《激光原理及應用（第3版）》從內容上分為兩部分。第1～5章介紹激光的基本理論，從激光的物理學基礎出發，著重闡明物理概念，以及激光輸出特性與激光器的參數之間的關系，盡量避免過多的理論計算，以掌握激光器的選擇和使用為主要目的；第6～10章介紹激光在計量、加工、醫學、信息技術，以及現代科技前沿問題中的應用，重點介紹各種應用的思路和方法。
序
1960年發明激光到現在已經有近50年了。這期間激光的理論與應用研究有了極大的發展，而且對人類社會產生了深刻的影響。作為光的受激輻射，激光是一種極好的光源，它首先在測量領域得到了廣泛的應用。物理學中最基本的量值——米，改為激光在真空中的波長來定義，使有效數字提高到九位。激光用來測長、測距、測速、測角、測量各種可以轉換為光的物理量，發展出一個專門的學科——激光測量學，還使光學測量方法走出實驗室成為工程測量的常規手段。激光用于加工，始于激光打孔，很快就推廣到切割、焊接、熱處理、表面改性與強化，乃至激光快速成型、激光清洗和激光微加工，已經成為高科技產業不可缺少的加工方法。激光醫學近30年來的發展和推廣，給人類帶來了福祉。而激光在信息產業中的大量應用更是信息時代到來的主要原動力之一。可以毫不夸張地說，現代社會的方方面面已經與激光的應用密不可分。
鑒于激光在現代科學技術中的如此重要作用，激光原理和它的各種應用技術已成為各行各業的技術人員教必須掌握的一門高新技術。我國的重點高等院校從20世紀70年代開設激光理論與應用的課程，并開辦了若干以激光器制造和應用為培養目標的理工科專業。改革開放以來，推廣到一般院校，目前國內高等院校不開設激光原理與應用課程的已很難找到。各重點高校編寫的涉及激光原理、技術和應用的有關教材，林林總總不下數十種。但是其中多數激光原理的教材涉及過多的物理原理，超越了大學普通物理的內容，教材只針對重點高校的要求，并不適于培養工程應用型人才的一般院校。相對適用的流傳較廣的清華大學丁俊華先生的《激光原理及應用》是20世紀80年代初的講稿，因為激光技術的快速發展，需要補充修訂。本書編者在多年為普通高校本科生講授這門課程的基礎上，重新編寫《激光原理及應用》，就是為滿足一般高等院校學生掌握應用激光技術的教學需要。該書的特點在于著重闡明受激輻射的物理概念，以及激光輸出特性與激光器的參數之間的關系，以掌握激光器的選擇和使用為主要目的。書中激光應用有關章節都由長期從事該領域教學與科研的專家編寫，介紹了近年來的新發展，重點講各種應用的思路和方法；每章都有適當的思考練習題，可以幫助讀者加深理解學到的理論并掌握應用方法，是一本很有特色的教材。相信本書的出版對于激光技術的推廣與教學會起到很有益的促進作用。
中國工程院院士
清華大學教授
第1章 輻射理論概要與激光產生的條件
1.1 光的波粒二象性
1.1.1 光波
1.1.2 光子
1.2 原子的能級和輻射躍遷
1.2.1 原子能級和簡并度
1.2.2 原子狀態的標記
1.2.3 玻爾茲曼分布
1.2.4 輻射躍遷和非輻射躍遷
1.3 光的受激輻射
1.3.1 黑體熱輻射
1.3.2 光和物質的作用
1.3.3 自發輻射、受激輻射和受激吸收之間的關系
1.3.4 自發輻射光功率與受激輻射光功率
1.4 光譜線增寬
1.4.1 光譜線、線型和光譜線寬度
1.4.2 自然增寬
1.4.3 碰撞增寬
1.4.4 多普勒增寬
1.4.5 均勻增寬和非均勻增寬線型
1.4.6 綜合增寬
1.5 激光形成的條件
1.5.1 介質中光的受激輻射放大
1.5.2 光學諧振腔和閾值條件
思考練習題1
第2章 激光器的工作原理
2.1 光學諧振腔結構與穩定性
2.1.1 共軸球面諧振腔的穩定性條件
2.1.2 共軸球面腔的穩定圖及其分類
2.1.3 穩定圖的應用
2.2 速率方程組與粒子數反轉
2.2.1 三能級系統和四能級系統
2.2.2 速率方程組
2.2.3 穩態工作時的粒子數密度反轉分布
2.2.4 小信號工作時的粒子數密度反轉分布
