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军事激光技术

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精彩书摘:

　　第1章激光的产生

　　20世纪60年代以来，人们一直在寻找一种强的相干光源。1958年，物理学家A．L．Schawlow和C．H．Townes首次提出可以将MASER（MicrowaveAmplifica—tionforStimulatedEmissionofRadiation，受激辐射微波放大器）原理从微波段延伸到光谱段，并给出了理论证明，几乎同时A．M．Prokhorov也提出研制光波波段的MASER建议。1960年，T．H．Mamain成功研制出了世界第一台光波MASER（LightAmplificationforStimulatedEmissionofRadiation，受激辐射光波放大器，缩写成Laser）——红宝石激光器。1964年，钱学森建议将用于光波段的MASER命名为“激光”。

　　激光的产生是光与物质相互作用的结果。本章从光与物质相互作用的几个过程出发，叙述激光产生的基本原理。本章讨论的重点是自然光的自发辐射与激光的受激辐射、光放大和振荡的基本概念以及激光器的基本构成。

　　1．1光与物质相互作用的几个过程

　　由原子物理学可知，原子可以处于不同的运动状态，且具有不同的内部能量，这些能量在数值上是分立的。若原子处于内部能量最低的状态，则称此原子处于基态10其他比基态能量高的状态，都叫激发态。在热平衡情况下，绝大多数原子都处于基态。处于基态的原子，从外界吸收能量以后，将跃迁到能量较高的激发态。

　　普朗克于1900年用辐射量子化假设成功地解释了黑体辐射分布规律，波尔于1913年提出原子中电子运动状态量子化假设，在两者的基础上，爱因斯坦从光量子的概念出发，重新推导了黑体辐射的普朗克公式，并在推导中提出了两个极为重要的概念：受激辐射和自发辐射。他采用的光和物质相互作用的模型，只考虑原子的两个能级。如图1—1所示的能级E1和E2，单位体积内处于两能级的原子数（原子数密度）分别用n1和n2表示原子从能级E2向能级E1跃迁，辐射出光子hv，由低能级向高能级跃迁，吸收光子hv。辐射光子的过程，分为自发辐射和受激辐射。

　　1．1．1自发辐射

　　当原子被激发到高能级时，它在高能级上是不稳定的，总是力图使自己处于低的能量状态E1，如图1—1所示。

　　处于高能级的原子，即使在没有任何外界作用的情况下，也有可能从高能级E2跃迁到低能级E1，并把相应的能量释放出来。这种在没有外界作用的情况下，原子从高能级向低能级的跃迁方式有两种：一种跃迁过程中释放的能量以热量的形式放出，称为无辐射跃迁。另一种跃迁过程所释放的能量是通过光辐射形式放出，称为自发辐射跃迁。辐射出的光子能量hv21满足玻尔条件E2—E1=hv21。假定，参与自发辐射的原子数dn21，原子通过激发若在时刻t，处于高能级E2上的原子数密度为n2，从时间t到t+dt时间，即在dt时间间隔内，若在单位体积中有dn21个原子从高能级E2自发跃迁低能级E1上去，则显然dn21应与n2成正比，也与dt成正比，即dn21=A21n2dt（1—1）式中：A21为原子从高能级跃迁到低能级的自发辐射爱因斯坦系数。

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内容简介：

《军事激光技术》激光技术在军事上具有非常重要和独特的作用。本书主要讲述军事激光技冬的基奉原理、关键技术和在军事领域中的应用，介绍了国內外军事激光技术、激光武器嚷备的最新发展状况。主要内容有：激光的产生；常用军用激光器；漱光的发射、传输和接收；激光武器；激光测距技术；激光雷达技术；激光制导技术等。
《军事激光技术》可作为高等工科院校光电工程专业学生的教学参考书，亦可供相关科．技人员和院校其他相关专业师生参考。

第1章激光的产生
1.1 光与物质相互作用的几个过程
1.1.1 自发辐射
1.1.2 受激吸收
1.1.3受激辐射
1.1.4 爱因斯坦三系数A21、B12、B21、的相互关系
1.2 激光产生的基本条件
1.2.1 粒子数反转分布和光的受激辐射放大
1.2.2 激光的振荡和阈值条件
1.3 激光器的结构问题
1.3.1 工作物质
1.3.2激励（泵浦）源
1.3.3 光学谐振腔
1.4 激光的特性
1.4.1 激光的方向性
1.4.2 激光的单色性
1.4.3 激光的高亮度
1.4.4 激光的相干性
思考题

第2章典型军用激光器
2.1 气体激光器
2.1.1 C02工作原理
2.1.2 C02激光器的发展趋势
2.2 半导体激光器
2.2.1 工作原理
2.2.2 关键技术及研究状况
2.3 固体激光器
2.3.1 一般固体激光器的工作原理
2.3.2 高平均功率全固态激光器关键技术
2.3.3 固体热容激光器
2.4 光纤激光器
2.4.1 光纤激光器的组成
2.4.2 光纤激光器实现高功率的主要技术途径
2.4.3 高功率光纤激光器在激光武器中的应用前景
2.5 化学激光器
2.5.1 概述
2.5.2 氟化氢、氟化氘激光器
2.5.3 氧碘化学激光器
2.5.4 发展趋势
2.6 自由电子激光器
2.6.1 工作原理
2.6.2 发展现状
2.6.3 发展趋势
2.7 军用激光器的发展趋势
2.7.1 光电装备对激光器的发展需求
2.7.2 激光武器用激光器的发展趋势
思考题

第3章激光的发射、传输和接收
3.1 激光的发射
3.1.1 激光光束及参数
3.1.2 发射光学系统
3.2 激光的大气传输
3.2.1 大气构成
3.2.2 激光大气传输效应

第4章  激光武器
第5章  激光雷达
第7章  激光制导技术
参考文献

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