激光物理学.doc

第一章激光的基本概念§ 时间相干性和空间相干性 § 光波模式和光子状态 § 1. 3光与物质的相互作用 ( 自发辐射受激吸收受激辐射) § 变换矩阵 § 腔的稳定性问题 § 腔的本征模式§ 腔的损耗 1. 平均单程损耗因子 2 .光子在腔内平均寿命 3 .无源谐振腔的品质因数 Q 4 .本征振荡模式带宽第三章稳定球面腔§ 共焦腔的振荡模§ 光斑尺寸和等价共焦腔§ 衍射损耗及横模选择§ 谐振频率,模体积和远场发散角第四章高斯光束§ 厄米高斯光束和拉盖尔高斯光束§ 高斯光束的 q 参数第五章非稳定腔§ 非稳定腔的谐振模§ 几何放大率和功率损耗率§ 单端输出虚共焦腔的设计第六章电磁场和物质相互作用§ 线性函数 1. 定义 2. 自然加宽和碰撞加宽 N 3. 多普勒加宽 4. 综合加宽§ 速率方程组 1. 三能级系统 2. 四能级系统第七章增益饱和与光放大§ 发射截面和吸收截面§ 小信号增益系数§ 均匀加宽工作物质的增益饱和 1. 反转集居数的饱和 2. 均匀加宽大信号增益系数§ 非均匀加宽工作物质的增益饱和 1. 加宽大信号增益系数 2. 强光作用下弱光的增益系数第八章激光振荡理论§ 激光器的振荡阈值, 阈值反转集居数密度§ 连续激光器或长脉冲激光器的阈值泵浦功率§ 多模激光器§ 频率牵引第九章激光的半经典理论§ 处理方法§ 密度矩阵 1. 定义 2. 性质§ 集居数运动方程迭代解 1. 静止原子的单模理论 2. 运动原子的单模理论 3. 静止原子的多模理论 4. 环形激光器 5. 塞曼激光器第十章激光的量子理论§ 辐射场的量子化§ 相干态§ 相干态的几个性质§ 约化密度矩阵§ 原子和辐射场的相干作用§ 主方程§ 振荡阈值和增益饱和§ 光子统计§ 内禀线宽§ 激光场的光强涨落第十一章相干光学瞬态效应§ 二能级系统和辐射场相互作用§ 相干瞬态光学过程§ 相干双光子过程激光物理(Laser Physics) 021- 专课程代码: 共济网课程性质: 专业选修课院学分数:3 周学时:3 200092 同济大学四平路教学目的: 同济激光是继电光源、 X光以后,人类在上世纪六十年代发明的,又一种对人类社会进步带来革命性影响的光源。由于激光的亮度高、单色性好、相干性好、方向性强等特点,已广泛应用于材料科学、生命科学和信息科学等众多领域的基础和应用基础研究,在医学、工业、信息、军事等领域也都起到不可或缺的作用。本课程将重在基本概念、物理图象,重在理解和运用;学习以后,得到学以致用的开阔思路,得到不仅知其然,而且知其所以然的乐趣。 33623 037 同济大学四平路教学内容: 336260 37 ·激光的基础理论 336 26038 ·激光的产生和基本原理 021- ·谐振腔 48 号·激光器件共济·锁模激光器彰武·自由电子激光专·X光激光彰武·相干光学瞬态过程 3362 3039 ·激光光谱网络督察课教学和考核方式: 采用多媒体课件教学方法,每周 3学时讲课,有些课后将留下若干作业,学期期中和期末进行开卷测验, 评定考核成绩。参考教材: 1.[美] W. 克希耐尔著,孙文等译,《固体激光工程》,科学出版社, 2002 ,《 X射线激光》,国防工业出版社, 1997 ,《激光光谱学原理和方法》,吉林大学出版社, 2001 编写者: 周映雪(复旦大学物理系教授) 编写时间: 2003 年 11 月激光原理》课程教学大纲课程编码: 5010205 学分: 4学分总学时: 64 学时适用专业: 光信息科学与技术一、课程的性质、目的与任务: 《激光原理》是光信息科学与技术专业的主干专业课,本课程向学生教授激光器的基本原理,培养学生分析解决激光物理问题的能力,特别强调物理概念的深入理解,为今后从事光信息技术科研及开发工作打下良好的专业基础。二、先修课程: 量子力学、电动力学、热学与统计力学光学原理电子技术基础三、教学基本要求: 了解激光的发现、量子电子学的诞生、激光科学的创立。光的模式及等价概念,光与物质相