866 无机化学 《无机化学》华南理工大学无机教研室编,化学工业出版社2001年版
867 财会综合 《中级财务会计》,刘永则主编,东北财经大学出版社,2007年2月出版;
《管理会计学》,孙茂竹等4人主编,人民大学出版社,2006年第4版。
868 经济学(含宏观、微观) 《经济学》(第三版)(上、下册),[美]斯蒂格利茨著,中国人民大学出版社2005年。
869 管理学 《管理学——现代的观点》(第二版),芮明杰等著,上海:上海人民出版社,2005
870 语言学和英美文学基础知识 《语言学教程》胡壮麟等主编,北京大学出版社
《英语语体和文体要略》秦秀白编著 上海外语教育出版社2002年
《英美文学史及作品选读》刘洊波主编高等教育出版社2001年6月
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871 毛泽东思想与邓小平理论概论 1、《毛泽东选集》第1-4卷人民出版社1991年出版;
2、《中国共产党七十年》,胡绳主编中共党史出版社1991年出版;
3、《毛泽东思想概论》莫岳云等主编,广东高等教育出版社2004年8月第二版
4、《邓小平理论和“三个代表”重要思想概论》郑永廷主编,广东高等教育出版社2004年8月第二版
(考试内容涉及史、论、原著)
874 生物化学 《生物化学》沈同、王竟岩主编,高等教育出版社
878 生物化学与分子生物学 提供考试大纲
主要参考书有
《生物化学》(第三版) 王镜岩等主编,高等教育出版社
《现代分子生物学》(第二版)朱玉贤,高等教育出版社
《生物化学与分子生物学实验技术》杨安钢等,高等教育出版社
《分子生物学与基因工程习题集》王金发,科学出版社
英文双语教学参考书
1. Robert F. Weaver: Molecular Biology, McGraw-Hill Companies, Inc.,科学出版社,
2. Trdy Mckee et al: Biochemistry::An Introduction.(2nd Edition), McGraw-Hill Companies, Inc.,科学出版社
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880 分析化学 《分析化学》华东理工大学化学系、四川大学化工学院合编,高等教育出版社(第五版)
883 西方哲学史 《西方哲学简史》赵敦华,北京大学出版社,2000年版;
884 中外音乐史 《西方音乐通史》 于润洋主编 上海音乐出版社
《西方音乐史》 格劳特(美)著 人民音乐出版社
《中国音乐通史简编》 孙继南主编 山东教育出版社
《中国近现代音乐史》(第二次修订版) 汪毓和编著 人民音乐出版社
885 行政管理学 1、行政管理学(第三版),夏书章,中山大学出版社,2004年;
2、行政管理学概论(第二版),张国庆,北京大学出版社,2000年;
3、西方行政学说史(修订版),丁煌,武汉大学出版社,2004年。
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901 机械工程基础(含机械设计基础、机械制造基础、测试技术) 主要参考教材:
1. 曾志新主编,机械制造技术基础,武汉理工大学出版社
2. 黄平、朱文坚主编,机械设计基础,华南理工出版社,2004
3. 黄长艺等主编,《机械工程测量与试验技术基础》,机械工业出版社。
4.黄长艺、卢文祥、熊诗波等主编,《机械工程测量与试验技术》,机械工业出版社,2005。
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902 上机能力测试:数据库 《数据库系统概论》(第三版)王能斌著,电子工业出版社.
《数据库系统概念》(第四版)中文版,杨冬青、唐世渭 等编译机械工业出版社.
《数据库系统教程》王能斌著,电子工业出版社.
903 建筑历史与理论
904 工业设计史 点击查看
905 材料加工综合(材料的力学及物理性能、微机基础为必考内容,工程材料、弧焊电源为选考内容) 《金属力学性能》来德林编,机械工业出版社《金属物理性能》宋学孟编,机械工业出版社
《计算机应用基础》陈立行等编,北京希望电子出版社2001
《机械工程材料》梁耀能编,华南理工大学出版社
《弧焊电源》郑宜庭、黄石生编,机械工业出版社1998版
906 微机原理及接口技术
参考教材:
刘瑞新主编, 《单片机原理及应用教程》,机械工业出版社,2003年7月第一版
907 中外建筑史 参考书目同621
908 工程水文学 《工程水文学》詹道江、叶守泽主编,中国水利水电出版社2000年版
909 城市历史与理论
910 建筑技术科学 《建筑物理》华南理工大学主编,华南理工大学出版社2001版;《建筑物理》中国建筑工业出版社(第三版)
911 园林历史与理论 参考书目同639
912 半导体物理 《半导体物理》刘恩科等,国防工业出版社;《半导体物理》顾祖毅、田立林等,电子工业出版社;《半导体器件物理》孟庆巨、刘海波等编著,科学出版社 点击查看
913 混凝土结构 《混凝土结构》(上、中册),东南大学、天津大学、同济大学合编,中国建筑工业出版社
