Solid State Lasers XII (Proceedings of SPIE) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Society of Photo Optical

作者:Scheps, Richard

出品人:

页数:206

译者:

出版时间:2003-06

价格:USD 70.00

装帧:Paperback

isbn号码:9780819447685

丛书系列:

图书标签:

• Solid-state lasers
• Laser physics
• Optical engineering
• SPIE proceedings
• Laser technology
• Photonics
• Optics
• Materials science
• Quantum electronics
• Laser applications

固态激光器：探索前沿技术与创新应用 本书《固态激光器XII》（Proceedings of SPIE）并非仅是一系列会议论文的集合，它更是固态激光器技术领域当前最前沿探索与最激动人心创新成果的集中展现。本书汇聚了来自全球顶尖研究机构和工业界的科学家、工程师以及学者们的最新研究进展，深入剖析了固态激光器从基本物理原理到复杂工程应用的全貌。它旨在为研究人员、开发工程师以及对该领域感兴趣的学生和专业人士提供一个全面、深入的学习和交流平台，共同推动固态激光器技术向更高效、更精确、更强大、更广泛的应用方向发展。 核心技术进展： 本书在技术层面上，着重探讨了以下几个关键领域： 新型增材材料与激活离子： 固态激光器性能的基石在于其增材材料（host materials）和激活离子（dopant ions）的选择与优化。本书详细介绍了对现有增材材料（如Nd:YAG, Yb:YAG, Ti:Sapphire等）的改性研究，以及新型高斯量子产率（quantum yield）材料的开发，例如具有更宽光谱范围、更高热导率、更好光学均匀性的晶体和玻璃材料。同时，对于不同激活离子（如Nd, Yb, Er, Tm, Ho, Ti, Cr, Fe等）在不同增材材料中的光谱特性、能级结构、能量转移机制以及饱和吸收特性进行了深入研究。这包括对不同掺杂浓度、不同晶格缺陷对激光性能影响的理论计算和实验验证。例如，针对特定波长应用（如中红外激光）的需求，本书探讨了稀土元素（如Er, Tm, Ho）在特定增材材料中（如KY(WO4)2, LiYF4）的激发态动力学和光谱特性，以期实现更高效率、更窄线宽的激光输出。 先进泵浦技术与光束整形： 激光器的泵浦源效率和光束质量直接影响最终输出激光的性能。本书深入研究了各种高效泵浦技术，包括高功率半导体激光器（LD）泵浦、光纤激光器泵浦，以及新型非线性光学晶体实现的二次谐波（SHG）、三次谐波（THG）泵浦技术。针对 LD 泵浦，详细分析了波长匹配、光谱匹配、热管理等关键技术，以实现更高的泵浦效率和更低的泵浦损耗。同时，本书还关注了光束整形技术，如使用衍射光学元件（DOE）、空间光调制器（SLM）以及特殊的腔镜设计，来控制激光光束的模式（TEM00, Hermite-Gaussian, Laguerre-Gaussian等）、束腰位置、发散角和光束质量（M2因子），从而满足不同应用对光束特性的苛刻要求。 激光腔设计与优化： 激光腔的稳定性、模式选择和损耗控制是决定激光器性能的关键。本书探讨了各种类型的激光腔设计，包括稳定性腔、半导体泵浦腔、高功率腔、短腔以及具有非线性光学元件的腔。重点关注了腔内损耗的分析与降低，例如镜面反射率、介质损耗、衍射损耗以及热透镜效应引起的损耗。通过对腔长、镜面曲率、反射率、腔内元件的优化，以及采用主动稳定技术（如压电陶瓷驱动镜面），可以实现更稳定的激光输出、更高的光束质量和更高的功率。 高功率与超快激光技术： 随着工业和科研需求的不断增长，对高功率和超快激光器的研究日益受到重视。