新書推薦：
《
大政府的国际起源：美国产业政策与制度变迁
》
售價：NT$
449
《
何以浓香——当代中国泸型酒酿制技艺传播史料辑录
》
售價：NT$
842
《
清末民国骈文批评转型研究
》
售價：NT$
383
《
中国汉江流域观赏植物资源图鉴
》
售價：NT$
1010
《
BIM概论与土建建模
》
售價：NT$
305
《
身体秩序与法律规训——传统中国的“身体法治”面相（国家哲学社会科学成果文库）
》
售價：NT$
1015
《
日本佛教史纲
》
售價：NT$
428
《
给孩子的安全教育漫画：防走失、防拐骗 少儿安全教育专家GY局长 让孩子全面掌握保护自己方法
》
售價：NT$
194
|
| 內容簡介： |
|
《激光物理》系统地论述了半**（半量子）激光物理的基本理论与基本方法，也就是粗略与细酌混合的半量子激光物理。《激光物理》主要内容包括：光辐射概论、各种激光工作物质、光学谐振腔理论与高斯光束、单模激光物理、双模与多模激光物理，以及飞秒与阿秒激光物理。《激光物理》特别论述了非微扰单模激光理论，结果表明，微扰论方法会带入一些虚假的现象，这在实际学习与应用时读者需要注意。
|
| 目錄：
|
|
目录前言第1章 光辐射概论 11.1 光的**电磁理论 11.1.1 电磁场的基本关系 11.1.2 平面单色光的基本性质 21.2 光的光子理论 31.2.1 光子的基本性质 31.2.2 光子的状态数 41.2.3 光子简并度 51.3 热辐射光 61.3.1 热辐射光定义 61.3.2 热辐射光分类 61.3.3 黑体辐射光 71.3.4 灰体辐射光 81.3.5 色体辐射光 91.3.6 三种辐射体ρ的比较 91.4 粒子辐射光 111.4.1 轫致辐射光 111.4.2 回旋辐射光 121.4.3 切连科夫辐射光 121.4.4 渡越辐射光 131.4.5 同步辐射光 131.4.6 自由电子辐射光 141.4.7 史密斯-珀塞尔辐射光 151.4.8 库马霍夫辐射光 151.4.9 *率辐射光 16习题 16激光物理第2章 激光工作物质 172.1 发光物理概论 172.1.1 发光的定义 172.1.2 发光的分类 172.1.3 发光的性质 182.1.4 发光的机制 192.1.5 发光与激光的关系 212.1.6 发光理论中的主要术语及计量单位 242.2 气体激光工作物质 242.2.1 氖原子 242.2.2 氩离子 292.2.3 二氧化碳分子 302.2.4 氮分子 332.2.5 准分子 352.3 液体激光工作物质 362.3.1 无机化合物液体激光工作物质 362.3.2 有机化合物染料液体激光工作物质 362.4 固体激光工作物质 392.4.1 晶体光学 402.4.2 离子光谱学简介 412.4.3 群论简介 422.4.4 金属离子固体激光工作物质 432.4.5 色心晶体激光工作物质 502.4.6 其他固体发光物质 542.5 其他激光工作物质 542.5.1 半导体激光工作物质 542.5.2 光纤激光工作物质 632.5.3 量子阱激光工作物质 64习题 66第3章 光学谐振腔 673.1 腔的衍射积分方程 673.1.1 光学谐振腔简介 673.1.2 衍射积分方程 683.2 方形镜对称共焦腔 723.2.1 建立方程 723.2.2 简化方程 733.2.3 求解方程 733.2.4 结果讨论 743.3 圆形镜对称共焦腔 763.3.1 建立方程 763.3.2 简化方程 763.3.3 求解方程 773.3.4 结果讨论 783.4 对称共焦腔内外的光场 803.4.1 腔内的光场分布 803.4.2 腔外的光场分布 823.4.3 输出光束的模式 833.5 高斯光束 843.5.1 高斯光束的描述 843.5.2 高斯光束的变换 853.5.3 高斯光束的耦合 