高二物理选修3-4激光课件

1、5.4激激 光光 光是从物质的原子中发射出来的，原子获得能量后光是从物质的原子中发射出来的，原子获得能量后处于不稳定状态，它会以光子的形式将能量发射出去。处于不稳定状态，它会以光子的形式将能量发射出去。激光激光 激光，是“受激辐射光放大”的简称，它是用人工的方法产生的一种特殊的相干光激光是20世纪的一项重要发明，由于它有着普通光无法比拟的一些特性，已经在广泛的领域得到应用 激光发射器激光发射器激光的特性激光的特性 （1 1）方向性好）方向性好 激光束的光线平行度极好，从地面上发射激光束的光线平行度极好，从地面上发射的一束极细的激光束，到达月球表面时，也只的一束极细的激光束，到达月球表面时，也只

2、发散成直径发散成直径lmlm多的光斑，因此激光在地面上传多的光斑，因此激光在地面上传播时，可以看成是不发散的播时，可以看成是不发散的 （2 2）单色性强）单色性强 激光器发射的激光，都集中在一个极窄的激光器发射的激光，都集中在一个极窄的频率范围内，由于光的颜色是由频率决定的，频率范围内，由于光的颜色是由频率决定的，因此激光器是最理想的单色光源因此激光器是最理想的单色光源 （3 3）相干性好）相干性好 由于激光束的高度平行性及极强的单色性，由于激光束的高度平行性及极强的单色性，因此激光是最好的相干光，用激光器作光源观因此激光是最好的相干光，用激光器作光源观察光的干涉和衍射现象，都能取得较好的效察

3、光的干涉和衍射现象，都能取得较好的效果果（4 4）亮度高）亮度高 所谓亮度，是指垂直于光线平面内单位面所谓亮度，是指垂直于光线平面内单位面积上的发光功率，自然光源亮度最高的是太阳，积上的发光功率，自然光源亮度最高的是太阳，而目前的高功率激光器，亮度可达太阳的而目前的高功率激光器，亮度可达太阳的1 1万万倍倍激光的应用激光的应用 1.1.由于激光是非常好的平行光，用它由于激光是非常好的平行光，用它测量距测量距离离可以达到很高的精度对准目标发出一个极可以达到很高的精度对准目标发出一个极短时间的激光脉冲，测出激光从发射到反射回短时间的激光脉冲，测出激光从发射到反射回发射点经过的时间发射点经过的时间t

4、 t，就可以按公式，就可以按公式 求出从发求出从发射点到被测目标的距离射点到被测目标的距离S S实际上按这种原理实际上按这种原理制成的激光测距仪就是一种激光雷达，激光雷制成的激光测距仪就是一种激光雷达，激光雷达用途很多，它不仅可以测量距离，还能测定达用途很多，它不仅可以测量距离，还能测定被测目标的方位、速度，甚至能描绘出目标的被测目标的方位、速度，甚至能描绘出目标的形状，进行识别和自动跟踪，所以激光雷达可形状，进行识别和自动跟踪，所以激光雷达可以用在导航、气象、天文、大地测量、军事、以用在导航、气象、天文、大地测量、军事、宇航技术等方面宇航技术等方面 2. 2.激光通信又称光纤通信激光通信又称

5、光纤通信，正在被广泛应，正在被广泛应用，它用极细的玻璃光导纤维制成的光缆代替用，它用极细的玻璃光导纤维制成的光缆代替金属电缆，用激光作载波代替电流传输信金属电缆，用激光作载波代替电流传输信息比较以往的通信技术，激光通信具有息比较以往的通信技术，激光通信具有4 4个个显著的显著的特点：特点：信息容量大信息容量大，一束光导纤维可容一束光导纤维可容纳纳100100亿路电话；亿路电话；通信质量高通信质量高，通电话声音清，通电话声音清晰，传输数据准确无误；传递图像，色彩逼真；晰，传输数据准确无误；传递图像，色彩逼真；保密性能好保密性能好，要想截获在光缆中传输的激光是要想截获在光缆中传输的激光是十分困难的

6、十分困难的 3.3.由于激光是很好的单色光，它产生的干涉由于激光是很好的单色光，它产生的干涉现象最清晰现象最清晰我们知道，两束相干光产生的叠加效果与我们知道，两束相干光产生的叠加效果与两束光通过的路程差有关，只要其中一束光通两束光通过的路程差有关，只要其中一束光通过的路程改变半个波长，干涉条纹就会发生明过的路程改变半个波长，干涉条纹就会发生明显变化：原来的明条纹变成暗条纹所以，显变化：原来的明条纹变成暗条纹所以，利利用干涉现象可以精确测定物体的长度用干涉现象可以精确测定物体的长度由于激由于激光的单色性很好，所以测量的精度很高，利用光的单色性很好，所以测量的精度很高，利用激光测量几米的长度，测量

7、精度可以小于激光测量几米的长度，测量精度可以小于0.lm0.lm死弹死弹-19枚枚卫星跟踪测距仪卫星跟踪测距仪激光测距激光测距空间激光通信空间激光通信Laser激光光纤通信激光光纤通信50 m100 m皮皮心子（石英）心子（石英）光导纤维光导纤维光缆光缆光放大器光放大器光光缆缆郑州郑州传导原理：全反射传导原理：全反射“魟鱼魟鱼”激光致盲武器激光致盲武器魟鱼（魟鱼（Stingray）系统）系统美国洛克希德美国洛克希德.桑德斯公司桑德斯公司开发的开发的AN/PLQ-5激光对激光对抗装置。也是一种致盲兼抗装置。也是一种致盲兼软杀伤武器软杀伤武器激光对抗装置激光对抗装置全息照相全息照相 全息照片的拍摄利用了光的干涉原理，全息照片的拍摄利用了光的干涉原理，它是利用参考光和物光发生干涉形成的。它是利用参考光和物光发生干涉形成的。 激光的应用激光的应用1 1、利用单色性、相干性：拍频技术（可精密测定、利用单色性、相干性：拍频技术（可精密测定各种移动、各种移动、转动和震动速度）、激光地震仪、精密导航、光纤转动和震动速度）、激光地震仪、精密导航、光纤通信、通信、全息照片、工业探伤、激光全息摄影等全息照片、工业探伤、激光全息摄影等2 2、利用平行度好、亮度高：测距、激光雷达、读、利用平行度好、亮度高：测距、激光雷达