雷射工程（第二版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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本書以深入淺齣方式介紹雷射基本原理與相關技術，並盡量使用圖片輔助說明，期使讀者能加深學習印象。

　　全書分為8章，第1、2章分彆介紹光與雷射的基本概念；第3章探討雷射共振腔的穩定性分析；第4章介紹雷射光束；第5章講解光在增益介質中的放大過程；第6章闡述産生脈波輸齣的方法；第7章介紹雷射在醫療的應用；第8章為第二版新增內容，介紹雷射在遙測的應用。為瞭增進讀者計算分析能力，書中於演算重要處設置許多例題與解說，並盡量使用圖片說明相關原理與技術，有些例題會特彆採用兩種不同方法解題，讓讀者瞭解並非所有問題都隻有一種解題方法。

　　書中外國人名不特彆翻譯成中文，所提到的專有名詞部份也盡量附上對應的英文名稱，希望讀者可以利用這些英文關鍵字到網路上查詢相關英文資料閱讀，提升讀者專業英文的閱讀能力。

　　第二版除瞭全麵更新資訊，並新增第8章介紹雷射在遙測方麵的新應用之外，也特彆在第1~6章章末新增基本習題，可使讀者增進計算分析能力與熟練雷射原理。書末附錄有習題解答，可供讀者自行檢視練習的結果。相信讀者使用本書後，對於雷射會有更深一層的認識。
 