883.6 平行平面腔 893.6.1 方镜平行平面腔 893.6.2 圆镜平行平面腔 963.7 其他谐振腔 973.7.1 非对称腔的积分方程 983.7.2 一般稳定球面腔 983.7.3 三镜环形腔 1013.7.4 非稳共焦腔 1043.7.5 几点说明 105习题 105第4章 单模激光理论 1074.1 基本方程 1074.1.1 基本概念 1074.1.2 自治场方程 1084.1.3 密度矩阵方程 1134.1.4 密度矩阵的运动方程 1154.1.5 密度矩阵的用途 1164.1.6 密度矩阵的地位 1164.2 静止原子的一阶理论 1174.2.1 建立密度矩阵运动方程 1174.2.2 求解密度矩阵方程 1204.3 静止原子的三阶理论 1284.3.1 求解对角元的二阶项 1284.3.2 准至二阶近似下的粒子数反转密度 1294.3.3 求解三阶非对角元ρ？？？3？(t)与ρ？？？3？(t) 1304.3.4 求解三阶近似下的极化强度 1314.3.5 求解自治场的振幅方程 1324.3.6 求解自治场的频率方程 1364.4 运动原子的一阶理论 1374.4.1 建立运动原子的密度矩阵运动方程 1374.4.2 求解运动方程 1414.4.3 求解振幅方程 1454.4.4 求解频率方程 1464.5 运动原子的三阶理论 1464.5.1 求解密度矩阵运动方程 1464.5.2 求解振幅方程 1534.5.3 求解频率方程 1554.6 单模激光的非微扰理论 157习题 160第5章 双模激光理论 1615.1 双模激光的自治场方程 1615.1.1 双模运转的电场E与微扰V？b 1615.1.2 求解密度矩阵方程 1615.1.3 求解一阶极化强度* 1625.1.4 求解密度矩阵的二阶对角元*与* 1635.1.5 求解密度矩阵的三阶非对角元* 1645.1.6 求解三阶极化强度* 1655.1.7 简化* 1655.1.8 计算三阶极化强度*的积分 1655.1.9 建立双模激光自治场的振幅方程与频率方程 1665.2 双模驻波激光理论 1685.2.1 建立双模驻波激光的振幅方程和频率方程 1685.2.2 光强度方程的稳态解 1695.2.3 解的稳定性分析 1705.2.4 双模之间的模式竞争 1725.3 正交偏振双频激光理论 1735.3.1 正交偏振双频激光的获得 1735.3.2 正交偏振激光方程组 1755.3.3 自混合效应 1765.4 环形激光理论 1775.4.1 自治场方程 1775.4.2 极化强度P？(t) 1785.4.3 锁模现象 1815.4.4 锁模稳定性分析 1825.4.5 萨尼亚克效应 182习题 184第6章 多模激光理论 1856.1 三模激光理论 1856.1.1 自治场方程组的建立 1856.1.2 自锁模现象 1876.1.3 退耦合近似 1896.1.4 稳定性分析 1896.1.5 自锁模的实现 1906.2 锁模激光理论 1926.2.1 多纵模的一般情况 1926.2.2 锁模基本原理 1926.2.3 脉冲宽度 1946.3 行波纵向塞曼激光理论 1966.3.1 塞曼效应简介 1966.3.2 塞曼效应现象 1966.3.3 塞曼效应机制 2006.3.4 倒塞曼效应 2026.3.5 分子的塞曼效应 2036.3.6 氖原子的能级 2036.3.7 外磁场中的氖原子 2066.3.8 氖原子的塞曼效应机制 2066.4 塞曼激光器理论 2086.4.1 塞曼激光器谐振腔 2096.4.2 兰姆激光方程 2106.4.3 环形纵向塞曼激光器 210习题 214第7章 飞秒与阿秒激光物理 2167.1 飞秒激光物理 2177.1.1 全固态飞秒激光 2177.1.2 全光纤飞秒激光 2217.2 阿秒激光物理 2407.2.1 阿秒光脉冲产生原理 2417.2.2 阿秒光脉冲产生方法 2427.2.3 阿秒光脉冲测量技术 2567.2.4 阿秒超快动力学 2577.3 相对论光学 2657.3.1 **非线性光学 2657.3.2 相对论光学 2657.3.3 相对论非线性光学 2667.3.4 两个重要区域 2667.3.5 相对论光整流 2677.3.6 相对论谐波产生 2677.3.7 相对论自聚焦 267习题 268
