《LaserFundamentals——激光基础》评介.doc

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1、《LaserFundamentals——激光基础》评介赵国华（南开大学现代光学研究所天津300071）张立彬（南开大学图书馆天津300071）傅汝廉（南开大学现代光学研究所天津300071）摘要本文对《激光基础》一书从写作背景、内容及特点以及本书的适用对象等方面进行了分析和介绍，并与国内知名教材在知识点上、讲述方法、总体框架上的区别进行了对比。关键词外国教材激光教材评介1．对本书的评介1.1本书的写作背景和作者情况介绍《激光基础》是一本优秀的教科书。作者WilliamT.Silfvast教授历时十年于1996年完成第一版，此

2、后分别在1999年、2000年、2003年三次再版。该书出版后受到读者和编辑的一致好评，作者于2004年完成了第二个版本并出版。WilliamSilfvast分别于1961和1965获得了Utah大学的物理和数学的理学学士学位以及物理学博士学位。1967－1989工作于AT＆T贝尔实验室，1983年成为一名卓越的工程技术成员，1990年，成为佛罗里达州奥兰多市的大学中心的一名物理教授，同时也是一名光学与激光研究与教学中心的一名成员。1999年，他成为光学研究所的光学教授，目前是光学所退休的名誉教授。他是牛津大学1966－19

3、67年NATO的博士学位获得者，1982－1983年成为史丹弗Guggenheim基金学者,1994－1997年是弗罗里达中心大学物理学院的一员。Silfvast教授是美国物理学界、光学界和IEEE的成员，他在原子蒸气激光、复合激光、光至电离泵浦激光、等离子激光和EUV石版印刷术领域承担先驱性工作，著有100多篇工程论文，还拥有30余项专利。《激光基础》是作者在佛罗里达中央大学教授“激光原理”课程所用讲义的基础上编写而成。佛罗里达中央大学的光学激光研究教育中心，是美国著名的三大光学研究中心之一。正是由于作者从1960年就开始

4、长期从事激光科研与教学工作，积累了丰富的理论与实践知识，因此才能写出如此优秀的有独到见解的激光教科书。1.2本书的内容及特点1.2.1本书的内容此书详细介绍了激光的各个方面。首先揭示了光的量子和波的基础特性，例如相干、能级结构、发射谱线和受激辐射，接着利用这些性质解释粒子反转数、增益、饱合强度、激光阈值之上运转、激励或泵浦和空穴性质，还包括横纵模、高斯光束、不稳定腔、调Q和锁模等。并检验了在气体或等离子体等低密度物质里粒子反转与固态或液态物质等高密度物质的3、4能级系统具有一样好的增益，提供了包括固态和半导体激光器在内的大多

5、数普通激光器的详细描述和数据。此外，这本书还包括一章关于激光的非线性转换。作者认为理解激光，就要一并了解光的粒子和波特性，以及和物质的相互作用,所以利用第一部分来介绍这部分内容。该书第一章便讲述了光的基本性质以及光与物质作用原理，第2章到第6章则讲述了光基本的波动特性和量子特性。其中波动特性包括：波动方程的求解、偏振以及光与电介质材料的相互作用。能级、辐射、辐射展宽（在气体、液体、固体中）和受激辐射等则表明了光的量子特性。光放大的概念在第7章中介绍。涉及粒子数反转和泵浦的激光放大器特性在8到10章中介绍。第11章讨论了谐振腔

6、的特性与横模和纵模的形成。第12章和13章深入研究了高斯光束和特殊的激光谐振腔。第14和15章介绍了大部分常见激光器。第16章对激光频率变换的非线性光学技术进行了简短的概述。1.2.2本书的特点与第一版相比，第二版不仅在文字和插图上有了很大的提高，对第一版的文章和图片进行了多处改进，而且在固体激光器、半导体激光器和激光谐振腔章节中加进了许多新内容。第二版还增加了一个新章节来介绍阈值之上的激光运转情况，增加了许多新材料－特别是在液体激光器、半导体激光器、空阱激光器领域的介绍，其中对激光放大器进行了广泛的讨论。另外第二版还详尽地

7、介绍了一些新类型的激光器，例如Nd:YLF激光器、Nd:YVO4激光器、Yb:YAG激光器，同时用了一些篇幅来介绍二极管泵浦的固体激光器。该书还用ABCD矩阵方法分析了含有双面镜、三面镜、四面镜的激光谐振腔。该书首次发展了诸如相干、能级、辐射线宽和受激辐射等光的基本的波动和量子特性。它用这些特性发展了粒子数反转、增益、饱和强度、阈值之上的激光运转、泵浦和激光谐振腔特性等概念，激光谐振腔特性包括横模和纵模、高斯光束、不稳定谐振腔、调Q、锁模等概念。这本书所阐述的原理对于所有激光器都适用。书中介绍了大量的固体激光器和半导体激光器

8、，并对常见的激光器给出了详尽的描述和表格数据。最后该书以介绍有关激光的非线性频率变换的章节结尾。该书的独特之处有：第4章中的辐射线宽和展宽的处理，第7章中的激光放大器简单模型的发展，第13章中的特殊激光谐振腔的讨论和第14、15章对激光器的总结。全书自始至终在解释每个概念时，总是把这个概念