914 机械设计基础 主考教材:黄平、朱文坚主编《机械设计基础》,华南理工大学出版社2003年。
参考教材:孙桓、陈作模主编《机械原理》,高等教育出版社;濮良贵、纪名刚主编《机械设计》,高等教育出版社。
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915 汽车构造基础知识 《汽车构造》上下 机械工业出版社 陈家瑞主编 2005年版 点击查看
916 内燃机原理 《内燃机学》周龙保、刘俊、高宗英编,机械工业出版社 点击查看
917 制冷技术与应用 《制冷技术与应用》岳孝方、陈汝东编著,同济大学出版社2000年版 点击查看
918 力学概论(以材料力学为主) 《力学史》武际可编,重庆出版社
《材料力学》刘鸿文编,高等教育出版社
919 交通规划与交通控制 《道路交通规划》李旭宏主编,东南大学出版社 1997 年版;
《道路交通控制基础》徐建闽、尹宏宾主编,华南理工大学出版社 2000版
920 钢筋和预应力混凝土结构 《结构设计原理》叶见曙主编,人民交通出版社
921 道路综合专业知识 参考书同初试科目416
922 船舶专业综合知识 参考书同初试科目414
923 模拟电子技术基础和数字电子技术基础 模拟电子技术基础 童诗白 华成英主编 高等教育出版社 2001
数字电子技术基础(第四版) 阎石主编 高等教育出版社 1998
924 光电子技术基础 《光电子技术基础》朱京平,北京科学出版社2003
925 传热学 《传热学》(第三版)杨世铭主编,高等教育出版社
926 流体机械原理 《水轮机原理及水力设计》曹锟、姚志民编著,清华大学出版社 1991
927 电机学 《电机学》汤蕴璆主编,哈尔滨理工大学出版社
928 土力学 《土力学》杨小平主编,华南理工大学出版社2001年版
929 计算机组成原理 《计算机组成原理》黄钦胜、朱娟编著,电子工业出版社
930 数据库原理 《数据库原理》,萨师煊主编,高等教育出版社,2000年出版。 点击查看
931 控制系统(运动控制或过程控制)和微机原理及应用 《运动控制系统》罗飞主编,化学工业出版社2001年8月
《过程控制工程》第二版邵裕森、戴先中主编,机械工业出版社
《微型计算机原理及应用》(第四版)郑学坚编,清华大学出版社
932 计算机应用基础(C语言、数据库) 《新概念C语言程序设计》张基温 编 中国铁道出版社 2003
《数据库系统概念》杨冬清 唐世渭 译 机械工业出版社 2003
933 数学综合(线性代数、数学分析) 《数学分析》上、下册 陈传璋等编 高等教育出版社 2004年
《数学分析简明教程》上、下册 邓东皋、尹小玲编 高等教育出版社 1999
《线性代数》齐民友主编 高等教育出版社 2003
934 机械设计专业综合 点击查看
935 材料加工工程专业综合 点击查看
936 过程装备综合 姚玉英主编,《化工原理》(上册),天津科学技术出版社
郑津洋等编《过程设备设计》,化学工业出版社
或王志文主编《化工容器设计》和聂清德编《化工设备设计》化学工业出版社
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937 安全技术基础点击查看
938 环境污染控制工程 《水处理工程》胡勇有、刘绮,华南理工大学出版社,广州,2006年
《固体废物污染控制工程》张小平,化学工业出版社2004年版
《大气污染控制工程》郝吉明主编,高等教育出版社2003年版
939 制糖专业综合 《甘蔗制糖原理与技术》(第二、三、四册)陈维钧等编,中国轻工业出版社2001
940 食品专业基础知识 《食品生物化学》(第二版)宁正祥、赵谋明编著,华南理工大学出版社2006
《食品加工与保藏原理》曾庆孝 芮汉明 李汴生主编,化学工业出版社2002
941 制浆造纸原理与工程 <<制浆原理与工程>> (第二版)詹怀宇等编,中国轻工业出版社2005年出版
<<造纸原理与工程>> 卢谦和主编,中国轻工业出版社2004年9月出版
<<制浆造纸机械与设备>> (上.下册)陈克复主编 中国轻工业出版社2003年版
942 电力系统(含电力系统稳态和暂态分析) 《电力系统分析》上下册(第三版)何仰赞等编,华中科技大学出版社
943 计算方法(含C语言) [1] 《计算方法》,郑咸义著, 华南理工大学出版社,2002
944 概率论与数理统计 [1]《概率论及数理统计》(上、下册)梁之舜等编,
高等教育出版社
[2]《概率论》(第1册、第2册1分册)复旦大学数学系编,
高等教育出版社 点击查看
945 微分方程与复变函数 [1]《常微分方程》王高雄等编,高等教育出版社
[2]《常微分方程教程》(第二版)丁同仁、李承治编,高等教育出版社,2004
[3]《复变函数》余家荣编,高等教育出版社
[4]《复变函数论》(第三版),钟玉泉编,高等教育出版社2004 点击查看
946 微生物学 《现代工业微生物》杨汝德,华南理工大学出版社
《微生物学教程》周德庆,高等教育出版社
947 分子生物学 《分子生物学》中国科学院研究生教学丛书,科学出版社和McGraw-Hill联合出版影印版