|
| 內容試閱：
|
|
第1章光辐射概论 众所周知，光是一种电磁波.那么，光究竟是哪一种电磁波呢？这就要考虑辐射电磁波的机制以及辐射波的频率等因素了.本章我们从不同角度比较系统地介绍各种辐射的光. *先我们从麦克斯韦(J.c.Maxwell)方程组开始介绍光的**电磁理论. 1.1.1电磁场的基本关系 1.麦克斯韦方程组 我们采用SI单位制，此时的麦克斯韦方程组为 式中E为电场矢量；H为磁场矢量；D为电位移矢量；B为磁感应强度；p为自由电荷密度(对于均匀各向同性光学介质P=0). 2.本构关系 与麦克斯韦方程(1.1.1)相应的本构关系为（1.1.2)式、（1.1.3)式、（1.1.4)式，它们本质上并不是方程，仅仅是有关参数之间的关系，是电磁波作用到介质上时，介质被极化、磁化以及电磁波传导属性的数学表示 1.1光的**电磁理论 (1.1.2) (1.1.3) (1.1.4) 式中P为介质极化强度矢量；X为极化率；J为自由电荷电流密度；M为介质磁化强度矢量；为真空中的介电常量；为真空中的磁导率；为介质介电常量；为介质磁导率；为介质导电率.对于均匀各向同性光学介质，和均为标量，且在各点和各个方向都相同. 3.边界条件 麦克斯韦方程组（1.1.1)的边界条件为，说明切向分量为0;因此说明法向分量的散度为0. 1.1.2平面单色光的基本性质 1.光速的有限性 根据相对论，真空中的光速是一个不变量，并用符号c来表示，且有 我们知道，任何介质中的折射率《都是有限大小的，可见光速是有限的.真空中光速的测量与定义值为 (1.1.5) 2.光波的横向性 光波是一种电磁波，其电场强度矢量与磁场强度矢量好是相互垂直的，且都与光波的传播方向A相垂直，即有 (1.1.6) 说明光波是横波. 3.光场的物质性 宇宙是由物与场两大类形态的物质构成的，作为场形态的物质与作为物形态的物质都具有质量、动量、能量基本属性，因此物质具有能量密度、能流密度以及动量密度等物理量. (1)能量密度 (1.1.7) (2)能流密度 (1.1.8) 另外，对于右手介质，S与K是平行的；对于左手介质，S与K是反平行的. (3)动量密度 (1.1.9) (1.1.9)式说明动量密度与K：是平行的. 4.光波的偏振性 在真空与各向同性介质中，，即有.设光波沿Z轴正方向传输，则有 (1.1.10) (1.1.11) 且有 (1.1.12) 此时光波为椭圆偏振光，其中当，且时，光波为圆偏振 光；当，且时，光波为线偏振光. 1.2光的光子理论 按照光子理论，光是由一些以光速传播的真实的物质单元——光子所组成的，并与其他粒子一样，光子亦具有能量、质量和动量等.实际光辐射是由大量的光子组成的，故应服从一定的统计规律性.光子是可产生也可消(湮)灭的，并且是玻色子.因此，可以用产生算符A与消(湮)灭算符来描述光子的产生与消(湮)灭:光子数算符；其对易关系式为氏. 1.2.1光子的基本性质 (1)一定种类光子的能量与一定的频率相对应， 式中 称为约化普朗克常量，其中 称为普朗克常量. (2)—定种类光子的质量，按狭义相对论为 有 (1.2.1) (1.2.2) (1.2.3) 式中为静止质量；为运动速度，对光子而言，此时分母为零，但为有限值，故必为零.