本书是在北京交通大学近十年激光原理课程授课讲义的基础上编写

而成的。配有完整的电子教案。

扩充原授课讲义之后、交给出版社之前，本书又经过北京

交通大学光信息科学与技术专业三届本科学生的试用和

授课教师的修改。

使用本书讲授激光原理的参考学时为48学时，不包括研究性教学研讨部分，实验课程单独开设。本书内容共分5章。第1章激光概述，介绍激光的由来及产生激光的基本条件，重点在于阐明激光光子简并度高的特性。第2章光和物质近共振相互作用，介绍基于电子谐振子模型的经典理论，并结合激光器中常见的谱线加宽介绍均匀、非均匀及综合加宽的形成机制。第3章速率方程理论，首先结合典型激光器的具体工作能级，抽象出激光

三、四能级系统，进而建立速率方程组，然后结合速率方程组的稳态解，对均匀、非均匀加宽介质的增益饱和特性进行了分析，并讨论激光放大器的工作特性。第4章光学谐振腔理论，首先根据光线传输矩阵导出光学谐振腔稳定性判据，然后介绍光学谐振腔的损耗描述和自再现模式思想，并基于光衍射理论导出光学谐振腔衍射积分本征方程，进而介绍衍射积分本征方程的平行平面腔迭代数值解法和对称共焦腔解析解法。在对称共焦腔解析解的基础上，本章还讨论谐振腔内高斯光束特性、球面镜稳定腔的等价对称共焦腔，以及薄透镜对高斯光束的变换和高斯光束变换的应用技术。第5章连续激光器工作特性，在建立激光器速率方程组的基础上，通过方程组的稳态解，分析均匀加宽介质激光器的纵模振荡和竞争、非均匀加宽介质激光器的多纵模振荡和兰姆凹陷现象，分析激光器振荡阈值、激光极限线宽、最佳输出耦合和激光器输出功率。第1、3、4章及附录由盛新志执笔编写，第2、5章由娄淑琴执笔编写。

在激光原理这样一个稍显经典实则日新月异的领域，编新教材是一件很吃力的事。工科院校多开设有该课程，已经有太多杰作树立了一个又一个不可超越的标杆。但是，为适应光信息科学与技术新专业的建设，激光原理作为专业主干课程，不可能完全照搬其他专业的教材，要求结合专业知识结构特点编写。首先感谢北京交通大学光信息科学与技术科04~06级三届学生的试用，尤其是04~06级的刘晓东、尹国路、付星星、张松、郝健、王颖、鹿文亮、陈宝琴、邢雨辰等同学的认真纠错； 感谢邓振波、吴重庆

等老师提出的中肯批评意见； 还要感谢导师马祖光院士，正是

马院士将作者引入激光这一灿烂的研究领域。最后，将最真诚的谢意送给现在的读者您，感谢您的使用，欢迎提出批评意见。

编者

2009年11月于北京交通大学静园

Email:xzhsheng@bjtu.edu.cn； shglou@bjtu.edu.cn