2.2.5 均勻增寬型介質的粒子數密度反轉分布
2.2.6 均勻增寬型介質粒子數密度反轉分布的飽和效應
2.3 均勻增寬介質的增益系數和增益飽和
2.3.1 均勻增寬介質的增益系數
2.3.2 均勻增寬介質的增益飽和
2.4 非均勻增寬介質的增益飽和
2.4.1 介質在小信號時的粒子數密度反轉分布值
2.4.2 非均勻增寬型介質在小信號時的增益系數
2.4.3 非均勻增寬型介質穩態粒子數密度反轉分布
2.4.4 非均勻增寬型介質穩態情況下的增益飽和
2.5 激光器的損耗與閾值條件
2.5.1 激光器的損耗
2.5.2 激光諧振腔內形成穩定光強的過程
2.5.3 閾值條件
2.5.4 對介質能級選取的討論
思考練習題2
第3章 激光器的輸出特性
3.1 光學諧振腔的衍射理論
3.1.1 菲涅耳?基爾霍夫衍射公式
3.1.2 光學諧振腔的自再現模積分方程
3.1.3 激光諧振腔的諧振頻率和激光縱模
3.2 對稱共焦腔內外的光場分布
3.2.1 共焦腔鏡面上的場分布
3.2.2 共焦腔中的行波場與腔內外的光場分布
3.3 高斯光束的傳播特性
3.3.1 高斯光束的振幅和強度分布
3.3.2 高斯光束的相位分布
3.3.3 高斯光束的遠場發散角
3.3.4 高斯光束的高亮度
3.4 穩定球面腔的光束傳播特性
3.4.1 穩定球面腔的等價對稱共焦腔
3.4.2 穩定球面腔的光束傳播特性
3.5 激光器的輸出功率
3.5.1 均勻增寬型介質激光器的輸出功率
3.5.2 非均勻增寬型介質激光器的輸出功率
3.6 激光器的線寬極限
3.7 激光光束質量的品質因子M2
思考練習題3
第4章 激光的基本技術
4.1 激光器輸出的選模
4.1.1 激光單縱模的選取
4.1.2 激光單橫模的選取
4.2 激光器的穩頻
4.2.1 影響頻率穩定的因素
4.2.2 穩頻方法概述
4.2.3 蘭姆凹陷法穩頻
4.2.4 飽和吸收法穩頻
4.3 激光束的變換
4.3.1 高斯光束通過薄透鏡時的變換
4.3.2 高斯光束的聚焦
4.3.3 高斯光束的準直
4.3.4 激光的擴束
4.4 激光調制技術
4.4.1 激光調制的基本概念
4.4.2 電光強度調制
4.4.3 電光相位調制
4.5 激光偏轉技術
4.5.1 機械偏轉
4.5.2 電光偏轉
4.5.3 聲光偏轉
4.6 激光調Q技術
4.6.1 激光諧振腔的品質因數Q
4.6.2 調Q原理
4.6.3 電光調Q
4.6.4 聲光調Q
4.6.5 染料調Q
4.7 激光鎖模技術
4.7.1 鎖模原理
4.7.2 主動鎖模
4.7.3 被動鎖模
思考練習題4
第5章 典型激光器介紹
5.1 固體激光器
5.1.1 固體激光器的基本結構與工作物質
5.1.2 固體激光器的泵浦系統
5.1.3 固體激光器的輸出特性
5.1.4 新型固體激光器
5.2 氣體激光器
5.2.1 氦氖（He?Ne）激光器
5.2.2 二氧化碳激光器
5.2.3 Ar＋離子激光器
5.3 染料激光器
5.3.1 染料激光器的激發機理
5.3.2 染料激光器的泵浦
5.3.3 染料激光器的調諧
5.4 半導體激光器
5.4.1 半導體的能帶和產生受激輻射的條件
5.4.2 PN結和粒子數反轉
5.4.3 半導體激光器的工作原理和閾值條件
5.4.4 同質結和異質結半導體激光器
5.5 其他激光器
5.5.1 準分子激光器
5.5.2 自由電子激光器
5.5.3 化學激光器
思考練習題5
第6章 激光在精密測量中的應用
6.1 激光干涉測長
6.1.1 干涉測長的基本原理
6.1.2 激光干涉測長系統的組成
6.1.3 激光外差干涉測長技術
6.1.4 激光干涉測長應用舉例
6.2 激光衍射測量
6.2.1 激光衍射測量原理
6.2.2 激光衍射測量的方法
6.2.3 激光衍射測量的應用
6.3 激光測距
6.3.1 激光脈沖測距
6.3.2 激光相位測距
6.4 激光準直及多自由度測量
6.4.1 激光準直儀
