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第1章 激光发展的历史及军事应用1

1.1 激光发展的历史1

1.1.1 从受激辐射到激光的设想1

1.1.2 激光技术的发展2

1.1.3 我国早期激光技术的发展2

1.2 激光的军事应用2

1.2.1 军用激光技术2

1.2.2 我国军用激光技术4

第2章 激光的产生与特性6

2.1 激光的基本概念6

2.1.1 辐射产生的基本原理6

2.1.2 辐射与吸收之间的关系8

2.2 介质中粒子数反转与增益光的模式11

2.2.1 能实现粒子数反转的性质11

2.2.2 光的增益13

2.2.3 光的模式20

2.3 谐振腔与阈值条件21

2.3.1 光学谐振腔22

2.3.2 光学谐振腔的稳定性22

2.3.3 激光的纵模24

2.3.4 激光的横模24

2.3.5 M2因子27

2.3.6 阈值条件27

2.4 激光器的工作状态32

2.5 输出功率36

习题38

第3章 激光器40

3.1 传统激光器40

3.1.1 气体激光器40

3.1.2 固体激光器43

3.2 新型激光器44

3.2.1 二极管泵浦固体激光器44

3.2.2 飞秒钛宝石激光器的工作原理47

3.2.3 光纤激光器51

3.2.4 可调谐固体激光器54

习题54

第4章 半导体激光器56

4.1 半导体及半导体激光器的工作原理56

4.1.1 半导体基础56

4.1.2 半导体激光器的工作原理61

4.1.3 速率方程的稳态解、瞬态解及其物理意义70

4.2 半导体激光器构型73

4.2.1 异质结激光器73

4.2.2 分布反馈激光器77

4.2.3 级联量子阱激光器83

4.2.4 可突破衍射极限的半导体激光器88

4.3 半导体激光器的输出特性及光谱特性88

4.3.1 输出特性88

4.3.2 光谱特性89

4.3.3 半导体激光器的横模及其偏振特性94

习题97

第5章 激光单元技术98

5.1 激光选模技术98

5.1.1 横模选择98

5.1.2 纵模选择99

5.2 Q开关技术101

5.2.1 脉冲激光器输出的光脉冲特性101

5.2.2 调Q原理102

5.2.3 调Q的速率方程与数值积分110

5.3 锁模技术116

5.3.1 多模激光器的输出特性116

5.3.2 锁模的基本原理118

5.3.3 锁模方法120

习题124

第6章 激光传输与控制125

6.1 激光大气传输125

6.1.1 大气湍流效应125

6.1.2 大气湍流特性125

6.1.3 大气湍流的激光传输效应126

6.2 大气热晕效应128

6.3 斜程衰减129

6.4 光束控制系统131

6.4.1 概述131

6.4.2 捕获、跟踪、瞄准的基本概念和工作过程139

习题142

第7章 激光探测与测量143

7.1 激光探测技术143

7.1.1 直接探测143

7.1.2 光外差探测144

7.1.3 直接探测与外差探测信噪比分析145

7.1.4 光的粒子性导致的光电探测极限灵敏度146

7.1.5 单光子超导探测与量子探测147

7.2 激光束空间分布及测量149

7.2.1 激光光斑及测量149

7.2.2 激光束束散角的测量154

7.2.3 激光束的横模观测155

7.3 激光束的时间特性156

7.3.1 普通脉冲测量157

7.3.2 超短脉冲测量161

7.4 激光能量与功率测量164

7.4.1 激光能量的测量165

7.4.2 激光功率的测量169

7.4.3 激光能量参数测量中的一些问题172

习题173

第8章 激光通信174

8.1 光纤及光纤通信简介174

8.1.1 光纤的结构和分类174

8.1.2 光纤中的射线光学理论175

8.1.3 光纤的波动理论178

8.1.4 近似解——LP模184

8.1.5 光纤的损耗与色散186

8.1.6 光纤通信简介187

8.1.7 光纤数据总线188

8.2 自由空间光通信及激光数据链路189

8.2.1 自由空间光通信189

8.2.2 机载激光数据链路系统的组成191

8.2.3 发射与接收器件195

8.2.4 发射与接收196

8.2.5 激光束的传输与对准197

8.3 机载激光链路快速高概率捕获技术202

8.3.1 捕获过程概述202

8.3.2 选择不确定区域203

8.3.3 捕获模式与扫描方式205

8.3.4 捕获概率计算205

8.3.5 最大捕获时间208

习题209

第9章 机载激光装置原理210

9.1 激光测距210

9.1.1 激光测距的分类210

9.1.2 激光测距的基本原理210

9.2 脉冲式激光测距系统211

9.2.1 脉冲式激光测距系统的基本组成211

9.2.2 激光发射部分213

9.2.3 激光接收部分215

9.3 激光制导武器218

9.3.1 激光制导武器的导引方式218

9.3.2 半主动式激光制导220

9.3.3 驾束式激光制导221

9.3.4 视线指令式激光制导225

9.4 激光雷达227

9.4.1 激光雷达接收技术228

9.4.2 激光雷达探测方式228

9.4.3 激光雷达测距方程231

9.4.4 激光雷达目标成像237

9.4.5 逆合成孔径成像激光雷达238

9.4.6 光学相控阵雷达系统241

9.5 微波光子技术与RoF技术242

9.5.1 RoF技术242

9.5.2 微波光子技术的应用246

习题246

参考文献247