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1、国外激光原理经典教材述评摘要：在学习和借鉴发达国家激光原理教材成功经验的基础上，本文选定了国外有代表性的、世界著名大学所用的三本激光原理经典教材为研究对象，通过分析、研究和，对所选教材进行了客观地评价与介绍。关键词：国外教材：激光原理；激光技术；激光器件；评介教育部南开大学外国教材中心，多年来一直承担全国物理类外国教材的引进、研究评介及交流，积累了一定的外国教材研究工作经验。曾于1989年出版过全国高等学校物理类外国教材研究文集。2022年1月，该中心正式承担了教育部2022年外国教材研究项目“国外激光原理教材研究评介”。本文为该课题研究的成果之一。本文选择国外知名大学三本激光原理教材作为研究
2、对象，并着重对其进行评介分析。这三本激光原理经典教材分别是：美国斯坦福大学AnthonyE，Siegman教授1986年出版的Lasers美国佛罗里达中央大学WilliamtSilfvast教授2022年出版的LaserFundamentals(SecondEdition)和意大利米兰理工学院OrazioSvelto教授1998年出版的PrinciplesofLasers(FourthEdition)。一、激光(Lasers)Siegman教授于1957年获得斯坦福大学的电子工程学博士学位起，从事微波电子学、微波激射以及激光器领域的教学和科研工作。其研究领域包括激光物理、激光仪器和激光应用等方
3、面，最主要集中在激光振荡器及其模式和激光光束的传播上。激光一书，是他全面阐述激光原理的著作，它系统深入地论述了激光的产生、激光原理以及激光应用等基本内容。本书分为三大部分，共31章。其中，第一部分为激光物理基础，共13章内容。具体为：激光引言；受激跃迁经典振荡模型；实际原子的电偶极子跃迁；原子速率方程；Rabi频率激光泵浦和粒子数反转；激光放大：激光再放大；线性脉冲传输；非线性光脉冲传输；激光反射镜和再生反馈；激光器的振荡基础；振荡动力学和振荡阈值。第二部分介绍了激光光束与激光器谐振腔，共10章内容，也是全书的主体部分。具体有：光束与谐振腔一引言：射线光学与射线矩阵：波动光学与高斯光束；高斯光
4、束的物理性质；光束扰动和衍射：稳定的两镜腔；复轴波动光学：普通同轴谐振腔理论；非稳谐振腔：非稳谐振腔再讨论。第三部分，介绍了激光动力学和新课题，共8章内容，主要涉及了激光动力和挑选的深度题目。具体有：激光动力学一激光器腔方程：激光尖峰和模式；激光Q开关；实际激光器的模式耦合；被动锁模；激光注入锁定；烧孔和饱和光谱学；磁偶极子跃迁。深度题目诸如烧孔效应和饱和光谱学等适合那些更有经验的读者。该书练习中汇集了大量的富有建设性的问题，极大地提高了该书的价值。Siegman教授在书中设计思维活跃的问题，以此来提高学生的能力等等。海外读者从各自的角度对该书做了极为肯定地评价。有的说“本书是一部优秀的学教材
5、，适合任何水平的初学者”；“这本优秀的教材完美地介绍了激光世界，尤其适合大学生阅读，特别是那些学领域的”；有的说“就现阶段来说，尽管该书对激光科学家和光学专业学生来说仍是一本优秀的参考书或教材，但它还需要进一步对最新的发展有所涵盖”。二、激光基础(LaserFundamentals)(第二版)WilliamT.Silfvast教授是激光研究方面的权威人士，是美国佛罗里达中央大学光学院的教授。1994至1997年，他曾担任美国佛罗里达中央大学物理系主任教授。1999年，他成了光学学院的任职教授，至今仍任该校光学学院的荣誉教授。Sflfvast教授同时是美国物理协会、美国光学协会以及北美电气和电子
