中紅外激光以位于大氣傳輸窗口、包含大量分子吸收峰等特點引起了廣泛關(guān)注，在光譜學、生物醫(yī)療、遙感、國防等領(lǐng)域都有著重要的應(yīng)用。本書以前沿科研成果為題材，系統(tǒng)介紹了中紅外光纖氣體激光器的研究現(xiàn)狀及產(chǎn)生技術(shù)。內(nèi)容包括中紅外激光概述、空芯光纖發(fā)展現(xiàn)狀、中紅外光纖氣體激光理論、基于粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的中紅外光纖氣體激光（乙炔、二氧化碳、溴化氫和一氧化碳氣體激光）和基于受激拉曼散射的中紅外光纖氣體激光（甲烷和氘氣氣體激光）等，共八章。全書內(nèi)容豐富、層次分明，結(jié)合激光領(lǐng)域的新成果、新問題將中紅外氣體激光技術(shù)進行了透徹翔實的分析與呈現(xiàn)。
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目錄
第一章緒論1
1.1中紅外激光概述2
1.1.1中紅外波段的定義2
1.1.2中紅外激光的產(chǎn)生2
1.1.3中紅外激光的應(yīng)用5
1.2中紅外光纖激光技術(shù)發(fā)展歷史與現(xiàn)狀10
1.2.1基于稀土離子摻雜的中紅外光纖激光13
1.2.2基于非線性效應(yīng)的中紅外光纖激光18
1.2.3中紅外光纖激光的技術(shù)難點與發(fā)展趨勢22
1.3光纖氣體激光技術(shù)發(fā)展歷史與現(xiàn)狀25
1.3.1光纖氣體激光器基本概念25
1.3.2基于粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的光纖氣體激光技術(shù)27
1.3.3基于受激拉曼散射的光纖氣體激光技術(shù)36
1.3.4光纖氣體激光技術(shù)發(fā)展趨勢39
參考文獻40
第二章空芯光纖的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀48
2.1空芯光纖概述48
2.1.1空芯光纖簡介48
2.1.2空芯光纖的分類49
2.1.3空芯光纖的應(yīng)用49
2.2光子帶隙型空芯光纖52
2.2.1光子帶隙型空芯光纖的歷史與現(xiàn)狀52
2.2.2光子帶隙型空芯光纖的導光機理55
2.3反共振型空芯光纖56
2.3.1反共振型空芯光纖的歷史與現(xiàn)狀56
2.3.2反共振型空芯光纖的導光機理61
2.3.3反共振型空芯光纖的特性仿真64
2.4空芯光纖耦合技術(shù)67
2.4.1空間耦合技術(shù)68
2.4.2熔接耦合技術(shù)69
2.4.3拉錐耦合技術(shù)73
2.4.4端帽耦合技術(shù)75
參考文獻85
第三章中紅外光纖氣體激光理論92
3.1引言92
3.2分子特性分析92
3.2.1分子振動轉(zhuǎn)動能級92
3.2.2紅外光譜102
3.2.3拉曼光譜122
3.3基于粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的光纖氣體激光理論126
3.3.1速率方程126
3.3.2仿真分析130
3.4基于受激拉曼散射的光纖氣體激光理論146
3.4.1耦合波方程146
3.4.2仿真分析150
3.5本章小結(jié)156
參考文獻157
第四章中紅外乙炔光纖氣體激光技術(shù)159
4.1引言159
4.2可調(diào)諧乙炔光纖氣體激光159
4.2.1實驗系統(tǒng)159
4.2.2光譜特性166
4.2.3功率特性169
4.3高功率乙炔光纖氣體激光173
4.3.1實驗系統(tǒng)173
4.3.2光譜特性174
4.3.3功率特性174
4.3.4時域特性176
4.4放大器結(jié)構(gòu)乙炔光纖氣體激光177
4.4.1實驗系統(tǒng)177
4.4.2功率特性181
4.4.3時域特性186
4.4.4光束質(zhì)量187
4.4.5后向激光特性188
4.5本章小結(jié)189
參考文獻190
第五章中紅外二氧化碳光纖氣體激光技術(shù)191
5.1引言191
5.2可調(diào)諧二氧化碳光纖氣體激光191
5.2.1實驗系統(tǒng)191
5.2.2光譜特性194
5.2.3功率特性198
5.2.4光束質(zhì)量203
5.3高功率二氧化碳光纖氣體激光204
5.3.1實驗系統(tǒng)204
5.3.2光譜特性206
5.3.3功率特性210
5.3.4線寬特性224
5.3.5光束質(zhì)量227
5.4放大器結(jié)構(gòu)二氧化碳光纖氣體激光228
5.4.1實驗系統(tǒng)228
5.4.2光譜特性230
5.4.3功率特性231
5.4.4自吸收效應(yīng)234
5.5本章小結(jié)242
參考文獻242
第六章中紅外溴化氫光纖氣體激光技術(shù)244
6.1引言244
6.2連續(xù)溴化氫光纖氣體激光244
6.2.1實驗系統(tǒng)245
6.2.2光譜特性257
6.2.3功率特性262
6.2.4線寬特性266
6.2.5光束質(zhì)量267
6.3脈沖溴化氫光纖氣體激光272
6.3.1實驗系統(tǒng)272
6.3.2光譜特性280
6.3.3功率特性282
6.3.4時域特性286
6.3.5頻域特性288
6.3.6光束質(zhì)量289
6.4高功率溴化氫光纖氣體激光290
6.4.1實驗系統(tǒng)291
6.4.2光譜特性300
6.4.3功率特性301
6.4.4光束質(zhì)量308
6.5本章小結(jié)309
參考文獻309
第七章中紅外一氧化碳光纖氣體激光技術(shù)312
7.1引言312
7.22.3μm波段光纖激光研究進展312
7.2.1基于稀土離子（Tm3＋）摻雜314
7.2.2基于受激拉曼散射318
7.3窄線寬2.3μm波段光纖激光322
7.3.1實驗系統(tǒng)322
7.3.2實驗結(jié)果與分析324
7.4一氧化碳光纖氣體激光328
7.4.1一氧化碳氣體激光器實驗系統(tǒng)329
7.4.2實驗結(jié)果與分析330
7.5本章小結(jié)333
參考文獻333
第八章中紅外光纖氣體拉曼激光技術(shù)337
8.1引言337
8.2單級結(jié)構(gòu)中紅外光纖氣體拉曼激光338
8.2.1實驗系統(tǒng)338
8.2.2甲烷實驗結(jié)果340
8.2.3氘氣實驗結(jié)果343
8.3級聯(lián)結(jié)構(gòu)中紅外光纖氣體拉曼激光348
8.3.1實驗系統(tǒng)348
8.3.2甲烷甲烷級聯(lián)拉曼實驗結(jié)果350
8.3.3氘氣甲烷級聯(lián)拉曼實驗結(jié)果353
8.4本章小結(jié)360
參考文獻360
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