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第1章 激光的基本原理1

1.1激光器的设想和实现1

1.1.1爱因斯坦的受激辐射概念1

1.1.2微波激射器的发明1

1.1.3梅曼与世界第一支激光器2

1.1.4氦氖激光器的诞生3

1.2激光的基本概念与特性3

1.2.1激光的基本概念3

1.2.2激光的特点4

1.2.3光与物质的相互作用6

1.3激光振荡的基本原理和基本条件8

1.3.1激光器的基本结构8

1.3.2激光振荡原理8

1.3.3激光纵模振荡与横模振荡9

1.3.4辐射与物质相互作用的定量分析10

1.4辐射与物质相互作用的定量分析12

1.4.1光谱线的加宽与线型函数12

1.4.2光谱线的自然加宽、碰撞加宽和多普勒加宽13

1.4.3光谱线的均匀加宽、非均匀加宽和综合加宽14

第2章 光学谐振腔17

2.1光在介质中的放大17

2.1.1光子态与光子简并度17

2.1.2实现光放大的条件18

2.1.3实现抽运的几种方法18

2.1.4多能级系统19

2.1.5光的自激振荡21

2.2激光模式与谐振腔的限模23

2.2.1驻波和纵模23

2.2.2谐振腔的限模作用24

2.2.3光学谐振腔的损耗和Q值25

2.2.4光学谐振腔各种损耗的计算26

2.3光学谐振腔28

2.3.1光学谐振腔的类型和结构28

2.3.2光学谐振腔的稳定条件30

2.3.3谐振腔的特征光束34

2.3.4多镜腔的稳定性35

2.3.5共焦腔的行波场与模体积37

2.4横模选择38

第3章 激光器的工作原理41

3.1振荡阈值41

3.1.1激光振荡的阈值条件41

3.1.2烧孔现象43

3.1.3兰姆凹陷44

3.2纵模模式竞争44

3.2.1均匀加宽的模式竞争44

3.2.2空间烧孔现象45

3.3单模激光器的线宽极限46

3.4激光器的频率牵引效应47

3.4.1模牵引效应47

3.4.2纵模选择48

3.5脉冲激光器的工作原理50

3.5.1脉冲激光器工作方式50

3.5.2调Q激光器50

3.5.3调Q的方法51

3.6锁模激光器53

3.7氦氖激光器的稳频54

第4章 典型激光器件56

4.1气体激光器56

4.1.1氦氖激光器56

4.1.2离子激光器59

4.1.3分子激光器61

4.2固体激光器63

4.2.1红宝石激光器63

4.2.2其他常用的固体激光器66

4.3半导体激光器67

4.4其他激光器69

第5章 激光全息学原理71

5.1概述71

5.1.1全息术的发明及应用71

5.1.2全息照相与普通照相的区别72

5.1.3全息照相的特点73

5.2全息照相的基本原理74

5.2.1参考光为平面光波的全息照相74

5.2.2参考光为球面光波的全息照相75

5.3全息图的类型77

5.3.1按物体与记录介质的位置关系分类77

5.3.2按记录介质分类78

5.3.3按被照物体的种类分类79

5.4全息记录介质79

5.4.1基本物理量的概念79

5.4.2卤化银乳胶82

5.4.3重铬酸盐明胶85

5.4.4光致抗蚀剂87

5.4.5光折变材料88

5.4.6其他全息记录材料91

第6章 体积全息图93

6.1体积全息图的几何分析93

6.1.1体积全息图与平面全息图的区分93

6.1.2透射体积全息图94

6.1.3反射全息图95

6.2体积全息图的衍射效率96

6.2.1透射体积全息图衍射效率96

6.2.2反射体全息图的衍射效率97

6.3反射全息图的记录与再现98

6.3.1菲涅耳型反射全息图98

6.3.2像面全息图99

6.3.3多重记录的反射全息图101

6.4体积全息图再现像的像质102

6.4.1厚银盐干板102

6.4.2重铬酸盐明胶102

第7章 彩虹全息及全息图的复制103

7.1概述103

7.1.1彩虹全息103

7.1.2彩虹全息的发展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质分析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彩虹全息的应用110

7.4基于多角度再现的分层次一步彩虹全息111

7.4.1改进的一步彩虹全息记录方法111

7.4.2多重记录、分层次的实现112

7.4.3实现多重记录分层次的途径113

7.4.4光路参数设计与结果114

7.5全息图的复制114

7.5.1概述114

7.5.2激光复制115

7.5.3模压全息复制技术116

第8章 激光全息云纹干涉120

8.1全息云纹干涉法的研究与发展120

8.1.1全息云纹干涉法的特点121

8.1.2微云纹干涉技术在新世纪的展望121

8.1.3云纹干涉技术在航空科技上的发展122

8.2全息云纹干涉法测试原理122

8.2.1全息云纹干涉法原理122

8.2.2云纹干涉法的实验设备127

8.3试件准备及零厚光栅的制备127

8.3.1试件研磨与抛光128

8.3.2试件栅的制作128

8.4合金材料的弹性模量和泊松比的测量131

8.4.1云纹干涉法测定合金材料的弹性模量和泊松比131

8.4.2合金材料的弹性模量和泊松比的测试132

8.4.3数据分析与误差分析134

8.5平面应变KIc法137

8.5.1断裂韧性的测试实验原理137

8.5.2金属材料平面应变断裂韧度KIc试验法138

8.6激光散斑干涉技术143

8.6.1散斑技术及其发展143

8.6.2散斑干涉原理143

8.6.3散斑干涉的记录与应用144

第9章 光折变晶体的全息存储146

9.1信息与光学信息存储146

9.1.1信息与信息存储146

9.1.2光信息存储146

9.1.3光折变晶体全息存储的一般特点147

9.1.4光信息存储技术简介149

9.2全息存储系统150

9.2.1体积全息存储原理150

9.2.2体全息存储系统的单元器件151

9.3光折变全息存储的复用技术153

9.3.1体光栅的角度选择性153

9.3.2光折变全息存储的复用技术155

第10章 二元光学与光刻技术157

10.1 DMD在衍射光学元件制作上的应用157

10.1.1 DMD的工作原理157

10.1.2光刻制作工艺概述160

10.2光刻工艺161

10.2.1基片预处理161

10.2.2涂胶162

10.2.3蚀刻与去胶163

10.3一种二元光学元件阵列微芯模的工艺设计164

10.3.1二元光学器件的制作方法164

10.3.2 DMD工作原理165

10.3.3 DMD实验165

第11章 激光全息技术的基本实验169

11.1全息照相的一般装置169

11.1.1防震平台169

11.1.2常用光学元件170

11.2全息技术基本实验171

实验一 漫反射体全息照相171

实验二 反射全息图174

实验三 一步彩虹全息177

实验四 全息光栅的拍摄与复制179

实验五 光栅光谱仪实验182

实验六 氦氖激光器系列实验187

实验七 光纤信息综合实验193

实验八 全息存储200

参考文献204