即光子的静止质量为零，这意味着光子只能在运动中存在. (3)—定种类光子的动量与一定的波矢量相对应，即有 其中《为传播方向的单位矢量. (4)一切种类的光子都具有相同的自旋，且有 (1.2.5) 其中s=l为自旋量子数有三个分量，即，用表示即故光子又叫矢量粒子，服从玻色统计. 1.2.2光子的状态数 光子属于量子的范畴，因此光子的状态是指其量子状态，对光子状态的描述有以下两种基本方式. (1)组成光子状态的完全集合的四个物理量为，即波矢的三个分量与一个反映光偏振特性的自旋分量. 由于自旋算符与动量算符是可对易的，故具有一定动量和一定自旋分量的态是存在的，又由于横场条件，的状态不存在，这样一来，光子自旋分量相应于右旋圆偏振光，而则相应于左旋圆偏振光. (2)给定另一组四个物理量，即能量、动量矩平方、动量矩分量和宇称光子的内禀宇称为-1，用P或1来表示），就可以完全描述光子状态，即有 (1.2.6) 其波函数为 (1.2.7) 式中可用表示.这表明： ①不能把光子的动量矩分为轨道矩与自旋矩两部分； ②光子的动量矩不能为零. 由此可见，光的粒子属性的量为能量、动量与自旋.光的波动属性的量为频率、波矢与偏振.它们是密切相关的，即有. 按照量子力学的不确定性原理，有 (1.2.8) (1.2.9) (1.2.10) 则一个光子状态在相空间所对应的相体积为 (1.2.11) 另外，设空腔的体积为，则动量绝对值在的范围内光子集合所对应的相体积为 第1章光辐射概论 (1.2.12) 所以.故其状态应为 (1.2.13) 再进一步考虑到光子有两个*立的偏振态，则*后得其光子状态数为 (1.2.14) 故其态密度为 (1.2.15) 由此可见，**理论与量子理论得出的光子状态密度是完全相同的，这是由光的波粒二象性所导致的，可见光波模式、光子状态和相格是等价的. 1.2.3光子简并度 光子简并度是在同一个光子状态上的平均光子数，用K表示. (1)对于热辐射态的光场而言，其光子简并度为 (1.2.16) (2)对于非热辐射态的平面单色光场而言，其光子简并度的求法如下. 设光束截面为，发散角度为，频带宽度为，平均功率为，则在时 间内流过的光子数为 其所对应的状态数为 则得其光子简并度为 (1.2.17) (1.2.18) (1.2.19) 4n3c2 另外，定义单色亮度为 (1.2.20) 激光物理 则由（1.2.20)式可得其光子简并度为 (1.2.21) 下面以普通太阳光和激光为例比较其光子简并度.对于太阳光，光子简并度为 (1.2.22) 对于He-Ne激光器，对于的He-Ne激光来说，有 (1.2.23) (1.2.24) 可见，激光器的光子简并度比普通自然光高7个数量级. 1.3热辐射光 1.3.1热辐射光定义 热辐射光简称热光，亦叫平衡态光，是指处于热力学平衡态中的宏观物体所发出的电磁波辐射.这里有几点说明：①热力学平衡态的*基本的标志就是具有一个共同的温度，且不随时间而变；②电磁波辐射主要是指通常意义下的光频电磁波，即红外、可见与紫外；③其能量完全是由热量通过内能(即组成宏观物体的粒子的平动、转动、振动能量)而转化的. 1.3.2热辐射光分类 热辐射遵循的基本定律是基尔霍夫定律，即在给定温度下，任何物体辐射波长从到00范围内的发射本领与吸收本领之比为常量，即 (1.3.1) 一般来说，任何实际物体的吸收系数(吸收本领)的大小与物体本身和入射光参数等因素有关，具体来说与物体种类、聚集状态、表面状态、物体温度、入射光的频率、光的入射方向、光的偏振状态、光的强度等有关. 按照辐射波长改变时，其吸收系数(吸收本领)的变化关系可将一切热辐射物体大致分为三类：①黑体：其吸收系数在一切温度情况下，都不随波长变化，且总是等于1，即;②灰体：其吸收系数不随波长而变，但总是小于1，且随温度而变，即色体：其吸收系数随波长而变，并总是小于1，且还随温度而变，即.
|
|
購物車/收銀台(0) | 在線留言板
| 付款方式
| 聯絡我們
| 運費計算
| 幫助中心 |
加入書簽
HOME
新書上架