948 生物工程与工艺 《微生物工程工艺原理》姚汝华,华南理工大学出版社
《生物工程设备》梁世中主编,中国轻工业出版社2002
949 数字信号处理和计算机软硬件基础知识 《数字信号处理-理论、算法与实现》胡广书,清华大学出版社1997
950 理论力学、流体力学基础知识 《理论力学》同济大学理论力学科研室,同济大学出版社1990
《流体力学》(上下册)吴望一,北京大学出版社1983
951 有机化学、无机化学基础知识 《无机化学》天津大学无机教研室编第二版,高等教育出版社1999
《有机化学》恽魁宏编,高等教育出版社1990
952 固体物理 《固体物理学》黄昆、韩汝琦,高等教育出版社,1988年10月第一版。 点击查看
953 微机原理及应用 《微型计算机原理及应用》(第二版)郑学坚等,清华大学出版社。
点击查看
954 光电技术 《光电技术》王庆有主编,电子工业出版社2005年4月第一次印刷
955 半导体集成电路 《半导体集成电路》张延庆、张开华、朱兆宗编,上海科学技术出版社 点击查看
956 基础化学 基础化学(含物理化学,分析化学,有机化学,无机化学)
《物理化学》(第四版)天津大学物化教研室编,高等教育出版社
《分析化学》华东理工大学化学系、四川大学化工学院合编,高等教育出版社(第五版)
《有机化学》(第四版)高鸿宾主编,高等教育出版社2005
《无机化学》华南理工大学无机教研室编,化学工业出版社2001年版
957 管理研究 《管理研究方法论》李怀祖,西安交通大学出版社,2004版
958 水力学 《水力学》吴持恭主编,高等教育出版社2005年版
959 财务管理 《财务管理》陆正飞主编,东北财经大学出版社2006年第2版
960 电力电子技术 《电力电子技术》(第四版)王兆安、黄俊主编,机械工业出版社 2002 年 1 月
961 管理经济学、财务管理(各占50%) 《管理经济学》(第3版),吴德庆,中国人民大学出版社,2002年;
《财务管理》,崔毅、邵希娟,华南理工大学出版社,2002年10月。
962 宏观经济学 《宏观经济学》17版,萨缪尔森,人民邮电出版社
963 马克思主义哲学原著 《马列著作选编(内容提要和注释)》中共中央党校教务部编,中共中央党校出版社2002年版
《马克思主义经典著作选编导读》陈占安,北京大学出版社,2002年版 点击查看
964 科学技术史 《世界科学技术史》王鸿生,中国人民大学出版社2001年版
965 思想政治教育学原理 《现代思想政治教育学》(修定版)张耀灿、郑永廷、刘书林、吴潜涛等著,人民出版社2006年版
《思想政治教育学原理》张耀灿、陈万柏主编,高等教育出版社
966 比较高等教育 《比较高等教育》符娟明等主编,北京师范大学出版社1987年版
967 管理学(命题作文) 《管理学》(第二版),周三多,高等教育出版社,2005年;
968 数据库和上机测试 《数据库系统教程》(上下册)王能斌主编,电子工业出版社2002
969 传热学 《传热学》天津大学主编,中国建筑工业出版社2000年版
970 货币银行学、金融市场学、国际金融的综合 《货币银行学教程》,武康平编著,清华大学出版社1999年
《金融市场学》,教育部高教司组编,张亦春主编,高等教育出版社2001年
《国际金融学》姜波克主编,高等教育出版社1999年
971 产业经济学 《产业经济学》,苏东水主编,高等教育出版社2000年。
972 运筹学 《运筹学》,运筹学教材编写组编,清华大学出版社2000年。
973 发展经济学 《发展经济学》(第四版),[美]吉利斯、波金斯、罗默、斯诺德格拉斯著,中国人民大学出版社1998年。
974 美学综合 1、《美学基础》,唐孝祥主编,华南理工大学出版社2006年版。
2、《现代美学体系》,叶朗,北京大学出版社2004年第二版。
975 高电压工程 《高电压工程》 邱毓昌 西安交通大学出版社
976 物流综合 (1)《物流学基础理论》,桂寿平编著,华南理工大学出版社,2004年5月第一版。
(2)《数据库系统简明教程》,王珊编著,高等教育出版社,2005年11月。
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977 油气储运综合 《油气储运工程 》严大凡 张劲军 编著, 中国石化出版社, 2004年版 点击查看
978 管理决策方法(统计学原理、数据库原理任选一门) 《统计学》袁卫等编,高等教育出版社2005年8月第2版
《数据库系统概论》(第三版),萨师煊编,高等教育出版社2006年5月第4版
979 高分子专业基础 《高分子化学》 第三版 浙江大学潘祖仁编,高等教育出版社
《高分子物理》 复旦大学何曼君等编,复旦大学出版社
《高分子近代测试分析技术》曾幸荣主编 华南理工大学出版社2007年5月
《高分子材料成型加工》周达飞主编 中国轻工业出版社
金属考生:
1.金属的晶体结构
2.金属的结晶
3.二元合金的相结构与结晶
4.铁碳合金及Fe-Fe3C相图
5.三元合金相图
6.金属及合金的塑性变形
7.金属及合金的回复与再结晶
980 《物流与供应链管理》精文解析 期刊:
1.MIT Sloan Management Review;