6.4.2 激光衍射準直儀
6.4.3 激光多自由度測量
6.5 激光多普勒測速
6.5.1 運動微粒散射光的頻率
6.5.2 差頻法測速
6.5.3 激光多普勒測速技術的應用
6.6 環形激光測量角度和角加速度
6.6.1 環形激光精密測角
6.6.2 光纖陀螺
6.7 激光環境計量
6.8 激光散射板干涉儀
思考練習題6
第7章 激光加工技術
7.1 激光熱加工原理
7.2 激光表面改性技術
7.2.1 激光淬火技術的原理與應用
7.2.2 激光表面熔凝技術
7.2.3 激光熔覆技術
7.3 激光去除材料技術
7.3.1 激光打孔
7.3.2 激光切割
7.4 激光焊接
7.4.1 激光熱導焊
7.4.2 激光深熔焊
7.4.3 激光復合焊
7.5 激光快速成型技術
7.5.1 激光快速成型技術的原理及主要優點
7.5.2 激光快速成型技術
7.5.3 激光快速成型技術的重要應用
7.6 其他激光加工技術
7.6.1 激光清洗技術
7.6.2 激光彎曲
思考練習題7
第8章 激光在醫學中的應用
8.1 激光與生物體的相互作用
8.1.1 生物體的光學特性
8.1.2 激光對生物體的作用
8.1.3 激光對生物體應用的優點
8.2 激光在臨床治療中的應用
8.2.1 激光臨床治療的種類與現狀
8.2.2 激光在皮膚科及整形外科領域中的應用
8.2.3 激光在眼科中的應用
8.2.4 激光在泌尿外科中的應用
8.2.5 激光在耳鼻喉科中的應用
8.2.6 最新的技術——間質激光光凝術
8.2.7 光動力學治療
8.3 激光在生物體檢測及診斷中的應用
8.3.1 利用激光的生物體光譜測量及診斷
8.3.2 激光斷層攝影
8.3.3 激光顯微鏡
8.4 醫用激光設備
8.4.1 醫用激光光源
8.4.2 醫用激光傳播用光纖
8.5 激光應用于醫學的未來
8.5.1 醫用激光新技術
8.5.2 光動力學治療的前景
思考練習題8
第9章 激光在信息技術中的應用
9.1 光纖通信系統中的激光器和光放大器
9.1.1 半導體激光器
9.1.2 光纖激光器
9.1.3 光放大器
9.2 激光全息三維顯示
9.2.1 全息術的歷史回顧
9.2.2 激光全息術的基本原理和分類
9.2.3 白光再現的全息三維顯示
9.2.4 計算全息圖
9.2.5 數字全息術
9.2.6 全息三維顯示的優點
9.2.7 全息三維顯示的應用
9.2.8 全息三維顯示技術的展望
9.3 激光存儲技術
9.3.1 激光存儲的基本原理、分類及特點
9.3.2 激光光盤存儲
9.3.3 激光體全息光存儲
9.3.4 激光存儲技術的新進展［77，85，90，91，92］
9.4 激光掃描和激光打印機
9.4.1 激光掃描
9.4.2 激光打印機
9.5 量子光通信中的激光源
9.5.1 量子光通信
9.5.2 量子態發生器及應用
思考練習題9
第10章 激光在科學技術前沿問題中的應用
10.1 激光核聚變
10.1.1 受控核聚變
10.1.2 磁力約束和慣性約束控制方法
10.1.3 激光壓縮點燃核聚變的原理
10.2 激光冷卻
10.3 激光操縱微粒
10.3.1 光捕獲
10.3.2 微粒操縱
10.4 激光誘導化學過程
10.4.1 激光波長和離解能的關系
10.4.2 激光切斷分子
10.4.3 液體、固體的光化學反應
10.5 激光光譜學
10.5.1 拉曼光譜
10.5.2 空間高分辨的激光顯微光譜
10.5.3 頻率高分辨的雙光子光譜
10.5.4 時間高分辨的激光閃光光譜
10.5.5 各種特殊效能的激光光譜技術
10.6 激光用于反常多普勒效應的基礎物理研究
10.6.1 電磁波的正常多普勒效應
10.6.2 在負折射率材料中傳播的電磁波的反常多普勒效應
10.6.3 折射光子晶體棱鏡的設計以及負折射性質的實驗驗證
10.6.4 反常多普勒效應的測量光路設計及理論分析
10.6.5 反常多普勒效應的測量實驗結果
思考練習題10
新書資訊