氣體激光動(dòng)力學(xué)及器件優(yōu)化設(shè)計(jì)

內(nèi)容概要

本書的前半部分介紹了氣體激光的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，包括氣體放電等離子體的基本性質(zhì)，氣體放電等離子體中的基本過程，帶電粒子的運(yùn)動(dòng)及等離子體電阻率，氣體的粘度、導(dǎo)熱和擴(kuò)散；本書的后半部分闡述了高斯光束的傳播、穩(wěn)定球面諧振腔、非穩(wěn)定球面諧振腔、激光的基本原理和特性，著重介紹了二氧化碳激光器和銅蒸氣激光器，討論了優(yōu)化方法——遺傳算法的基本原理及其計(jì)算程序的實(shí)現(xiàn)，給出了用遺傳算法優(yōu)化設(shè)計(jì)二氧化碳激光器和銅蒸氣激光器的具體實(shí)例，最后介紹了封離型和大功率橫流二氧化碳激光器的實(shí)驗(yàn)及其結(jié)果。　　本書可作為光學(xué)工程、激光技術(shù)、氣體放電、光電子技術(shù)以及相關(guān)專業(yè)的研究生教材及高年級(jí)本科生的教學(xué)參考書，也可作為相關(guān)工程技術(shù)人員的參考書。