2.Supply Chain Management Review;
3.Harvard Business Review
981 英汉互译及文学专业知识
982 英汉互译及语言学专业知识
983 传播学综合 《传媒社会学》 中国传媒大学出版社2005年11月版 麦克莱著
《当代电视摄影制作教程》(第一篇不考) 复旦大学出版社2005年版 黄匡宇著
《整合营销传播》中国财政经济出版社2005年版,舒尔茨(HeidiSchultz)著
984 中国文化史 《中国文化史》冯天瑜等著,上海人民出版社1990年版;《中国文化导论》李宗桂著,广东人民出版社2003年版
985 无机非金属材料科学基础 点击查看
986 经济法学分论 《经济法学》,张富强主编,法律出版社2005年9月版。
《经济法》,杨紫烜主编,北京大学出版社、高等教育出版社2004年版。
987 民事诉讼法学 《比较民事诉讼法》常怡主编,中国政法大学出版社2002年12月版
《民事诉讼法学(修订版)》田平安主编,中国政法大学出版社2007年3月版
988 商法学(含知识产权) 《民法学》(2007年修订版),彭万林主编,中国政法大学出版社2007年2月修订版
《商法学》雷兴虎主编,人民法院出版社2003年版
《知识产权法》吴汉东,中国政法大学出版社2002年版
989 刑法学分论 《刑法学》徐松林主编、胡学相副主编,华南理工大学出版社2007年第二版
《刑法学》高铭暄、马克昌主编,北京大学、高等教育出版社2000年10月出版
990 中国法制史 《中国法制史》张晋藩主编,中国政法大学出版社1999年版
《中国法制史》张洪林、李世宇主编,中国民主法制出版社2006年2月修订版
991 西方法律思想史 《西方法律思想史》谷春德主编,中国人民大学出版社2004年版
992 材料物理化学前沿基础知识 点击查看
993 网络营销 《网络营销》,瞿彭志主编,高等教育出版社,2004年6月第二版。 点击查看
994 旅游综合 1)旅游行政管理(第二版).张俐俐 刘丹萍 编著.高等教育出版社,2007年9月
2)旅游消费者行为学. (英)约翰•斯沃布鲁克,苏珊•霍纳著.俞慧君,张鸥,漆小燕译.电子工业出版社,2004年9月
3)饭店管理(第二版).蒋丁新主编.高等教育出版社,2004年8月
(注:以上参考书目在高等教育出版书店和蓝色畅想网络书店均有出售。)
995 电子器件导论 《电子器件导论》,包兴 胡明主编,北京理工大学出版社出版。
996 系统工程(涉及对工业工程与管理工程专业的理解,重点是对所报考方向的研究设想) 《系统工程》,汪应洛,机械工业出版社,2003年8月第三版
根据工作物质物态的不同可把所有的激光器分为以下几大类:①固体激光器(晶体和玻璃),这类激光器所采用的工作物质,是通过把能够产生受激辐射作用的金属离子掺入晶体或玻璃基质中构成发光中心而制成的;②气体激光器,它们所采用的工作物质是气体,并且根据气体中真正产生受激发射作用之工作粒子性质的不同,而进一步区分为原子气体激光器、离子气体激光器、分子气体激光器、准分子气体激光器等;③液体激光器,这类激光器所采用的工作物质主要包括两类,一类是有机荧光染料溶液,另一类是含有稀土金属离子的无机化合物溶液,其中金属离子(如Nd)起工作粒子作用,而无机化合物液体(如SeOCl2)则起基质的作用;④半导体激光器,这类激光器是以一定的半导体材料作工作物质而产生受激发射作用,其原理是通过一定的激励方式(电注入、光泵或高能电子束注入),在半导体物质的能带之间或能带与杂质能级之间,通过激发非平衡载流子而实现粒子数反转,从而产生光的受激发射作用;⑤自由电子激光器,这是一种特殊类型的新型激光器,工作物质为在空间周期变化磁场中高速运动的定向自由电子束,只要改变自由电子束的速度就可产生可调谐的相干电磁辐射,原则上其相干辐射谱可从X射线波段过渡到微波区域,因此具有很诱人的前景。 介质是气体的激光器,此种激光器通过放电得到激发。
氦氖激光器:最重要的红光放射源(632.8 nm)。
二氧化碳激光器:波长约10.6 μm(红外线),重要的工业激光。
一氧化碳激光器:波长约6-8 μm(红外线),只在冷却的条件下工作。
氮气激光器:337.1 nm (紫外线)。
氩离子激光器:具有多个波长,457.9 nm (8%)丶476.5 nm (12%)丶488.0 nm (20%)丶496.5 nm (12%)丶501.7 nm (5%)丶514.5 nm (43%)(由蓝光到绿光)。
氦镉激光器:最重要的蓝光(442nm)和近紫外激光源(325nm)。
氪离子激光器:具有多个波长,350.7nm丶356.4nm丶476.2nm丶482.5nm丶520.6nm丶530.9nm丶586.2nm丶647.1nm (最强)丶676.4nm丶752.5nm丶799.3nm (从蓝光到深红光)。
氧离子激光器
氙离子激光器
混合气体激光器:不含纯气体,而是几种气体的混合物(一般为氩丶氪等)。
准分子激光器:比如KrF (248 nm)丶XeF (351-353 nm)丶ArF (193 nm)丶XeCl (308 nm)丶F2 (157 nm) (均为紫外线)。
