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第一章 激光和激光器1

1.1 激光及其基本原则1

1.1.1 激光简史1

1.1.2 激光的产生条件和基本特点2

1.1.3 激光谐振腔和模式分布6

1.1.4 激光模式和功率密度分布13

1.2 激光器的分类和基本用途20

1.2.1 激光器的分类20

1.2.2 固体激光器21

1.2.3 气体激光器28

1.2.4 液体激光器36

1.3 激光器的发展方向38

参考文献39

第二章 激光—物质相互作用和激光的吸收41

2.1 激光在连续固态介质中的宏观吸收41

2.1.1 固体材料宏观光学常量间的关系41

2.1.2 激光的吸收与材料宏观光学常量间的关系44

2.2 激光在固态介质中的微观吸收机理45

2.2.1 激光在固态介质中吸收的洛仑兹阻尼振子模型45

2.2.2 激光在金属材料中的吸收48

2.2.3 激光在非金属材料中的吸收50

2.2.4 激光在半导体材料中的吸收51

2.2.5 激光在玻璃材料中的吸收52

2.2.6 激光在固态介质中的散射52

2.2.7 激光在固态介质中的非线性吸收52

2.3 激光在有限大小固态介质表面的吸收53

2.3.1 表面的反射和激光的偏振对吸收的影响53

2.3.2 表面处理和激光的吸收56

参考文献62

3.1 光束的等效半径65

第三章 激光在固态材料中产生的热场—解析解65

3.2 光束在材料表面产生的热源67

3.3 激光在半无限大表面产生的温度场的通解68

3.4 高斯光束在半导体和绝缘体中产生的温度场71

3.5 椭元高斯光束和高斯光束在金属表面产生的温度场72

3.6 方形光束在金属表面产生的温度场75

3.7 准稳态的温度场77

3.7.1 运动表面点热源的准稳态温度场77

3.7.2 运动表面热源的准稳态温度场79

3.7.3 运动热源的准稳态温度场81

3.8.1 双束分光系统光能分布_____傅立叶光学处理82

3.8 高斯束经过光束变换装置后产生的温度场82

3.8.2 双束分光系统光能分布_____几何光学处理85

3.8.3 双束分光系统的温度场模拟86

3.9 有限尺寸或复杂工作的温度场处理问题89

3.9.1 简单薄板的处理方法90

3.9.2 长方体的处理方法91

3.9.3 楔形物体的处理方法92

3.10 激光产生的温度场模拟和实验检验93

3.10.1 高斯激光产生的温度场模拟和实验检验93

3.10.2 带状高斯光束产生的准稳温度场模拟和实验检验97

参考文献99

第四章 激光淬火的唯象理论103

4.1 静止高斯光束产生的表面热场极值的分析103

4.2 运动高斯光束产生的表面热场极值的分析105

4.3 用线性化方法处理温度随深度的变化—唯象理论的建立108

4.4 用理论计算检验唯象理论的正确性111

4.5 唯象理论的应用113

4.5.1 唯象理论公式的直接应用113

4.5.2 唯象理论在钢铁热处理中的应用114

4.5.3 唯象理论的可能推广117

4.6 唯象理论的实验检验和激光—材料相互作用119

4.5.4 唯象理论小结119

4.6.1 样品制备和实验设计120

4.6.2 实验结果和唯象理论分析121

4.6.3 实验结果和格林函数热场模拟分析126

4.6.4 唯象理论预计的结果和实验对比127

4.6.5 唯象理论的推广和实验对比129

4.7 小结130

参考文献132

5.1 激光在正六面体表面产生的热场—均匀网格解133

5.1.1 差分方程的建立133

第五章 激光固态相变温度场模拟—差分法133

5.1.2 差分方程的特点和解法144

5.1.3 应用举例147

5.2 激光在圆柱体表面产生的温度场160

5.2.1 微分方程的建立160

5.2.2 两种建立差分方程的方法163

5.2.3 激光在圆柱体上产生的热场差分方程的建立168

参考文献176

附表：常用符号系统177

作者后记181