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目录 1

第一章 激光——一种新奇的光源 1

§1.1激光的特性 1

1.1.1方向性 1

1.1.2单色性 2

1.1.3能量密度和亮度 3

1.1.4超短脉冲 4

§1.2固体激光器 5

§1.3气体激光器 8

1.3.1原子气体激光器 8

1.3.2分子激光器 11

§1.4染料激光器 15

§1.5半导体激光器 17

§1.6其它激光器和激光物理 21

习题 22

第二章 光的相干性 24

§2.1杨氏实验 24

§2.2迈克尔逊干涉仪 26

§2.3时间相干性和空间相干性 28

§2.4光场的复表示 31

§2.5相干函数 34

习题 37

第三章 光的电磁理论 39

§3.1麦克斯韦方程组 39

§3.2光的反射和折射 43

§3.3全反射 47

§3.4法布里－珀罗谐振腔 52

§3.5法布里－珀罗干涉仪 54

§3.6平板波导 59

§3.7高斯光束 66

§3.8光学谐振腔 71

3.8.1球面镜谐振腔的光斑尺寸和稳定性 71

3.8.2球面镜谐振腔的谐振频率 75

3.8.3其它类型的光学谐振腔 77

习题 78

§4.1电磁波的模密度 80

第四章 光的发射和吸收 80

§4.2热辐射的普朗克定律 83

§4.3自发发射和受激发射 86

§4.4电偶极子辐射和自发发射几率 90

§4.5光的吸收 94

§4.6复极化率和折射率 97

习题 102

第五章 激光原理 104

§5.1粒子数反转 104

§5.2三能级激光器的粒子数反转 106

§5.3四能级激光器的粒子数反转 109

§5.4激光放大 111

§5.5激光振荡的条件 113

§5.6激光振荡的频率 119

习题 122

第六章 激光器的输出特性 125

§6.1激光器的速率方程 125

§6.2稳态输出 127

§6.3振荡的建立 131

§6.4张驰振荡 134

§6.5Q开关 137

习题 142

第七章 相干相互作用 144

§7.1二能级原子和相干场之间的相互作用 144

§7.2感应电偶极矩和感应发射系数 149

§7.3密度矩阵 152

§7.4密度矩阵的运动方程 155

§7.5光学布洛赫方程 159

7.5.1抽象空间的变换 160

7.5.2旋转参考系的表示 162

7.5.3纵向驰豫和横向驰豫 165

习题 166

第八章 非线性相干效应 168

§8.1饱和效应 168

§8.2饱和吸收引起的粒子数变化 173

§8.3非线性复极化率 177

§8.4非均匀加宽 179

8.4.1多普勒加宽 179

8.4.2具有多普勒加宽的非线性极化率 182

§8.5烧孔效应 185

§8.6瞬态相干现象 189

8.6.1光学章动 193

8.6.2自由感应衰减 194

8.6.3光子回波 196

8.6.4自感应透明 198

习题 201

第九章 激光振荡理论 203

§9.1半经典理论的基本方程 204

§9.2单模振荡 208

9.2.1稳态振荡 210

9.2.2范德玻尔（VanderPol）方程 212

§9.3多模振荡 215

9.3.1两个振荡模之间的竞争 215

9.3.2组合频率 219

§9.4锁模 221

§9.5气体激光器理论 226

9.5.1驻波场中气体分子的密度矩阵 227

9.5.2迭代近似解 229

9.5.3三阶近似下的输出特性（兰姆凹陷） 233

§9.6激光的全量子理论 236

习题 238

题解和答案 240

参考文献 261