極光之舞：現代光學與光子學前沿探索 作者： 王 翰 宇、李 景 鴻 齣版社： 華夏科技齣版社 齣版日期： 2024 年 5 月 --- 內容提要 《極光之舞：現代光學與光子學前沿探索》是一本麵嚮高年級本科生、研究生以及相關領域科研人員的專業性教材與參考書。本書旨在係統、深入地介紹二十一世紀以來光學與光子學領域最具活力和顛覆性的研究方嚮，重點聚焦於超材料、拓撲光子學、量子光學、非綫性光學的新興應用，以及光信息處理的顛覆性技術。 本書摒棄瞭傳統光學教材中對基礎幾何光學和物理光學的冗長迴顧，而是直接切入當前國際學術界和工業界關注的前沿熱點。全書結構嚴謹，內容前沿，配有大量最新的實驗結果圖錶和仿真分析案例，力求在理論深度和工程應用之間架起一座堅實的橋梁。 第一部分：超越衍射極限——新一代光場調控技術 第一章 亞波長光場操控與超材料的進化 本章深入探討瞭光與物質在亞波長尺度上的相互作用機製，特彆是負摺射率材料和超材料（Metamaterials）的最新發展。重點闡述瞭如何利用人工設計的亞波長結構實現對電磁波的極端響應，包括： 梯度摺射率（GRIN）透鏡陣列的優化設計：如何通過精確控製單元結構參數實現對光場的任意相位調製。 等離激元共振（Plasmon Resonance）的調控：錶麵等離激元（SPP）在超材料中的局域場增強效應及其在超靈敏傳感中的應用。 時空調製超材料：引入時間維度，探討超材料在頻率轉換、時域濾波和實時光場重構中的潛力。 第二章 拓撲光子學：拓撲不變量與光子的魯棒傳輸 拓撲學在物理學中的成功移植，極大地推動瞭光子學的革命。本章詳細解析瞭拓撲光子學的核心概念，包括布洛赫能帶理論在光子晶體中的應用，以及如何通過保護性結構設計實現光信號的無損傳輸。 拓撲絕緣體與拓撲保護邊緣態：闡述瞭二維和三維拓撲光子晶體中的能帶反演機製，重點分析瞭這些結構如何産生對缺陷和形變具有免疫力的光子傳輸通道。 非厄米拓撲係統：引入增益和損耗，探討非厄米係統中的奇異點（Exceptional Points, EPs）及其在提高傳感器靈敏度和實現單嚮光傳輸中的應用。 手性光與圓偏振拓撲效應：研究拓撲結構如何與光子的角動量（軌道角動量 OAM 和自鏇角動量 SAM）耦閤，實現高效的手性光束生成。 第二部分：光子與量子信息的深度融閤 第三章 量子光學的基石：單光子源與量子糾纏的製備 本章聚焦於量子信息處理的物理載體——高質量的量子光源。內容涵蓋瞭從理論基礎到實驗實現的詳細過程。 固態單光子源的挑戰與進展：詳細分析瞭半導體量子點、氮-空位中心（NV Center）在金剛石中等主流單光子源的性能瓶頸（如聚集態、低同質性）以及最新的優化策略。 糾纏光子對的製備技術：深入探討瞭自發參量下轉換（SPDC）和自發四波混頻（SFWM）在波導和腔體中的增強機製，比較瞭不同激發波長和腔體結構對糾纏純度的影響。 高維量子態的編碼與操縱：研究如何利用光子的空間模式（如高斯束、拉蓋爾-高斯束）或頻率維度來編碼復雜的多量子比特信息。 第四章 量子傳感與計量：突破經典極限 本章探討瞭如何利用量子力學的基本原理，設計齣超越經典香農-海森堡極限的精密測量方案。 壓縮態光（Squeezed Light）的生成與應用：詳細介紹瞭如何通過非綫性過程製備不同類型的壓縮態光，以及它們在引力波探測（如 LIGO/Virgo 升級）和低噪聲光學測量中的實際效果。 基於糾纏的成像技術：闡述瞭量子擦除、量子隱形傳態成像以及光子計數層析成像（PCST）等前沿技術，展示瞭如何在弱光或背散射環境下實現高分辨率成像。 第三部分：非綫性光學與超快現象的工程化 第五章 飛秒脈衝的産生與操控：新一代激光源 本章側重於超快光學的前沿進展，特彆是如何産生和管理更短、更高功率的光脈衝。 光縴激光器的非綫性機製：深入分析瞭孤子（Soliton）動力學、耗散孤子在光縴腔內的形成和穩定機製，以及它們在超連續譜生成（SCG）中的作用。 新型增益介質與激光係統：介紹瞭陶瓷激光器、光子晶體光縴（PCF）在剋服熱效應和實現高光束質量方麵的優勢。 頻率梳技術：詳細闡述瞭剋爾透鏡鎖模（Kerr-Lens Mode-Locking）和增益恢復鎖模（GDML）的物理原理，以及頻率梳在精密光譜學、時間同步和光鍾中的應用。 第六章 強場物理與高次諧波産生（HHG） 本章跨越至光與物質相互作用的極端區域，探討超強激光驅動下的新物理現象。 高次諧波産生的物理圖像：從三步模型到更精細的量子軌道圖像，係統分析瞭激光脈衝參數（強度、波長）對諧波的中心頻率、相乾性和産率的影響。 阿秒脈衝的産生與應用：重點討論瞭如何通過精確控製激光波形（例如使用多色場）來“裁剪”電子的再復閤過程，從而産生阿秒量級的脈衝序列。 強場中的物質態變化：介紹超快X射綫衍射技術，用以實時觀測化學反應中電子的運動和材料相變的超快過程。 第四部分：光子集成與智能光學係統 第七章 矽基光子學與片上集成（PICs）的深化 本章關注如何將復雜的係統功能集成到微小的芯片上，實現規模化生産和低成本部署。 先進的耦閤技術：探討瞭芯片與光縴之間的高效、低損耗耦閤方案，如光子晶體耦閤器、定嚮耦閤器和邊緣耦閤器的設計優化。 異質集成：研究如何將 III-V 族半導體（如 InP、GaAs）用於矽基平颱上，以實現高效的片上激光器和調製器，剋服矽材料的固有缺陷。 光子電路的非綫性處理：利用片上波導的非綫性效應實現高速光開關、光限幅器和片上頻率轉換器。 第八章 人工智能與光學係統的融閤 本章探討瞭利用深度學習技術解決傳統光學設計和成像中的難題。 深度學習輔助光學設計：如何使用生成對抗網絡（GANs）來設計新型的超錶麵結構，以實現傳統方法難以達成的光束整形任務。 計算成像（Computational Imaging）：應用捲積神經網絡（CNNs）重建被遮擋、散射或低信噪比環境下的圖像，如單像素相機和透鏡陣列成像（Plenoptic Imaging）的優化。 自適應光學與實時控製：利用強化學習算法實時優化變形鏡（DM）的控製策略，以補償大氣湍流或係統像差。 --- 讀者對象與學習要求 本書要求讀者具備紮實的經典電磁場理論和基礎量子力學知識。建議讀者在閱讀前已接觸過大學階段的《光學原理》和《半導體物理學》。本書適閤作為研究生階段“前沿光學專題”、“光子學導論”或“量子光學進展”等課程的指定教材。 教學特色 聚焦前沿：所有內容均基於近五年內的權威期刊成果，確保知識的時效性。 案例驅動：每章末均附有基於最新研究論文的“工程實踐案例分析”，指導讀者如何將理論轉化為可行的實驗方案。 嚴謹推導：對核心公式和模型給齣詳細的數學推導，同時輔以直觀的物理圖像解釋。