6、工程师协会的研究员。他在金属蒸汽激光器、复合激光器、光电离泵浦激光器、等离子体激光器以及EUV光刻技术等研究领域取得了超前卓越的研究成就，发表了100余篇的科技论文，拥有30多项专利。正是他多年积累的丰富理论与实践经验，才写出了如此优秀的有独到见解的激光教科书。激光基础一书介绍了有关激光和激光设计的原理。包括全书从激光基础到激光物理、激光工程，涉及的问题很多。该书有16章包括激光概论，光的波属性一光与物质的相互作用，光的粒子属性量子化的能级，跃迁辐射和发射线宽，气体、液体和固体的辐射特性与能级，辐射和热力的均衡一吸收和受激辐射，激光的产生条件一粒子反转数、增益和增益饱和度，超越阈值的激光振荡，
7、粒子反转的要求；激光的泵浦要求与技术，激光腔模式，稳定激光共振和高斯光束，特殊的激光腔和效果，低增益密度介质的激光系统，高增益密度介质的激光系统，激光的倍频和非线性光学。有读者评价：激光基础(第二版)是一本言简意赅、深入浅出的书籍。该书非常适合相关专业的高年级大学本科生及研究生阅读。也适合相关研究人员使用，具有很高的参考价值。三、激光原理(PringiplesofLasers)(第四版)学的大卫C汉纳(DavidC.Hanna)教授。该书1983年曾被吕云仙译成中文。Svelto教授的研究领域涉及激光物理学和量子电子学领域中的多个方面，是这一领域的开拓者。他的研究工作主要包括：光脉冲的产生及应
8、用，激光谐振腔及选模技术的发展，激光技术在生物学和医学方面的应用，以及固体激光器的发展等。目前他已发表相关科技论文150余篇，在国际学术会议上，有50余篇特约论文集中反映了他的各项研究成果。他还担任过第10届国际量子电子学会议(1976)的项目主管，第85届、第90届CLEO组织欧洲项目委员会主席，以及第l届CLEO组织欧洲区会议(1994)的主席团成员。他也是意大利“AcademiadeiXL”学会的会员和电气及电子工程师协会(IEEE)的研究员。本书译者为英国南安普顿大学的大卫C，汉纳(DavidC，Hanna)教授，Hanna教授主要从事光学物理研究等。激光原理(Principlesof
9、Lasers)(第四版)共有12章内容：包括概念介绍，原子和离子辐射的相互作用，分子和半导体中的能级、辐射跃迁和非辐射跃迁，光学介质中射线与光波的传播，被动光学谐振腔，泵浦过程，连续激光的特性，瞬时激光的特性，固体激光器、染料激光器和半导体激光器，气体激光器、化学激光器、自由电子激光器和x射线激光器，激光光束的特性，激光束的传输一传播、放大、频率转换、脉冲压缩和脉冲展宽。1981年诺贝尔物理学奖获得者阿瑟L斯光图(ArthurL，Sehawlow)教授曾赞扬过此书的早期版本，他说：“OrazioSvdto教授长期以来就是激光领域的先驱者，他的著作展示了他对此领域所有方面的广泛的熟悉程度，体现了
10、他在这方面的博学。任何掌握此书内容的人都能够读懂激光领域高水平的论文与研究性文章”。本书的出版商对该书进行了推荐介绍，认为：第四版激光原理如此彻底地被更新和扩充，它已成为一本全新的教材。不过，这本教材的基本任务依然保持不变，那就是提供一种广泛而综合的关于激光原理、激光物理、激光技术，以及当今先进设备全面而有条理的描述。Svelte教授对激光的描述在物理方面重过数学方面，并浅显易懂的方式表达了科学的物理理念。一些报刊也对该书进行了评述：如视觉与激光技术认为，“由本书带领进入激光研究领域的学生是幸运的。本书极为出色，并且配有恰当的阐述以及插图。书中给出的问题也极有帮助，都集中讨论了时下热点”。保健物理学认为，“这本书与现有的一些关于激光安全性集子中的一册相关，对该书充分的理解能为健康研究方面的物理学家长期提供所需的强烈推荐!”四、国外三本激光原理经典教材的特色
