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第1章 光折射效应与相位共轭光学1

1.1 光折射效应1

1.1.1 能带传输模型1

1.1.2 光折射 BaTiO3晶体与离子掺杂5

1.2 光折射二光波混合7

1.2.1 折射率衍射光栅的形成7

1.2.2 利用二光波混合的光放大9

1.2.3 光折射波导与空间孤立子13

1.3.1 相位共轭波的性质15

1.3 相位共轭光学15

1.3.2 相位共轭波产生的原理17

1.3.3 自励型相位共轭镜19

1.3.4 受激光折射后向散射23

1.4 全息照相存储器25

第2章 超短脉冲傅里叶光合成33

2.1 概述33

2.2 短脉冲光傅里叶合成34

2.2.1 线性滤波和傅里叶变换34

2.2.2 利用衍射光栅-透镜对的光合成35

2.2.3 时空结合与时空维格纳函数的表示36

2.3 利用空间光调制器(spatial light modulator)的飞秒脉冲傅里叶光合成40

2.3.1 利用液晶阵列(array)空间光调制器的波形整形40

2.3.2 利用声光调制器的波形整形46

2.3.3 利用全息掩模的波形整形46

2.4 利用电光学相位调制器的脉冲整形法47

2.4.1 边带的生成与合成47

2.4.2 时域透镜48

2.5 利用飞秒脉冲的光谱及全息照相术51

2.5.1 光谱域全息照相的原理51

2.5.2 匹配滤波器54

2.5.3 空间-时间-空间变换55

2.5.4 最终的傅里叶光合成57

2.6 波形整形短脉冲激光的应用58

2.6.1 光通信中的应用58

2.6.2 相干声子(coherent phonon)60

2.6.3 半导体媒介的相干控制64

2.6.4 自适应相位调制补偿65

2.7 超短脉冲光的相位重新构筑法66

2.7.1 相位测定法66

2.7.2 G-S(Gerchberg-Saxton)的算法69

2.7.3 FROG 法(三次，二次)70

2.7.4 TADPOLE 法76

第3章 脉冲压缩光学81

3.1 频率啁啾与色散81

3.2 色散给予脉冲的效应84

3.2.1 系统的响应(脉冲响应)84

3.2.2 高斯型脉冲的场合86

3.2.3 线形啁啾脉冲的场合87

3.3.1 色散的基础89

3.3 光学器件的色散效应89

3.3.2 电介质多层膜镜90

3.3.3 棱镜对92

3.3.4 衍射光栅对94

3.3.5 棱镜对96

3.4 超短脉冲激光振荡器97

3.4.1 概述97

3.4.2 啁啾与脉冲压缩98

3.4.3 克尔镜效应(kerr lenss effect)99

3.4.4 MDC(mirror dispersion controlled)谐振器99

3.4.6 孤立子激光器100

3.4.5 可饱和布拉格反射镜(saturable Bragg reflector)100

3.5 啁啾脉冲放大器102

3.6 色散的评价方法104

3.6.1 概述104

3.6.2 SHG 强度自相关法104

3.6.3 利用二光子感应电流的强度自相关法106

3.6.4 空间光谱干涉法106

3.6.5 FROG(frequency resolved optical gating)法108

4.2.1 有质动能113

4.2 利用高强度超短脉冲激光进行原子的离子化113

4.1 概述113

第4章 高强度超短脉冲激光的科学应用113

4.2.2 多光子离子化115

4.2.3 隧道离子化116

4.2.4 多价离子的生成117

4.3 高强度超短脉冲激光与等离子体的相互作用117

4.3.1 概述117

4.3.2 与相对论运动电子的相互作用117

4.3.3 激光航迹场电子加速117

4.3.4 在等离子体中的激光传播120

4.3.5 超短脉冲 X 射线的产生121

4.4.1 利用高强度超短脉冲激光测定固体物理性质122

4.4.2 高强度超短脉冲激光烧蚀与改质122

4.4 高强度超短脉冲激光与固体的相互作用122

4.5 高强度超短脉冲 KrF 准分子激光系统125

4.5.1 概述125

4.5.2 亚皮秒 KrF 激光系统的构成126

第5章 压缩光的产生与应用131

5.1 概述131

5.2 非经典光132

5.3.1 正交相位振幅压缩状态135

5.3 非经典光的产生135

5.3.2 光子数-相位压缩状态：亚泊松光的产生140

5.4 压缩光及亚泊松光的应用143

5.4.1 光通信中的应用143

5.4.2 光谱144

5.4.3 重力波检测用干涉仪中的应用145

5.4.4 利用光量子状态的应用147

第6章 利用激光操纵微粒151

6.1 概述151

6.2.1 光压152

6.2 光俘获152

6.2.2 光俘获的原理154

6.2.3 激光扫描型俘获158

6.3 邻近场光俘获(near field optical trapping)159

6.4 旋转力的产生160

6.4.1 利用圆偏振激光的微粒的旋转160

6.4.2 偏平形状物体的旋转161

6.5 微粒操纵164

6.5.1 单一有机微粒的创制164

6.5.2 微力学测定中的应用165

6.6 细胞操纵与细胞融合167

第7章 激光在医学中的应用173

7.1 概述173

7.2 激光与生物体的相互作用174

7.2.1 生物体的光学特性174

7.2.2 激光对生物体的作用178

7.2.3 激光对生物体应用的优点178

7.3 激光在治疗中的应用179

7.3.1 激光治疗的种类与现状179

7.3.2 眼科中的应用181

7.3.3 皮肤科及整形外科领域中的应用183

7.3.4 光化学治疗185

7.4 激光在生物体检测及诊断中的应用187

7.4.1 利用激光的生物体光谱测量及诊断187

7.4.2 激光断层摄影189

7.4.3 激光显微镜193

7.5 医用激光装置196

7.5.1 激光光源196

7.5.2 激光传播线路198

8.1 概述205

第8章 激光冷却205

8.2 温度207

8.2.1 温度的定义207

8.2.2 温度测定法208

8.3 原子束的减速209

8.4 多普勒冷却212

8.5 亚多普勒冷却214

8.5.1 感应冷却(stimulated cooling)214

8.5.2 偏振光冷却(polarization gradient cooling)217

8.6.1 由速度选择性相干俘获的冷却219

8.6 次反冲(recoil)冷却219

8.6.2 拉曼(Raman)冷却221

8.7 原子俘获222

8.8 利用冷却原子的高精度测试224

8.8.1 原子喷水(atomic fountain)225

8.8.2 原子干涉及重力测定226

8.8.3 原子全息照相技术228

8.9 冷却原子束在原子刻蚀技术中的应用228

8.10 玻色-爱因斯坦凝缩(Bose-Einstein condensation)230

8.11 原子波激光231

9.1.1 吸收过程237

第9章 激光微细加工237

9.1 激光的吸收与热扩散过程237

9.1.2 热扩散过程238

9.2 激光微细加工的特点240

9.3 激光磨蚀240

9.3.1 激光磨蚀的基础240

9.3.2 利用 PLD 法的功能性薄膜的制作241

9.4 光造形法243

9.5 光刻技术244

索引251