書籍目錄

序前言第1章　氣體放電等離子體的基本性質(zhì)　1.1　氣體電離及等離子體的基本概念  1.2  德拜屏蔽  1.3  等離子體鞘層  1.4  等離子體振蕩  參考文獻(xiàn)第2章  氣體放電等離子體中的基本過程  2.1  粒子及其相互之間的作用  2.2  帶電粒子與原子之間的彈性碰撞  2.3  氣體原子的激發(fā)和電離  2.4  氣體原子的去激發(fā)和去電離  2.5  氣體放電分類  參考文獻(xiàn)第3章  帶電粒子的運(yùn)動(dòng)及等離子體電阻率  3.1  帶電粒子的熱運(yùn)動(dòng)  3.2  帶電粒子的漂移  3.3  帶電粒子的擴(kuò)散  3.4  帶電粒子的雙極性擴(kuò)散  3.5  穩(wěn)恒態(tài)解  3.6  復(fù)合  3.7  完全電離等離子體中的碰撞  參考文獻(xiàn)第4章  氣體的粘度  4.1  粘度的定義和單位  4.2  氣體粘度理論及其傳遞性質(zhì)  4.3  低壓氣體粘度的計(jì)算  4.4  低壓氣體混合物粘度的計(jì)算方法  4.5  高壓對(duì)純氣體粘度影響的修正方法  4.6  高壓對(duì)氣體混合物粘度影響的修正方法  參考文獻(xiàn)第5章  氣體的導(dǎo)熱  5.1  定義和單位  5.2  單原子氣體熱導(dǎo)率的計(jì)算方法  5.3  多原子氣體熱導(dǎo)率的計(jì)算方法  5.4  溫度對(duì)低壓氣體熱導(dǎo)率的影響  5.5  高壓對(duì)氣體熱導(dǎo)率影響的估計(jì)方法  5.6  低壓氣體混合物熱導(dǎo)率的計(jì)算方法  5.7  溫度和壓力對(duì)氣體混合物熱導(dǎo)率的影響  參考文獻(xiàn)第6章  氣體的擴(kuò)散  6.1  基本概念和單位  6.2  低壓雙元?dú)怏w體系擴(kuò)散系數(shù)的計(jì)算  6.3  低壓雙元?dú)怏w混合物擴(kuò)散系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)公式  6.4  壓力對(duì)氣體擴(kuò)散的影響  6.5  溫度對(duì)氣體擴(kuò)散的影響  6.6  多組元?dú)怏w混合物的擴(kuò)散  參考文獻(xiàn)第7章  高斯光束的傳播　7.1  光波傳播的基本方程  7.2  衍射問題的處理  7.3  徑向有限制的光束傳輸  7.4  高斯光束的聚焦  參考文獻(xiàn)第8章  穩(wěn)定球面諧振腔  8.1  無限大孔徑諧振腔  8.2  透鏡諧振腔和多模諧振腔的光束發(fā)散角  8.3  有限孔徑諧振腔  8.4  增益分布對(duì)模結(jié)構(gòu)的影響  8.5  靈敏度調(diào)整  8.6  相位共軛諧振腔（PCM諧振腔）  參考文獻(xiàn)第9章  非穩(wěn)定球面諧振腔  9.1  幾何光學(xué)近似分析  9.2  幾種典型的諧振腔及其耦合輸出  9.3  波動(dòng)光學(xué)分析方法  9.4  非穩(wěn)定諧振腔的發(fā)散角  參考文獻(xiàn)第10章  激光原理和特性  10.1  譜線加寬  10.2  增益系數(shù)  10.3  激光速率方程  10.4  三能級(jí)系統(tǒng)  10.5  粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布條件  10.6  激光放大的閾值條件  10.7  均勻加寬的模式競(jìng)爭(zhēng)和頻率牽引  10.8  激光器的輸出特性  參考文獻(xiàn)第11章  二氧化碳激光器  11.1  概述  11.2  二氧化碳激光粒子數(shù)反轉(zhuǎn)機(jī)理  11.3  典型二氧化碳激光系統(tǒng)  11.4  二氧化碳激光動(dòng)力學(xué)機(jī)理研究  參考文獻(xiàn)第12章  銅蒸氣激光器  12.1  概述  12.2  銅蒸氣激光輻射原子躍遷  12.3  銅蒸氣激光研究的發(fā)展與現(xiàn)狀  12.4  銅蒸氣激光動(dòng)力學(xué)機(jī)理研究  12.5  銅蒸氣激光器應(yīng)用與展望  參考文獻(xiàn)第13章  優(yōu)化設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)  13.1  遺傳算法概述  13.2  遺傳算法程序設(shè)計(jì)  13.3  二氧化碳激光器諧振腔的優(yōu)化  13.4  二氧化碳激光器氣壓參量的優(yōu)化  13.5  銅蒸氣激光器乙C放電電路的優(yōu)化  13.6  大口徑銅蒸氣激光“黑心”的優(yōu)化消除  13.7  大功率銅蒸氣激光器系統(tǒng)的優(yōu)化　13.8  優(yōu)化銅蒸氣激光的動(dòng)力學(xué)強(qiáng)化機(jī)理研究  13.9  大功率橫流二氧化碳激光器殘余氣體成分的確定  13.10  大功率橫流二氧化碳激光橫模的測(cè)量  參考文獻(xiàn)附錄  附錄A  本書各物理量符號(hào)對(duì)照表  附錄B  常用物理常數(shù)  附錄C  常用等離子體參量和公式  附錄D  Lennard-Jones勢(shì)的勢(shì)能參數(shù)  附錄E  常見氣體物性參數(shù)

章節(jié)摘錄

　　第1章 氣體放電等離子體的基本性質(zhì)　　1.1 氣體電離及等離子體的基本概念　　電離氣體是氣體中的原子、分子被電離而形成的一種物質(zhì)形態(tài)。氣體的電離可以由許多不同的途徑產(chǎn)生，例如電激勵(lì)、光激勵(lì)、磁激勵(lì)或幾種激勵(lì)共同作用等等，通過這樣的激勵(lì)使電子脫離氣體原子、分子的束縛而形成電離氣體。電離氣體中含有電子、離子和荷電中性的原子、分子。如果電離氣體由外電場(chǎng)產(chǎn)生并形成傳導(dǎo)電流，則稱這種現(xiàn)象為氣體放電。　　電離氣體按電離程度的不同可分為弱電離氣體（只有很少的原子或分子被電離）、部分電離氣體和完全電離氣體三類。弱電離氣體主要由中性粒子和少量帶電粒子組成，帶電粒子與中性粒子的相互作用有重要作用。完全電離氣體則主要是帶電粒子之間的相互作用。弱電離氣體與完全電離氣體的行為有很大區(qū)別。　　……

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