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第1章 导论4

参考文献4

第2章 固体中稀土离子的光学性质和光谱7

2.1 固体中电子声子耦合7

2.2 固体中光跃迁的声子边带8

2.3 光心跃迁：自发发射和受激发射10

2.4 固体的稀土心12

2.5 均匀和非均匀谱线加宽12

2.5.1 均匀加宽12

2.5.2 非均匀加宽14

2.6 光跃迁的光谱参数：主要理论15

2.6.1 Judd-Ofelt理论15

2.6.2 McCumber理论17

2.6.3 Füchtbauer-Ladenburg理论和爱因斯坦系数18

2.7 激光激活光心敏化20

参考文献21

第3章 激光玻璃的物理和光学性质25

3.1 玻璃的力学和热性质25

3.2 光纤的光学性质（衰减）26

3.2.1 玻璃材料的固有性质27

3.2.2 波导特性27

3.2.3 光学连接损耗28

3.3 用于光纤激光器和放大器的各种玻璃类型28

3.3.1 硅酸盐玻璃29

3.3.2 磷酸盐玻璃29

3.3.3 亚碲酸盐玻璃30

3.3.4 氟化物玻璃和ZBLAN30

参考文献31

第4章 光纤制造和增益光纤的高质量玻璃32

4.1 材料32

4.2 光纤预制棒的制造32

4.3 由预制棒制造光纤33

4.4 制造激光激活光纤34

4.5 稀土掺杂光纤生产的MCVD技术35

4.6 DND技术36

参考文献37

第5章 Nd3＋、Yb3＋、Er3＋和Tm3＋掺杂光纤的光谱性质38

5.1 光谱符号38

5.2 三价稀土离子能级39

5.3 钕40

5.3.1 Nd3＋光纤激光器挑战43

5.4 镱44

5.4.1 Yb3＋光纤激光器挑战45

5.5 铒47

5.5.1 Er3＋光纤激光器挑战51

5.6 铥51

5.6.1 Tm3＋光纤激光器挑战55

参考文献56

第6章 光纤中光的传播和模式59

6.1 光纤的V数59

6.2 光纤色散61

6.3 保偏光纤63

6.4 激光光束质量（M2参数）64

6.4.1 采用M2法测量光束质量的实用建议66

参考文献68

第7章 光纤激光物理基础69

7.1 粒子数反转：三能级和四能级系统69

7.1.1 四能级激光运转系统70

7.1.2 三能级激光运转系统70

7.2 光纤放大器71

7.2.1 光纤放大器（一般考虑）71

7.3 光纤激光器的阈值和效率78

7.4 激光谐振腔的增益和损耗80

7.5 光纤激光器谐振腔80

7.5.1 线性激光谐振腔81

7.5.2 环形激光谐振腔83

参考文献84

第8章 光纤激光器的主要运行体制86

8.1 时间体制86

8.1.1 光纤激光器的连续和自由运转87

8.1.2 光纤激光器的调Q运转88

8.1.3 光纤激光器的模式锁定94

8.2 光谱体制102

8.2.1 波长可调谐激光器102

8.2.2 单纵模激光器107

参考文献112

第9章 光纤激光器／光纤放大器设计的主要光学元件114

9.1 半导体激光器114

9.1.1 工作原理114

9.1.2 光纤激光技术中所用半导体激光器的主要类型121

9.1.3 高功率半导体激光器124

9.1.4 光纤耦合半导体激光器127

9.2 保偏与非保偏光纤耦合光学元件129

9.2.1 偏振相关光隔离器131

9.2.2 偏振无关光隔离器132

9.2.3 高功率光纤耦合隔离器133

9.2.4 偏振相关环形器134

9.2.5 偏振无关环形器134

9.2.6 作为自相位调制补偿器的啁啾FBG136

9.2.7 关于光纤端面制备的描述137

参考文献138

第10章 高功率光纤激光器141

10.1 高功率光纤激光器增益光纤泵浦技术141

10.2 双包层光纤和包层泵浦技术142

10.2.1 包层泵浦方式143

10.2.2 包层泵浦和三包层光纤145

10.2.3 自由空间145

10.2.4 熔接泵浦合束器147

10.3 高功率、衍射极限运转的大模场光纤148

10.4 光纤中非线性过程及其在光纤激光器和光纤放大器技术发展中所起的作用150

10.4.1 受激散射过程的功率阈值151

10.4.2 受激拉曼散射152

10.4.3 连续波受激拉曼散射153

10.4.4 脉冲受激拉曼散射154

10.4.5 受激布里渊散射154

10.4.6 连续波受激布里渊散射155

10.4.7 脉冲受激布里渊散射156

10.4.8 光克尔效应157

10.4.9 自相位调制157

10.4.10 交叉相位调制158

10.4.11 四波混频159

10.5 光纤中自聚焦和自陷效应160

10.6 高功率光纤激光振荡器与低功率主振荡器——光纤功率放大器结构比较162

10.6.1 高功率光纤激光振荡器163

10.6.2 高功率主振荡器——光纤功率放大器165

10.7 高功率光纤激光器合束170

10.7.1 光谱合束171

10.7.2 体全息光栅172

10.7.3 相干光合束174

参考文献179

第11章 光纤激光器工业应用183

11.1 材料加工中激光与材料的相互作用183

11.2 工业应用中重要的激光参数184

11.2.1 波长185

11.2.2 脉冲能量185

11.2.3 脉冲宽度和脉冲重复频率185

11.2.4 功率186

11.2.5 功率密度186

11.2.6 激光光束质量186

11.2.7 光斑直径187

11.3 光纤光学的功率导引系统187

11.4 光纤导引系统的主要结构195

11.5 光纤激光器主要的工业应用196

11.5.1 焊接196

11.5.2 切割196

11.5.3 钻孔197

11.5.4 钎焊197

11.5.5 标记197

11.5.6 热处理197

11.5.7 金属沉积197

11.5.8 油漆去色和表面祛除198

11.5.9 微机械加工198

11.5.10 激光束半导体加工198

11.5.11 工业激光应用中光纤激光器的主要竞争者199

11.5.12 工业应用光纤激光器的挑战性概述200

11.5.13 光纤激光器在材料加工中的未来应用200

参考文献200