金属蒸汽激光器:比如铜蒸汽激光器,波长介於510.6-578.2 nm之间。由於很好的加强性,可以不用谐振镜。
金属卤化物激光器:比如溴化铜激光器,波长介於510.6-578.2 nm之间。由於很好的加强性,可以不用谐振镜。
化学激发激光器是一种特殊的形式。激发通过媒介中的化学反应来进行。媒介是一次性的,使用後就被消耗掉了。对於高功率的条件及军事领域是非常理想的。
盐酸激光器
碘激光器 介质是固体的激光器,此种工作物质通过灯丶半导体激光器阵列丶其他激光器光照泵浦得到激发。热透镜效应是大多数固体激光器的一项缺陷。
红宝石激光器:世界上第一台激光器,1960年7月7日,美国青年科学家梅曼宣布世界上第一台激光器由诞生,这台激光器就是红宝石激光器,工作波长一般为6943,工作状态是单次脉冲式,每脉冲在1ms量级,输出能量为焦耳数量级。
Nd:YAG(掺钕钇铝石榴石):最常用的固体激光器,工作波长一般为1064nm,这一波长为四能级系统,还有其他能级可以输出其他波长的激光。
Nd:YVO4(掺钕钒酸钇):低功率应用最广泛的固体激光器,工作波长一般为1064nm,可以通过KTP,LBO非线性晶体倍频後产生532nm绿光的激光器。
Yb:YAG(掺镱钇铝石榴石):适用於高功率输出,这种材料的碟片激光器在激光工业加工领域有很强优势。
钛蓝宝石激光器:具有较宽的波长调节范围(670nm~1200nm)
半导体激光器也称为半导体激光二极管,或简称激光二极管(Laser Diode,LD)。由于半导体材料本身物质结构的特异性以及半导体材料中电子运动规律的特殊性,使半导体激光器的工作特性具有其特殊性。半导体激光器是以一定的半导体材料做工作物质而产生受激发射作用的器件。.其工作原理是通过一定的激励方式,在半导体物质的能带(导带与价带)之间,或者半导体物质的能带与杂质(受主或施主)能级之间,实现非平衡载流子的粒子数反转,当处于粒子数反转状态的大量电子与空穴复合时,便产生受激发射作用。半导体激光器的激励方式主要有三种,即电注入式,光泵式和高能电子束激励式。电注入式半导体激光器,一般是由砷化镓(GaAs)、硫化镉(CdS)、磷化铟(InP)、硫化锌(ZnS)等等材料制成的半导体面结型二极管,沿正向偏压注入电流进行激励,在结平面区域产生受激发射。光泵式半导体激光器,一般用N型或P型半导体单晶(如GaAS,InAs,InSb等)做工作物质,以其他激光器发出的激光作光泵激励.高能电子束激励式半导体激光器,一般也是用N型或者P型半导体单晶如PbS,CdS,ZhO等)做工作物质,通过由外部注入高能电子束进行激励。在半导体激光器件中,性能较好,应用较广的是具有双异质结构的电注入式GaAs二极管激光器。半导体激光器采用注入电流方式泵浦。半导体激光器波长覆盖范围为紫外至红外波段(300nm~十几微米),其中1.3um与1.55um为光纤传输的两个窗口。半导体激光器具有能量转换效率高、易于进行高速电流调制、超小型化、结构简单、使用寿命才长等突出特点,使其成为最重要最具应用价值的一类的激光器。半导体激光器是成熟较早、进展较快的一类激光器,由于它的波长范围宽,制作简单、成本低、易于大量生产,并且由于体积小、重量轻、寿命长,因此,品种发展快,应用范围广,已超过300种,半导体激光器的最主要应用领域是Gb局域网,850nm波长的半导体激光器适用于)1Gh/。局域网,1300nm -1550nm波长的半导体激光器适用于1OGb局域网系统.半导体激光器的应用范围覆盖了整个光电子学领域,已成为当今光电子科学的核心技术.半导体激光器在激光测距、激光雷达、激光通信、激光模拟武器、激光警戒、激光制导跟踪、引燃引爆、自动控制、检测仪器等方面获得了广泛的应用,形成了广阔的市场。1978年,半导体激光器开始应用于光纤通信系统,半导体激光器可以作为光纤通信的光源和指示器以及通过大规模集成电路平面工艺组成光电子系统.由于半导体激光器有着超小型、高效率和高速工作的优异特点,所以这类器件的发展,一开始就和光通信技术紧密结合在一起,它在光通信、光变换、光互连、并行光波系统、光信息处理和光存贮、光计算机外部设备的光祸合等方面有重要用途.半导体激光器的问世极大地推动了信息光电子技术的发展,到如今,它是当前光通信领域中发展最快、最为重要的激光光纤通信的重要光源.半导体激光器再加上低损耗光纤,对光纤通信产生了重大影响,并加速了它的发展.因此可以说,没有半导体激光器的出现,就没有当今的光通信.GaAs/GaAlA。双异质结激光器是光纤通信和大气通信的重要光源,如今,凡是长距离、大容量的光信息传输系统无不都采用分布反馈式半导体激光器(DFB一LD).半导体激光器也广泛地应用于光盘技术中,光盘技术是集计算技术、激光技术和数字通信技术于一体的综合性技术.是大容t.高密度、快速有效和低成本的信息存储手段,它需要半导体激光器产生的光束将信息写人和读出。
激励方式
