课程简介
激光原理与技术是光电信息科学与工程专业核心课程，是从事光学和光电子领域科学研究和技术开发必须掌握的基础内容。在过去半个世纪的现代光学和物理学的重大基础研究成果和革命性技术发明中，激光都起到了关键作用，对人类的生产和生活方式产生了广泛而深刻的影响。
本课程介绍激光的基本特性、基本工作原理、光与原子共振相互作用过程中的物理过程及特性、激光调制、调Q与锁模技术、激光非线性效应等基础知识，使学生对激光器的物理机理和相关激光技术有深入的理解，掌握激光相关的基本理论、分析方法和重要结论，并使学生了解学科相关新进展和重大技术应用背景，为学生从事光电子科学与技术工作打下必要的专业基础。
本课程分为“激光原理”和“激光技术”两部分。“激光原理”部分包括激光基本原理、开放谐振腔、高斯光束及其特性、光与物质相互作用及激光器的工作特性四章（1-4章），分为43个教学小视频；“激光技术”部分包括激光调制技术、激光调Q技术、激光锁模技术和激光非线性效应四章（5-8章），分为35个教学小视频。
课程大纲
激光基本原理
1.1光量子起源-黑体辐射理论
1.2光量子起源-光电效应
1.3光量子起源-康普顿散射
1.4自发辐射
1.5受激辐射
1.6受激吸收
1.7爱因斯坦关系
1.8光放大
1.9激光振荡条件
1.10激光基本特性
开放光学谐振腔
2.1开放光学谐振腔构成
2.2开放光学谐振腔的稳定性-概念及变换矩阵方法
2.3开放光学谐振腔的稳定性-判别条件
2.4开放光学谐振腔的稳定性-多元件判别条件
2.5光学谐振腔一般衍射理论
2.6光学谐振腔衍射理论-矩形对称共焦腔自再现模式镜面解
2.7光学谐振腔衍射理论-矩形对称共焦腔自再现模式空间任意点解
2.8光学谐振腔衍射理论-圆形对称共焦腔
2.9一般球面稳定腔自再现模式
2.10非稳腔自再现模式
2.11光学谐振腔损耗
高斯光束及其特性
3.1高斯光束
3.2高斯光束传播规律-ABCD定律
3.3高斯光束自再现理论
3.4高斯光束的聚焦
3.5高斯光束的准直
光与物质相互作用及激光器的工作特性
4.1线形函数
4.2均匀加宽
4.3非均匀加宽
4.4综合加宽
4.5线型函数对跃迁速率的修正
4.6速率方程理论
4.7均匀加宽增益饱和
4.8非均匀加宽增益饱和
4.9驻波型非均匀加宽增益饱和
4.10激光器的阈值
4.11激光器的模式竞争
4.12激光器的输出功率
4.13驰豫振荡
4.14激光线宽极限
4.15频率牵引
激光调制技术
5.1激光调制的概念和振幅度调制的特点
5.2相位、频率和强度调制的特点
5.3电光调制的物理基础
5.4纵向电光调制的结构与工作原理
5.5横向电光强度调制器的结构与工作原理
5.6电光偏转原理
5.7声光调制的物理基础
5.8拉曼-纳撕衍射的特点
5.9布拉格衍射的特点
5.10布拉格声光衍射的粒子模型与声光体调制器的组成
5.11声光调制与声光偏转的工作原理
激光调Q技术
6.1调Q的基本原理
6.2调Q速率方程与脉冲峰值功率的求解
6.3调Q脉冲能量和脉冲宽度的求解
6.4电光调Q激光器的结构和原理
6.5脉冲透射式调Q的原理
6.6声光调Q激光器的结构和原理
6.7声光调Q器件驱动声功率的确定与动态实验
6.8被动调Q原理
6.9被动调Q激光器的输出特性
激光锁模技术
7.1多纵模自由运转激光器的输出特性
7.2锁模的基本原理
7.3锁模输出脉冲的特点
7.4振幅调制锁模的原理
7.5相位调制锁模的原理
7.6被动锁模的原理
7.7同步泵浦锁模的原理与激光器结构
7.8自锁模与SESAM锁模的原理
激光非线性效应
8.1非线性极化
8.2二阶非线性极化率张量的性质
8.3非线性波动方程
8.4非线性耦合波方程组
8.5低效率情况下倍频耦合波方程组的解
8.6高效率情况下倍频耦合波方程组的解
8.7光参量振荡原理
1.1光量子起源-黑体辐射理论
1.2光量子起源-光电效应
1.3光量子起源-康普顿散射
1.4自发辐射
1.5受激辐射
1.6受激吸收
1.7爱因斯坦关系
1.8光放大
1.9激光振荡条件
1.10激光基本特性
开放光学谐振腔
2.1开放光学谐振腔构成
2.2开放光学谐振腔的稳定性-概念及变换矩阵方法
2.3开放光学谐振腔的稳定性-判别条件
2.4开放光学谐振腔的稳定性-多元件判别条件
2.5光学谐振腔一般衍射理论
2.6光学谐振腔衍射理论-矩形对称共焦腔自再现模式镜面解
2.7光学谐振腔衍射理论-矩形对称共焦腔自再现模式空间任意点解
2.8光学谐振腔衍射理论-圆形对称共焦腔
2.9一般球面稳定腔自再现模式
2.10非稳腔自再现模式
2.11光学谐振腔损耗
高斯光束及其特性
3.1高斯光束
3.2高斯光束传播规律-ABCD定律
3.3高斯光束自再现理论
3.4高斯光束的聚焦
3.5高斯光束的准直
光与物质相互作用及激光器的工作特性
4.1线形函数
4.2均匀加宽
4.3非均匀加宽
4.4综合加宽
4.5线型函数对跃迁速率的修正
4.6速率方程理论
4.7均匀加宽增益饱和
4.8非均匀加宽增益饱和
4.9驻波型非均匀加宽增益饱和
4.10激光器的阈值
4.11激光器的模式竞争
4.12激光器的输出功率
4.13驰豫振荡
4.14激光线宽极限
4.15频率牵引
激光调制技术
5.1激光调制的概念和振幅度调制的特点
5.2相位、频率和强度调制的特点
5.3电光调制的物理基础
5.4纵向电光调制的结构与工作原理
5.5横向电光强度调制器的结构与工作原理
5.6电光偏转原理
5.7声光调制的物理基础
5.8拉曼-纳撕衍射的特点
5.9布拉格衍射的特点
5.10布拉格声光衍射的粒子模型与声光体调制器的组成
5.11声光调制与声光偏转的工作原理
激光调Q技术
6.1调Q的基本原理
6.2调Q速率方程与脉冲峰值功率的求解
6.3调Q脉冲能量和脉冲宽度的求解
6.4电光调Q激光器的结构和原理
6.5脉冲透射式调Q的原理
6.6声光调Q激光器的结构和原理
6.7声光调Q器件驱动声功率的确定与动态实验
6.8被动调Q原理
6.9被动调Q激光器的输出特性
激光锁模技术
7.1多纵模自由运转激光器的输出特性
7.2锁模的基本原理
7.3锁模输出脉冲的特点
7.4振幅调制锁模的原理
7.5相位调制锁模的原理
7.6被动锁模的原理
7.7同步泵浦锁模的原理与激光器结构
7.8自锁模与SESAM锁模的原理
激光非线性效应
8.1非线性极化
8.2二阶非线性极化率张量的性质
8.3非线性波动方程
8.4非线性耦合波方程组
8.5低效率情况下倍频耦合波方程组的解
8.6高效率情况下倍频耦合波方程组的解
8.7光参量振荡原理