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National University of Defense Technology

激光原理

National University of Defense Technology via XuetangX

Overview

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《激光原理》是国防科技大学光电信息科学与工程专业的本科生核心课程,是从事光电子领域科学研究和技术开发必须掌握的基础内容。自1960年梅曼研制出世界上第一台激光器,激光已经遍布我们生活中的方方面面,极大变革了我们的生活生产方式,提升了武器装备的战斗力,帮助我们更好地认识大自然的规律与奥秘。

本课程分别介绍激光与普通光的本质区别(第1章)、谐振腔的一般特性(第2章)、高斯光束与激光谐振腔(第3章)、高斯光束传输变换(第4章)、受激辐射和光增益(第5章)、激光放大器(第6章)、连续波激光器(第7章)及气体激光器(第八章)等基础知识,共计34个小节视频,使学生对激光的特性、产生激光的物理机理和相关激光技术有较为深入的理解,同时掌握激光相关的基本理论、分析方法和重要结论,为学生从事光电子科学与技术工作打下必要专业知识。


Syllabus

  • 第一章 光波的相干性描述
    • 1.1 激光的相干性描述
    • 1.2 相干时间与频率宽度
    • 1.3 横向相干尺度与光束发散角
    • 1.4 集光率与横模数
    • 1.5 激光与普通光源参数的对比分析
  • 第二章 光学谐振腔的一般性质
    • 2.1平行平面谐振腔的光强透射率
    • 2.2平行平面谐振腔的谐振频率与谐振频率线宽
    • 2.3谐振腔的光子寿命
    • 2.4 谐振腔的光波有效往返次数与品质因子
  • 第三章 高斯光束与激光谐振腔
    • 3.1激光谐振腔与高斯光束
    • 3.2高斯光束的空间传播
    • 3.3高斯光束的特征参数
    • 3.4高斯光束的等相位面曲率半径
    • 3.5一般球面镜腔中的高斯光束
    • 3.6激光谐振腔的稳定性条件
    • 3.7谐振腔的谐振频率
  • 第四章 高斯光束传输变换
    • 4.1高斯光束的聚焦
    • 4.2高斯光束的准直
    • 4.3光线的光学变换矩阵
    • 4.4球面波和高斯光束的传输变换
    • 4.5高斯光束的q参数变换应用举例
  • 第五章 受激辐射和光增益
    • 5.1受激辐射的引入
    • 5.2自发辐射光功率分布的洛伦兹线形
    • 5.3受激辐射速率与激光增益系数
  • 第六章 激光放大器
    • 6.1增益饱和效应
    • 6.2激光放大器
    • 6.3光纤放大器
  • 第七章 连续波激光器
    • 7.1激光器中光强和粒子数反转的变化方程
    • 7.2激光器稳态运转
  • 第八章 气体激光器
    • 8.1运动粒子的多普勒效应
    • 8.2气体介质的发光频率分布
    • 8.3激光作用下粒子数反转的频率烧孔效应
    • 8.4气体激光器的平均增益系数
    • 8.5气体激光器中的稳态光强
  • 期末考试

    Taught by

    Jianfa Zhang, Ping Liu, and Xiaodong Yuan

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