①光泵式激光器。指以光泵方式激励的激光器,包括几乎是全部的固体激光器和液体激光器,以及少数气体激光器和半导体激光器。②电激励式激光器。大部分气体激光器均是采用气体放电(直流放电、交流放电、脉冲放电、电子束注入)方式进行激励,而一般常见的半导体激光器多是采用结电流注入方式进行激励,某些半导体激光器亦可采用高能电子束注入方式激励。③化学激光器。这是专门指利用化学反应释放的能量对工作物质进行激励的激光器,反希望产生的化学反应可分别采用光照引发、放电引发、化学引发。④核泵浦激光器。指专门利用小型核裂变反应所释放出的能量来激励工作物质的一类特种激光器,如核泵浦氦氩激光器等。
运转方式
由于激光器所采用的工作物质、激励方式以及应用目的的不同,其运转方式和工作状态亦相应有所不同,从而可区分为以下几种主要的类型。①连续激光器,其工作特点是工作物质的激励和相应的激光输出,可以在一段较长的时间范围内以连续方式持续进行,以连续光源激励的固体激光器和以连续电激励方式工作的气体激光器及半导体激光器,均属此类。由于连续运转过程中往往不可避免地产生器件的过热效应,因此多数需采取适当的冷却措施。②单次脉冲激光器,对这类激光器而言,工作物质的激励和相应的激光发射,从时间上来说均是一个单次脉冲过程,一般的固体激光器、液体激光器以及某些特殊的气体激光器,均采用此方式运转,此时器件的热效应可以忽略,故可以不采取特殊的冷却措施。③重复脉冲激光器,这类器件的特点是其输出为一系列的重复激光脉冲,为此,器件可相应以重复脉冲的方式激励,或以连续方式进行激励但以一定方式调制激光振荡过程,以获得重复脉冲激光输出,通常亦要求对器件采取有效的冷却措施。④调Q激光器,这是专门指采用一定的 开关技术以获得较高输出功率的脉冲激光器,其工作原理是在工作物质的粒子数反转状态形成后并不使其产生激光振荡 (开关处于关闭状态),待粒子数积累到足够高的程度后,突然瞬时打开 开关,从而可在较短的时间内(例如10~10秒)形成十分强的激光振荡和高功率脉冲激光输出(见技术' class=link>激光调 技术)。⑤锁模激光器,这是一类采用锁模技术的特殊类型激光器,其工作特点是由共振腔内不同纵向模式之间有确定的相位关系,因此可获得一系列在时间上来看是等间隔的激光超短脉冲(脉宽10~10秒)序列,若进一步采用特殊的快速光开关技术,还可以从上述脉冲序列中选择出单一的超短激光脉冲(见激光锁模技术)。⑥单模和稳频激光器,单模激光器是指在采用一定的限模技术后处于单横模或单纵模状态运转的激光器,稳频激光器是指采用一定的自动控制措施使激光器输出波长或频率稳定在一定精度范围内的特殊激光器件,在某些情况下,还可以制成既是单模运转又具有频率自动稳定控制能力的特种激光器件(见激光稳频技术)。⑦可调谐激光器,在一般情况下,激光器的输出波长是固定不变的,但采用特殊的调谐技术后,使得某些激光器的输出激光波长,可在一定的范围内连续可控地发生变化,这一类激光器称为可调谐激光器(见激光调谐技术)。
波段范围
根据输出激光波长范围之不同,可将各类激光器区分为以下几种。①远红外激光器,输出波长范围处于25~1000微米之间, 某些分子气体激光器以及自由电子激光器的激光输出即落入这一区域。②中红外激光器,指输出激光波长处于中红外区(2.5~25微米)的激光器件,代表者为CO2分子气体激光器(10.6微米)、 CO分子气体激光器(5~6微米)。③近红外激光器,指输出激光波长处于近红外区(0.75~2.5微米)的激光器件,代表者为掺钕固体激光器(1.06微米)、CaAs半导体二极管激光器(约0.8微米)和某些气体激光器等。④可见激光器,指输出激光波长处于可见光谱区(4000~7000埃或0.4~0.7微米)的一类激光器件,代表者为红宝石激光器 (6943埃)、 氦氖激光器(6328埃)、氩离子激光器(4880埃、5145埃)、氪离子激光器(4762埃、5208埃、5682埃、6471埃)以及一些可调谐染料激光器等。⑤近紫外激光器,其输出激光波长范围处于近紫外光谱区(2000~4000埃),代表者为氮分子激光器(3371埃)氟化氙(XeF)准分子激光器(3511埃、3531埃)、 氟化氪(KrF)准分子激光器(2490埃)以及某些可调谐染料激光器等。⑥真空紫外激光器,其输出激光波长范围处于真空紫外光谱区(50~2000埃)代表者为(H)分子激光器 (1644~1098埃)、氙(Xe)准分子激光器(1730埃)等。⑦X射线激光器, 指输出波长处于X射线谱区(0.01~50埃)的激光器系统,软X 射线已研制成功,但仍处于探索阶段。
历史由来
激光器的发明是20世纪科学技术的一项重大成就。它使人们终于有能力驾驶尺度极小、数量极大、运动极混乱的分子和原子的发光过程,从而获得产生、放大相干的红外线、可见光线和紫外线(以至X射线和γ射线)的能力。激光科学技术的兴起使人类对光的认识和利用达到了一个崭新的水平。激光器的诞生史大致可以分为几个阶段,其中1916年爱因斯坦提出的受激辐射概念是其重要的理论基础。这一理论指出,处于高能态的物质粒子受到一个能量等于两个能级之间能量差的光子的作用,将转变到低能态,并产生第二个光子,同第一个光子同时发射出来,这就是受激辐射。这种辐射输出的光获得了放大,而且是相干光,即如多个光子的发射方向、频率、位相、偏振完全相同。
发展阶段
