具体技术，再到广泛应用，为读者提供了一个全面、深入且具有实践指导意义的知识框架。本书旨在成为气体激光器技术领域专业人士不可或缺的工具书，助力他们在学术研究、技术创新和工程实践中取得更大的成就。它不是一本“介绍”气体激光器是什么的书，而是一本“帮助你理解、设计、优化和应用”气体激光器的书籍。

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这本厚重的典籍，初捧手中，便觉一股沉甸甸的学术气息扑面而来。我原本是抱着学习气体激光器前沿理论的期望来翻阅的，毕竟书名赫然印着“CRC Handbook of Laser Science and Technology”这样的权威背书。然而，随着我翻开第一页，那种预期的深度和广度似乎有些微妙的偏差。我原以为会深入到最新的腔体设计优化、复杂等离子体动力学模拟，或是特定稀有气体混合物在超高功率密度下的非线性效应。实际上，前几章更多地像是在回顾那些已经相对成熟的理论基础，比如早期的氦氖激光器的工作机制，或者二氧化碳激光器的一些经典模型。这对于一个想要迅速掌握当前研究热点，尤其是那些依赖于复杂数值计算和实验验证的新型工作物质的研究者来说，显得有些“老生常谈”。我花了不少时间去寻找关于飞秒脉冲产生、高次谐波产生（HHG）在气体介质中应用的章节，却发现这方面的讨论极其简略，似乎并未触及到近十年来的重大突破。总的来说，它更像是一部扎实的、为初入此领域的学生准备的“入门教科书”，而非面向资深研究人员的“前沿手册”。内容组织虽然严谨，但在引入最新、最尖端的研究进展方面，显得力不从心，使得我不得不频繁地去查阅更近期的会议论文和专业期刊，才能将这些基础知识与我们正在进行的、需要突破性的新方法的项目联系起来。这本书的价值更多地体现在其对基本原理的清晰阐述上，而非对创新技术的详尽剖析。

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从我研究的特定领域——低能、高重复频率的脉冲激光在生物成像中的应用角度来看，这本书的内容显得有些“偏科”了。它似乎对那些体积庞大、功率极高的工业和军事应用场景投入了更多的笔墨，例如化学激光器或某些特定的$ ext{TEA}$（横向电激励）激光系统。这些系统的物理机制虽然重要，但其复杂性和高昂的运行成本，使得它们与我日常关注的、更小型化、更精密的科学仪器开发方向相去甚远。例如，关于如何利用光纤耦合技术优化气体激光器的光束传输，或是如何将激光源集成到微流控芯片上的最新进展，几乎没有提及。我期望能找到关于如何有效利用先进的数字脉冲整形技术来控制气体激光器输出特性的章节，但书中对脉冲动力学的描述，更多地集中在增益开关和饱和效应的早期模型上。这使得我必须将这本书视为一个关于“激光器如何起步”的资料库，而不是一个能指导我如何进行“现代激光系统集成与优化”的工具箱。

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当我兴致勃勃地翻到关于特定气体激光系统（如$ ext{ArF}$、$ ext{KrF}$等准分子激光器）的应用实例部分时，我的阅读体验开始发生转变，这让我对全书的定位有了更深的体会。我本期待看到详细的、关于如何解决这些高能脉冲激光器在实际工业应用中遇到的稳定性、光束质量退化以及长期运行可靠性等工程难题的深入讨论。毕竟，激光技术早已脱离了实验室阶段，进入了半导体制造、精密医疗等要求苛刻的领域。然而，书中对这些工程实践的描述，给人的感觉是停留在上世纪八九十年代的水平。例如，对于激光诱导的气体击穿阈值、腔镜材料在强紫外光下的损伤机制分析，我所阅读到的内容，似乎只停留在现象的描述层面，缺乏对微观损伤过程的深入剖析，也没有提供针对性的材料改进方案或新型保护涂层技术的讨论。这让我不禁怀疑，这本书的修订周期是否跟不上技术发展的步伐。作为一个需要将理论转化为可靠生产线的工程师，我真正需要的是那些能直接解决“为什么这个系统在连续运行500小时后效率会下降15%”这类问题的具体数据和方法论，而这些，在这本书中难以寻觅踪迹，更多的是泛泛而谈的通用性建议。

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再谈谈关于“参考资料”和“引文”的系统性。一本权威的手册，其价值往往体现在它能否为读者指明一条清晰的学术脉络。然而，在这本厚书的结尾部分，我发现引文的年代分布极不均匀，存在明显的断层。虽然早期奠基性的工作都有详尽的引用，但对于近十五年内发表的，特别是关于新型激发技术（如微波或射频辅助激发）的研究成果，引用显得非常稀疏或缺失。这让我产生一个强烈的印象：这本书的最后一次大规模修订，可能是在一个相对较早的节点上完成的，之后可能只进行了一些细微的勘误，而没有进行实质性的内容更新以纳入新兴的研究方向。对于一个需要追溯最新研究前沿的读者来说，这意味着这本书提供的“信息终点”太早了。它能告诉我“过去是什么”，但对于“现在和未来是什么”，它提供的指引作用非常有限，迫使我必须依靠外部的、更新的数据库来进行交叉验证和知识补充，从而降低了它作为单一、综合参考书的实用性。

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这本书的排版和图表质量，老实说，有点令人感到时代的痕迹。在如今这个高清显示屏和矢量图盛行的时代，书中大量的插图，尤其是那些涉及到光谱数据和能级跃迁的示意图，呈现出明显的低分辨率感，边缘模糊，有时甚至需要眯起眼睛才能分辨出那些细微的标记。更让我感到困扰的是，某些关键公式的推导过程，比如涉及介质增益系数的复杂积分形式，书中的展示是极其跳跃的。它往往直接给出了一个结果，然后迅速转到下一个概念的应用，仿佛读者已经完全掌握了所有的数学工具箱。这对于我这种非纯理论背景的研究人员来说，无疑设置了较高的理解门槛。我需要花费大量时间去自行补全那些缺失的推导步骤，这极大地拖慢了我的学习进度。如果这本书旨在成为一本全面的参考手册，那么它在呈现复杂数学物理推导时，应该更加循序渐进，提供更丰富的注释或附录来支撑那些复杂的数学操作，而不是仅仅依赖于读者对经典物理学原理的完美记忆。

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