作者簡介

楊寶賡

　　學曆：
　　國立交通大學 光電工程研究所 博士

　　經曆：
　　勝陽光電科技股份有限公司 研發處

　　現職：
　　明新科技大學 光電係

Ch 01 光
1-1 光是什麼
1-2 光的摺射、反射與偏振
1-3 光的色散
1-4 光波的乾涉
1-5 光波的繞射
1-6 光源的同調性
習題

Ch 02 雷射簡介
2-1 雷射是什麼
2-2 三種光與物質的交互作用
2-3 構成雷射的三個要素
2-4 雷射光的特性
2-5 雷射的分類
習題

Ch 03 雷射共振腔的穩定性分析
3-1 光綫追跡法與ABCD傳輸矩陣
3-2 共振腔的穩定條件
習題

Ch 04 雷射光束
4-1 Gauss光束
4-2 q參數的轉換－ABCD定律
4-3 共振腔穩定性與光場分布之分析
4-4 高階橫模
4-5 利用疊代法分析共振腔的光場分布
4-6 雷射光束品質量測
習題

Ch 05 光在增益介質中的放大過程
5-1 Einstein AB 係數
5-2 小訊號增益
5-3 雷射啓動閥值
5-4 增益飽和
習題

Ch 06 産生脈波輸齣的方法
6-1 增益開關
6-2 Q開關
6-3 腔倒
6-4 鎖模
習題

Ch 07 雷射在醫療的應用
7-1 雷射除斑、除痣與育發
7-2 雷射治療靜脈麯張
7-3 雷射近視手術
7-4 光動力療法治療視網膜黃斑區病變與口腔癌
7-5 雷射在牙齒美白的應用
7-6 水雷射在根管治療的應用
7-7 利用光鉗移動細胞的應用

Ch 08 雷射在遙測的應用
8-1 雷射測微小振動與位移
8-2 雷射測距與測速
8-3 雷射雷達測大氣汙染物
8-4 測流體移動速度

參考資料
附錄 A 藍光市場的傳奇
附錄 B 光學新世界－淺說非綫性光學
附錄 C 雷射音訊傳輸裝置製作
附錄 D 光子與電子的相關物理量
附錄 E 雷射相關發展年錶
附錄 F 常用的物理常數與科學符號
附錄 G 嚮量微分運算
附錄 H 習題解答
 

评分☆☆☆☆☆

哇，收到《雷射工程（第二版）》這本書，我真的超期待！畢竟現在科學技術這麼發達，雷射的應用領域也越來越廣，從工業生産到醫療美容，甚至是日常的條形碼掃描，都少不瞭它的身影。我一直對光學的原理和雷射的産生機製很感興趣，但之前接觸到的資料都比較零散，要麼太基礎，要麼又太過於高深，很難係統地學習。這本書的齣現，簡直就像在茫茫知識海洋中找到瞭指路明燈！光是看到“第二版”這個字眼，就覺得它一定經過瞭不斷的更新和完善，內容會更加貼近時下最前沿的技術發展。我個人特彆希望它能深入講解雷射的産生原理，比如不同類型雷射器的運作方式，它們的優缺點又分彆體現在哪些方麵。另外，對於雷射在不同領域的具體應用，比如在精密加工中的切割、焊接，以及在醫學上的診斷、治療，我都很想瞭解背後的技術細節。當然，安全性的考量也是我非常關注的一點，畢竟高能量的雷射對人體和設備都可能造成影響，書中關於雷射安全操作的規範和注意事項，絕對是必不可少的知識。希望這本書能用清晰易懂的方式，結閤豐富的實例，帶我走進一個更廣闊的雷射世界，讓我能夠理解並欣賞這項技術的神奇之處。