此后,量子力学的建立和发展使人们对物质的微观结构及运动规律有了更深入的认识,微观粒子的能级分布、跃迁和光子辐射等问题也得到了更有力的证明,这也在客观上更加完善了爱因斯坦的受激辐射理论,为激光器的产生进一步奠定了理论基础。20世纪40年代末,量子电子学诞生后,被很快应用于研究电磁辐射与各种微观粒子系统的相互作用,并研制出许多相应的器件。这些科学理论和技术的快速发展都为激光器的发明创造了条件。
如果一个系统中处于高能态的粒子数多于低能态的粒子数,就出现了粒子数的反转状态。那么只要有一个光子引发,就会迫使一个处于高能态的原子受激辐射出一个与之相同的光子,这两个光子又会引发其他原子受激辐射,这样就实现了光的放大;如果加上适当的谐振腔的反馈作用便形成光振荡,从而发射出激光。这就是激光器的工作原理。1951年,美国物理学家珀塞尔和庞德在实验中成功地造成了粒子数反转,并获得了每秒50千赫的受激辐射。稍后,美国物理学家查尔斯·汤斯以及苏联物理学家马索夫和普罗霍洛夫先后提出了利用原子和分子的受激辐射原理来产生和放大微波的设计。
然而上述的微波波谱学理论和实验研究大都属于“纯科学”,对于激光器到底能否研制成功,在当时还是很渺茫的。
成熟阶段
但科学家的努力终究有了结果。1954年,前面提到的美国物理学家汤斯终于制成了第一台氨分子束微波激射器,成功地开创了利用分子和原子体系作为微波辐射相干放大器或振荡器的先例。
汤斯等人研制的微波激射器只产生了1.25厘米波长的微波,功率很小。生产和科技不断发展的需要推动科学家们去探索新的发光机理,以产生新的性能优异的光源。1958年,汤斯与姐夫阿瑟·肖洛将微波激射器与光学、光谱学的理论知识结合起来,提出了采用开式谐振腔的关键性建议,并预防了激光的相干性、方向性、线宽和噪音等性质。同期,巴索夫和普罗霍洛夫等人也提出了实现受激辐射光放大的原理性方案。
此后,世界上许多实验室都被卷入了一场激烈的研制竞赛,看谁能成功制造并运转世界上第一台激光器。
1960年,美国物理学家西奥多·梅曼在佛罗里达州迈阿密的研究实验室里,勉强赢得了这场世界范围内的研制竞赛。他用一个高强闪光灯管来刺激在红宝石水晶里的铬原子,从而产生一条相当集中的纤细红色光柱,当它射向某一点时,可使这一点达到比太阳还高的温度。
“梅曼设计”引起了科学界的震惊和怀疑,因为科学家们一直在注视和期待着的是氦氖激光器。
尽管梅曼是第一个将激光引入实用领域的科学家,但在法庭上,关于到底是谁发明了这项技术的争论,曾一度引起很大争议。竞争者之一就是“激光”(“受激辐射式光频放大器”的缩略词)一词的发明者戈登·古尔德。他在1957年攻读哥伦比亚大学博士学位时提出了这个词。与此同时,微波激射器的发明者汤斯与肖洛也发展了有关激光的概念。经法庭最终判决,汤斯因研究的书面工作早于古尔德9个月而成为胜者。不过梅曼的激光器的发明权却未受到动摇。
1960年12月,出生于伊朗的美国科学家贾万率人终于成功地制造并运转了全世界第一台气体激光器——氦氖激光器。1962年,有三组科学家几乎同时发明了半导体激光器。1966年,科学家们又研制成了波长可在一段范围内连续调节的有机染料激光器。此外,还有输出能量大、功率高,而且不依赖电网的化学激光器等纷纷问世。
主要用途
激光器是现代激光加工系统中必不可少的核心组件之一。随着激光加工技术的发展,激光器也在不断向前发展,出现了许多新型激光器。早期激光加工用激光器主要是大功率CO2气体激光器和灯泵浦固体YAG激光器。从激光加工技术的发展历史来看,首先出现的激光器是在20世纪70年代中期的封离式CO2激光管,发展至今,已经出现了第五代CO2激光器——扩散冷却型CO2激光器。从发展上可以看出,早期的CO2激光器趋向激光功率提高的发展方向,但当激光功率达到一定要求后,激光器的光束质量受到重视,激光器的发展随之转移到调高光束质量上。出现的接近衍射极限的扩散冷却板条式CO2激光器有较好的光束质量,已经推出就得到了广泛的应用,尤其是在激光切割领域,受到众多企业的青睐。
21世纪初,出现了另外一种新型激光器——半导体激光器。与传统的大功率CO2、YAG固体激光器相比,半导体激光器具有很明显的技术优势,如体积小,重量轻、效率高、能耗小、寿命长以及金属对半导体激光吸收高等优点,随着半导体激光技术的不断发展,以半导体激光器为基础的其他固体激光器,如光纤激光器、半导体泵浦固体激光器、片状激光器等的发展也十分迅速。其中,光纤激光器发展较快,尤其是稀土掺杂的光纤激光器,应在光纤通信、光纤传感、激光材料处理等领域获得了广泛的应用。
由于激光器具备的种种突出特点,因而被很快运用于工业、农业、精密测量和探测、通讯与信息处理、医疗、军事等各方面,并在许多领域引起了革命性的突破。激光在军事上除用于通信、夜视、预警、测距等方面外,多种激光武器和激光制导武器也已经投入实用。
1、激光用作热源。激光光束细小 ,且带着巨大的功率,如用透镜聚焦,可将能量集中到微小的面积上,产生巨大的热量。比如,人们利用激光集中而极高的能量,可以对各种材料进行加工,能够做到在一个针头上钻200个孔;激光作为一种在生物机体上引起刺激、变异、烧灼、汽化等效应的手段,已在医疗、农业的实际应用上取得了良好效果。
2、激光测距。激光作为测距光源,由于方向性好、功率大,可测很远的距离,且精度很高。
3、激光通信。在通信领域,一条用激光柱传送信号的光导电缆,可以携带相当于2万根电话铜线所携带的信息量。
