本書基于反斯托克斯熒光冷卻原理，詳盡闡述了摻鐿離子的釔鋁石榴石晶體和氟化镥鋰晶體在激光冷卻過程中的實驗問題。深入探討了固體材料激光冷卻的四能級模型理論，并對冷卻效率和環(huán)境熱負(fù)載進行了細(xì)致的分析；詳細(xì)介紹了冷卻參數(shù)的測量和計算過程，以確保實驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性；對不同摻雜濃度的釔鋁石榴石晶體在激光冷卻方面的表現(xiàn)進行了深入研究，尤其關(guān)注了鐿離子摻雜濃度對釔鋁石榴石晶體激光冷卻性能的影響；最后對摻鐿離子的氟化镥鋰晶體的激光冷卻實驗進行了全面研究，介紹了非共振腔增強吸收的方案，并研究了熱負(fù)載管理的有效方案。
本書適合光學(xué)、機械等領(lǐng)域的科研人員、工程技術(shù)人員以及高等院校相關(guān)專業(yè)的師生閱讀參考。
雷永清，山西工程科技職業(yè)大學(xué)，講師。畢業(yè)于華東師范大學(xué)精密光譜科學(xué)與技術(shù)國家重點實驗室，并在固體材料激光領(lǐng)取領(lǐng)域進行了一系列深入的研究，具有扎實的工作基礎(chǔ)，參與導(dǎo)師申請的多項國家自然科學(xué)基金項目，其中在一項國家軍委科技委項目中排名一位。近幾年，以一作身份發(fā)表SCI二區(qū)文章3篇。其中激光冷卻7.5%Yb3+:LuLiF4晶體至121K，達(dá)到了NIST定義的低溫范圍(123K)，為我國具有自主核心技術(shù)專利的光學(xué)制冷器打下基礎(chǔ)。教學(xué)工作中，目前就職于山西工程科技職業(yè)大學(xué)，主要擔(dān)任本選題涉及領(lǐng)域的課程講師，積累了豐富的教學(xué)經(jīng)驗。注重培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和實踐能力，通過深入淺出的方式，幫助學(xué)生更好的理解和掌握本領(lǐng)域的知識和技能。
第1章 緒論001
1.1 概述002
1.2 固體材料激光冷卻的基本原理和條件003
1.3 固體材料中摻雜稀土離子的電子殼層特性004
1.4 激光冷卻材料及其特性007
1.4.1 晶體008
1.4.2 半導(dǎo)體010
1.4.3 光纖012
1.4.4 納米晶粉末013
1.5 固體材料激光冷卻技術(shù)的應(yīng)用方向014
1.5.1 全固態(tài)光學(xué)制冷器014
1.5.2 輻射平衡激光器018
1.5.3 生物醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用021
1.6 本書的主要內(nèi)容025
第2章 固體材料激光冷卻的理論027
2.1 概述028
2.2 激光冷卻的四能級模型028
2.3 經(jīng)典的冷卻效率031
2.4 修正后的冷卻效率036
2.5 熱負(fù)載分析038
2.6 本章小結(jié)039
第3章 冷卻效率參數(shù)的測量實驗041
3.1 概述042
3.2 熒光探測系統(tǒng)量子效率校準(zhǔn)042
3.3 熒光譜046
3.4 吸收譜050
3.4.1 導(dǎo)易定理和McCumber 關(guān)系050
3.4.2 最佳制冷波長的吸收系數(shù)隨溫度的變化規(guī)律053
3.5 激光誘導(dǎo)熱調(diào)變光譜測試(LITMoS) 056
3.5.1 硬件與軟件056
3.5.2 紅外熱像儀校準(zhǔn)059
3.5.3 激光誘導(dǎo)熱調(diào)變光譜測試結(jié)果063
3.6 溫度測量方法065
3.6.1 紅外熱像儀測溫065
3.6.2 光纖布拉格光柵(FBG) 測溫066
3.6.3 熱電偶測溫066
3.6.4 光熱偏轉(zhuǎn)光譜（PTDS） 測溫066
3.6.5 干涉法測溫067
3.6.6 光致發(fā)光(PL) 測溫067
3.7 本章小結(jié)070
第4章 摻鐿釔鋁石榴石晶體激光冷卻的理論與實驗071
4.1 概述072
4.2 摻鐿釔鋁石榴石晶體性質(zhì)072
4.3 光學(xué)冷卻參數(shù)測量結(jié)果及其分析074
4.3.1 外部量子效率081
4.3.2 背景吸收系數(shù)084
4.3.3 平均熒光波長085
4.3.4 共振吸收系數(shù)087
4.3.5 冷卻窗口088
4.4 激光冷卻結(jié)果及其分析089
4.5 摻鐿釔鋁石榴石和氟化釔鋰晶體激光冷卻性能對比分析093
4.6 本章小結(jié)100
第5章 摻鐿氟化釔鋰晶體與摻鐿氟化镥鋰晶體的激光冷卻的實驗101
5.1 概述102
5.2 摻鐿氟化釔鋰晶體與氟化镥鋰晶體性質(zhì)對比102
5.3 熒光管理104
5.4 非共振腔增強吸收106
5.4.1 光束位置分析107
5.4.2 光學(xué)仿真模擬110
5.5 熱負(fù)載管理111
5.6 摻鐿氟化镥鋰晶體激光冷卻突破低溫學(xué)溫度115
5.7 本章小結(jié)122
附錄123
附錄A Precilasers 可調(diào)諧光纖激光器性能參數(shù)124
附錄B 兩款海洋光學(xué)光譜儀性能參數(shù)比較125
參考文獻126
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