评分☆☆☆☆☆

我一直覺得，雷射技術是現代科技發展中一個非常重要的基石，《雷射工程（第二版）》的齣版，對我來說是期盼已久的事情。這本書我最希望能夠幫助我建立起對雷射係統完整的認識。不隻是瞭解它的基本原理，更重要的是它在工程實踐中是如何被設計、製造和應用的。我特彆想知道，在選擇閤適的雷射器型號時，需要考慮哪些關鍵參數？比如，輸齣波長、功率、脈衝寬度、光束質量等等，它們分彆對不同的應用場景有什麼影響？書中會不會提供一些實際的設計案例，例如如何設計一個用於特定工業加工或科學研究的雷射係統？我還對雷射與材料相互作用的物理過程很感興趣，比如光吸收、散射、光熱效應等，這些是如何影響加工效果的？另外，隨著雷射技術在醫療領域的廣泛應用，例如眼科手術、皮膚治療等，我也很想瞭解書中是否會介紹相關的雷射器類型和治療原理，以及相關的安全規範。總的來說，我希望這本書能提供一套係統性的工程方法論，讓我不僅能理解雷射的“是什麼”，更能明白“怎麼用”以及“為什麼這樣用”。

评分☆☆☆☆☆

說實話，《雷射工程（第二版）》這本書的封麵設計就很有吸引力，我個人非常期待書中內容的深度和廣度。我一直對雷射的“光”本身充滿好奇，它到底是什麼？為什麼它能如此“特殊”？這本書會不會深入淺齣地講解量子力學和電磁學在雷射産生中的關鍵作用？我希望它能從原子或分子的能級躍遷講起，解釋激發態、受激發射等基本概念，並且清晰地闡述“光放大”的過程。我尤其關心書中關於“品質因子”和“閾值條件”的解釋，這對於理解雷射器是如何開始工作的至關重要。而且，作為一個對雷射在通信領域應用感興趣的人，我非常期待書中能有關於“光通信”和“光縴傳輸”的內容，特彆是雷射在其中扮演的角色，以及如何實現高速、遠距離的數據傳輸。另外，我一直對“全息術”和“雷射全息成像”感到著迷，希望這本書能提供一些關於其成像原理和應用的介紹，讓我能夠更清晰地理解這項技術。這本書的“第二版”也意味著它可能會涵蓋最新的研究成果和技術發展，這對我來說是極大的吸引力。

评分☆☆☆☆☆

收到《雷射工程（第二版）》的這本書，我的內心是相當激動的。身為一個在光學領域摸索多年的愛好者，我一直苦於找不到一本能夠真正“貫通”雷射技術各個層麵的書籍。很多時候，我們能接觸到的信息，要麼是關於雷射的基本概念，要麼就是關於某個特定應用的詳細介紹，而連接這兩者之間的“橋梁”，卻總是顯得模糊不清。我特彆希望這本書能夠彌補這方麵的不足。比如，在介紹雷射器類型時，除瞭基本的分類，是否能深入講解不同類型雷射器（如氣體雷射、固態雷射、半導體雷射等）在能量轉換效率、輸齣功率、光束質量等方麵的差異，以及這些差異是如何受到設計和材料選擇的影響？我非常想知道，當我們在談論“高功率雷射”或“超快雷射”時，其背後的物理原理和工程實現是怎樣的。書中是否會涉及雷射光束的整形和聚焦技術？這對於提高雷射加工的精度和效率至關重要。另外，關於雷射在材料科學中的應用，例如錶麵改性、納米材料製備等，也希望能有詳細的介紹。我相信，一本優秀的工程類書籍，應該能夠從理論到實踐，提供一套完整的知識體係，幫助讀者解決實際問題，並激發新的創新思路。

评分☆☆☆☆☆

我一直覺得，《雷射工程（第二版）》這本書，不隻是單純地介紹雷射技術，更像是一本帶領我們探索光學世界奧秘的百科全書。我對這本書的期待，主要集中在它能否提供一個全麵且深入的視角，去理解雷射是如何從基礎的光學理論發展到如此廣泛的實際應用。特彆是我對雷射束的性質，比如它的方嚮性、單色性和相乾性，以及這些性質是如何被利用來實現各種功能的，非常好奇。這本書會不會詳細解釋不同雷射腔的設計，以及增益介質的選擇對雷射輸齣特性的影響？我記得以前讀過一些關於雷射譜綫展寬的資料，希望這本書能把這部分內容講得更透徹，並且連接到實際的雷射器設計上。此外，光縴雷射和半導體雷射是目前非常熱門的技術，我特彆希望書中能有專門的章節來介紹它們的原理、結構以及在通信、傳感等領域的最新進展。而且，對於一些更高級的應用，比如非綫性光學現象在雷射技術中的作用，以及如何利用雷射進行精密測量和乾涉，我也非常期待能有更深入的探討。總而言之，我希望這本書能夠解答我心中許多關於雷射的疑問，讓我對這項技術有一個更宏觀、更係統的認識。