4、受控核聚空中的应用。将激光射到氘与氚混合体中,激光所带给它们巨大能量,产生高压与高温,促使两种原子核聚合为氦和中子,并同时放出巨大辐射能量。由于激光能量可控制,所以该过程称为受控核聚变。
今后,随着人类对激光技术的进一步研究和发展,激光器的性能将进一步提升,成本将进一步降低,但是它的应用范围却还将继续扩大,并将发挥出越来越巨大的作用。
激光指示器是以激光作为指示用途的小型低功率激光器,属于一般民用品,也称为激光笔、指星笔等。是一种用途广泛的产品:教学、科研单位作为教学、学术报告、会议等场合配合视像设备作为指示用;军事单位用于配合大屏幕指挥系统指示;旅游单位用于导游讲解;建筑及装修监理单位用于建筑、装修验收时的指示等。某些场合还可将其固定作为定向工具;亦可将其作为礼品。
总结
以脉冲方式发射的二氧化碳激光器也有很多种,在科研和工业中用途极广。如果按每一脉冲发出的能量大小作比较,那么,脉冲二氧化碳激光器又是脉冲激光器中的最强者。这里,我们要回到激光先驱者汤斯曾经研究过的问题上来,谈一谈毫米波的产生。随着激光技术的发展,许多科学家对这一难题又发起了进攻:采用放电或利用强大的二氧化碳激光作为激励源去激发氟甲烷、氨等气体分子,一步步地把发射出来的激光波长延长,扩展。开始达几十微米,后来达几百微米,也就是亚毫米波了。本世纪60年代中期到70年代中期,随着微波技术的发展,科学家根据激光的原理和方法产生了毫米波。这样,从光波到微波之间的空白地带便被不断发现的新红外激光填补了。
从研究中,科学家发现毫米波很有实用价值:大气对它的吸收率很小、阻碍它传播的影响也小,可以用它来作为新的大气通讯工具。
另一种比较特殊、新颖的激光器,可以形象地称它为“变色龙”。它不是龙,但确实能变色;只要转动一个激光器上的旋钮,就可以获得红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫各种颜色的激光。
难道染料跟激光器也有关系吗?一点也不错。这种激光器的工作物质确实就是染料,如碳花青、若丹明和香豆素等等。科学家至今还没有弄清楚这些染料的分子能级和原子结构,只知道它们与气体工作物质的气体原子、离子结构不一样;气体产生的激光有明确的波长,而染料产生的激光,波长范围较广,或者说有多种色彩。染料激光器的光学谐振腔中装有一个称为光栅的光学元件。通过它可以根据需要选择激光的色彩,就像从收音机里选听不同频率的无线电台广播一样。
未来展望
染料激光器的激励源是光泵,可以用脉冲氙灯,也可以用氮分子激光器发出的激光。用一种颜色的激光作光泵,结果能产生其他颜色的激光可以说是染料激光器的特点之一。
这种根据需要可以随时改变产生激光的波长的激光器,主要用于光谱学研究;许多物质会有选择地吸收某些波长的光,产生共振现象。科学家用这些现象分析物质,了解材料结构;还用这些激光器来产生新的激光,研究一些奇异的光学和光谱学现象。
易发事故
在使用激光切割机时,激光器激光射出可能引起以下事故:(1)激光射出沾到易燃物引起火灾。大家知道激光发生器的功率很高,尤其遇到高功率激光切割机,射出的激光温度非常高。当激光射出沾到易燃物体后引起火灾的可能性非常大。(2)机器在运行时会可能会产生有害气体。例如在用氧气切割时与切割材料发生化学反应,生成不明化学物质或细小颗粒等杂质。被人体吸收以后可能会产生过敏反应或引起肺部等呼吸道的不适。在进行作业的时候应做好防护措施。(3)激光直射人体会对人体有害。激光对人体的损害主要包括对眼睛和对皮肤的损害。在激光的伤害中,以机体对眼睛的伤害最为严重。而且眼睛的伤害是永久性的。所以在进行作业时一定要注意保护眼睛。所以,进行切割的环境应该中严禁易燃物体靠近机器并且保持通风,工作场所还应该配有灭火器。工作人员在进行作业时要做好自我防护措施。
前景展望
光纤激光器可实现800nm-2100nm波段的激光输出,最大功率已达到万瓦量级,应用也从光通信扩展到激光加工、激光打标、图像显示、生物工程、医疗卫生等领域。未来光纤激光器的发展趋势将体现在以下几个方面:
(1)光纤激光器本身性能的提高:如何提高输出功率和转换效率,优化光束质量,缩短增益光纤长度,提高系统稳定性并使其更加小巧紧凑将是未来光纤激光器领域研究的重点。
(2)新型光纤激光器的研制:在时域方面,具有更小占空比的超短脉冲锁模光纤激光器一直是激光领域研究的热点,高功率飞秒量级脉冲光纤激光器一直是人们长期追求的目标,该领域研究的突破不仅可以给光通信时分复用(OTDM)提供理想的光源,而且可以有效带动激光加工、激光打标及激光加密等相关产业的发展。在频域方面,宽带输出并可调谐的光纤激光器将成为研究热点,一种采用ZEBLAN材料(Zr、Ba、La、Al、Nd)为激光介质的非线性光纤激光器引起了人们的重视,该激光器具有相当宽的带宽和低损耗,可实现波长上转换几个波段,被专家誉为下一代通信材料,如能实现大规模生产将会在激光打印和大屏幕显示领域产生几十亿美元的市场。可以预见,随着相关技术的完善,光纤激光器将向更广阔的领域发展,并有可能成为替代固体激光器和半导体激光器的新一代光源,形成一个新兴的产业。
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