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，并對冷卻效率和環境熱負載進行了細致的分析；詳細介紹了冷卻參數的測量和計算過程，以確保實驗數據的準確性和可靠性；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進行了深入研究，尤其關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，并研究了熱負載管理的有效方案。
本書適合光學、機械等領域的科研人員、工程技術人員以及高等院校相關專業的師生閱讀參考。
雷永清，山西工程科技職業大學，講師。畢業于華東師范大學精密光譜科學與技術國家重點實驗室，并在固體材料激光領取領域進行了一系列深入的研究，具有扎實的工作基礎，參與導師申請的多項國家自然科學基金項目，其中在一項國家軍委科技委項目中排名一位。近幾年，以一作身份發表SCI二區文章3篇。其中激光冷卻7.5%Yb3+:LuLiF4晶體至121K，達到了NIST定義的低溫范圍(123K)，為我國具有自主核心技術專利的光學制冷器打下基礎。教學工作中，目前就職于山西工程科技職業大學，主要擔任本選題涉及領域的課程講師，積累了豐富的教學經驗。注重培養學生的思維能力和實踐能力，通過深入淺出的方式，幫助學生更好的理解和掌握本領域的知識和技能。
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的應用方向014
1.5.1 全固態光學制冷器014
1.5.2 輻射平衡激光器018
1.5.3 生物醫學方面的應用021
1.6 本書的主要內容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 經典的冷卻效率031
2.4 修正后的冷卻效率036
2.5 熱負載分析038
2.6 本章小結039
第3章 冷卻效率參數的測量實驗041
3.1 概述042
3.2 熒光探測系統量子效率校準042
3.3 熒光譜046
3.4 吸收譜050
3.4.1 導易定理和McCumber 關系050
3.4.2 最佳制冷波長的吸收系數隨溫度的變化規律053
3.5 激光誘導熱調變光譜測試(LITMoS) 056
3.5.1 硬件與軟件056
3.5.2 紅外熱像儀校準059
3.5.3 激光誘導熱調變光譜測試結果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 光熱偏轉光譜（PTDS） 測溫066
3.6.5 干涉法測溫067
3.6.6 光致發光(PL) 測溫067
3.7 本章小結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072
4.3 光學冷卻參數測量結果及其分析074
4.3.1 外部量子效率081
4.3.2 背景吸收系數084
4.3.3 平均熒光波長085
4.3.4 共振吸收系數087
4.3.5 冷卻窗口088
4.4 激光冷卻結果及其分析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 光學仿真模擬110
5.5 熱負載管理111
5.6 摻鐿氟化镥鋰晶體激光冷卻突破低溫學溫度115
5.7 本章小結122
附錄123
附錄A Precilasers 可調諧光纖激光器性能參數124
附錄B 兩款海洋光學光譜儀性能參數比較125
參考文獻126
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