本书详细阐述了实现高功率固态激光器的关键技术，包括热管理、增材材料的热光效应控制、多程放大器、分时多路复用技术以及侧面泵浦和端面泵浦技术的优化。在超快激光领域，本书聚焦于飞秒和皮秒激光器的产生与调控，重点研究了锁模（mode-locking）技术（如自锁模、电光锁模、声光锁模）的机制与优化，以及增材材料的非线性效应在超快激光脉冲形成中的作用。同时，还包括了对脉冲压缩、脉冲展宽和脉冲整形等关键技术的研究，以产生具有极高峰值功率和特定脉冲形状的超快激光。 激光器稳定性与可靠性： 长期稳定且可靠的激光器输出对于许多精密应用至关重要。本书深入研究了影响激光器稳定性的各种因素，包括环境温度变化、机械振动、电源波动以及增材材料的老化效应。提出了多种提高激光器稳定性和可靠性的方法，例如采用精密温控系统、减震平台、高稳定性电源以及选择耐老化的增材材料。对激光器的长期工作性能进行监测和评估，并提出相应的维护和修复策略。 创新应用探索： 本书不仅关注基础理论和技术突破，更强调固态激光器在各个领域的创新应用，展现了其巨大的潜力和广泛的前景。 工业加工与精密制造： 固态激光器在高功率微加工、精密焊接、表面处理、材料去除以及3D打印等工业领域扮演着越来越重要的角色。本书详细介绍了不同类型固态激光器（如光纤激光器、盘式激光器、Nd:YAG激光器）在这些领域的应用案例，包括超精密光学元件的制造、电子元器件的微细加工、航空航天部件的焊接与切割、以及新材料的3D打印成型。例如，介绍了如何利用超快激光器实现对脆性材料（如陶瓷、玻璃）的无热效应加工，以及如何通过高功率激光器进行大幅面金属的快速切割和焊接。 医疗与生物技术： 在医疗健康领域，固态激光器已成为诊断、治疗和手术的重要工具。本书探讨了激光在眼科手术（如LASIK）、皮肤病治疗（如光动力疗法）、牙科治疗、以及肿瘤治疗中的应用。例如，深入研究了特定波长（如Er:YAG, Ho:YAG）固态激光器在组织消融、切割和汽化方面的优势，以及其在光动力治疗中激活光敏剂的作用。同时，也介绍了激光在生物成像、流式细胞术以及基因测序等生物技术研究中的应用。 科学研究与基础物理： 固态激光器是许多基础科学研究不可或缺的工具，为物理学、化学、天文学等领域提供了强大的光源。本书讨论了激光在原子冷却与囚禁、精密光谱学、量子光学、激光诱导击穿光谱（LIBS）以及基础物理实验中的应用。例如，介绍了如何利用特定波长和高稳定性的激光器实现原子钟的精度提升，以及如何利用超快激光器研究物质的瞬态过程和量子动力学。 通信与传感技术： 随着信息时代的飞速发展，激光通信和激光传感技术的重要性日益凸显。本书探讨了固态激光器在光纤通信系统中的作用，包括作为光源、调制器和光放大器。同时，还介绍了激光雷达（LiDAR）在自动驾驶、环境监测、地形测绘以及遥感探测等领域的应用。例如，详细分析了用于LiDAR的脉冲激光器的关键技术参数，以及如何通过激光三角测量法和相干探测技术实现高精度距离测量。 国防与安全： 固态激光器在国防安全领域也发挥着重要作用，例如在激光武器、目标识别、侦察监视以及激光诱导击穿光谱分析等方面的应用。本书讨论了高能激光武器系统的发展现状和面临的挑战，以及激光在对抗电子干扰和探测敌方目标方面的潜力。 前瞻性展望： 本书不仅回顾了过去一年的成就，更展望了固态激光器技术未来的发展方向。这包括对实现更高能量效率、更优异的光束质量、更宽的光谱范围、更紧凑和低成本的激光器系统的持续追求。同时，本书也强调了跨学科合作的重要性，鼓励将固态激光器技术与人工智能、大数据、新材料科学等新兴技术相结合，以开辟全新的应用领域和解决前所未有的挑战。 总而言之，《固态激光器XII》（Proceedings of SPIE）是一份宝贵的学术资源，它为读者提供了一个深入了解固态激光器领域最新发展动态的窗口，激发研究者的创新灵感，并为推动该领域的技术进步和应用拓展贡献力量。

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