各种典型激光器原理课件

激光原理与技术各种典型激光器原理激光原理与技术第三章典型激光器主要内容:第一节概述第二节气体激光器第三节固体激光器Q第四节染料激光器第一节概述激光器的基本结构激光器的基本结构由工作物质、泵浦源和光学谐振腔三部分构成。光学谐振腔全反射镜输出反射镜工作物质激光器的基本结构激光输出泵浦源图3.2激光器的基本结构示意图冮作物质是激光器的核心,是激光器产生光的受激辐射放大作用源泉之所在。■泵浦源为在工作物质中实现粒子数反转分布提供所需能源。工作物质类型不同,采用的泵浦方式不同■光学谐振腔则为激光振荡的建立提供正反馈,同时,谐振腔的参数影响输出激光束的质量一、革新教学理念，明确教学目标所谓学科核心素养培养，就是要通过学科教学使核心素养转化为学生素质。教育大计，思想先行，要想通过思想教学培养提高学生的核心素养，学校就要全面落实党的教育方针，遵循学生成长规律和思想品德教学规律，大力弘扬中华民族优秀传统文化，同时结合社会主义核心价值观教育，将核心素养教育融入到思想品德教育目标和过程中去。然后，利用各种资源，统筹各方资源，以全科育人、全程育人、全员育人为目标，聚焦思想品德课程改革关键领域和主要环节，面向全体学生，通过社会主义核心价值观进教材、优秀传统文化教育着力培养学生的道德情操。初中思想品德教师在教学中也要革新传统教学理念，树立开放教学理念，认真收集各种社会信息尤其是有利于培养学生核心素养的信息，引导学生关注社会，积极参加社会实践，目的是引导学生将所学知识与现实生活联系起来，学会从思想品德视角去解释相关问题，以提高学生分析问题、解决问题的能力，进而提高学生的思想道德水平。二、狠抓课堂教学，创新教学方式课堂是教学的重要环节，也是传授知识、培养人才的重要渠道。教学改革要狠抓课程建设，同样，学生核心素养培养也要以课堂教学为引擎，也要狠抓课堂教学。过去，在思想品德教学中，受传统教学思想影响，许多教师采用的都是填鸭式教学法，这在一定程度上影响了学生的学习热情，也不利于学生核心素养培养。在教学改革浪潮冲击下，许多新的教学理念、教学方法不断被提出，?@对思想品德教学来说是一个有利实际。初中思想品德教师要提高认识，积极进取，认真学习和借鉴其他教师优秀的教学方法，利用各种有效方法激发学生的学习兴趣、培养学生的核心素养。如在初中思想品德“珍惜资源，节约能源”专题教学中，教师可以利用对话的形式层层设问、步步引导，对学生进行多角度启发，以促使学生在明辨是非的过程中提高认识、树立正确的价值观。三、利用多媒体教学，让思想品德课堂充满生趣多媒体教学图文并茂、声色俱全，改变了传统单一的教学模式，更能吸引学生的注意力，调动他们的学习兴趣。视频资源是多媒体教学中的重要课程资源，具有生动、形象、直观等特点，受到很多师生的欢迎。因此，初中思想品德教师要根据教学需要，并立足于中学生的生活体验，着眼于他们的未来发展需求，合理选择视频素材。要将学校生活、家庭生活、社会生活、爱国教育等融入视频素材中，真正使视频资源为教学服务。四、合作互动，学会辩证思维方法初中学生因为其年纪尚小，心智发展还不成熟，其思维的认识还较为片面，对于问题的认识还处于非此即彼的阶段中，培养学生的辩证思维方法就显得非常重要。运用合作教学的方式可以有效提升学生之间的互动性，能够通过生生合作的方式促使学生了解其他人的想法，促使学生能够更加客观地评价他人，更加理智的对待问题。五、提高教师的修养，强化教师担当作为教学的组织者、管理者，教师在学生核心素养培养中起着重要作用。我国《教师法》对教师的权利、义务、资格和任用都提出了明确要求，做出了严格规定，但是，从教学的角度来讲，一个教师如果在能力上仅仅满足了教育法的要求，远远是不够的。初中思想品德具有思想性、人文性、实践性等特点，虽说思想品德教学是一个复杂而系统的体系，但是学生接触的知识、受到的影响主要来源于教师。教师的言行举止、世界观和道德素养，都会给学生发展带来深远影响。要想成为一个称职的教师，教师首先要加强师德修养，坚持正确的思想导向，注意自己的言行举止和谈吐，做好每一个细节，同时用正确的价值观去引导学生、教育学生，以帮助学生养成正确的世界观。其次，教师要加强知识和业务学习，不断提高个人业务素质，争取成为一个知识渊博、认真负责、深受学生爱戴的老师。再次，教师要与时俱进，摈弃权威思想，不断提高自己的沟通能力，掌握批评的艺术，以努力增强自身的亲和力，然后积极融入到学生中去，用爱去温暖和鞭策学生。学生只有感受到教师的关爱、理解和尊重，才会爱学习，勤思考，才能不断进步。高数课堂教育作为学生大学阶段重点的学习科目之一，对培养学生数学意识，提高学生综合素养具有积极作用。高数教学中存在许多公式、定理等抽象的知识，用传统满堂灌、填鸭式等机械的教学方法，无法有效的落实高数教学的内容，并且影响学生的学习效率，制约高数的教学作用。基于此，高数教师应迎合新课改对教学创新发展的要求，对分层教学法下高数课堂创新型教改方法进行分析显得尤为重要。一、探析分层教学法内涵分层教学法与我国经典教育理念“因材施教”异曲同工，主要针对学生群体学习需求、个人能力、学习基础等主观因素，使教学内容得到有效落实，满足学生本体对教育内容的需求，提升学生学习专注度并落实教育目标，达到优化课程教学质量，提高学生学习效率的目的，使教师可以花费最小的精力，获取最大教育成果，提升师生交互成效，符合《新课程标准》对教育创新的需求，可以有效提升数学基础较为薄弱的学生数学能力，也不影响数学能力较强学生的进一步发展，使每个层级的学生均可提升综合素质。通过分层教学法可以有效提升教师教学能力，使教师可以在课堂教学过程中依照学生学习状态，合理规划教学内容，通过随机应变的能力提高教学效率。分层教学法将学生本体分为若干阶层，使教师教育管理有的放矢，避免冗余教学教育环节增加教师工作量，使师生交互更富成效，可以有效掌握学生学习需求，以此为依据落实教学内容，达到提高教师教学工作质量的目的。二、落实分层教学法的具体方式分层教学主要以智力因素、学习基础、个人能力等学生本体因素为依据，科学规划学生层级，针对学生不同学习需求展开高效教学，通过落实不同层级教育目标，提升班级内学生整体素质，具体落实方法可以从以下几个方面进行分析：一是尊重学生本体与自我教育。在分层教学法中学生需要结合教育目标，有效开展自主学习，将自主学习中形成的问题及时反馈给教师，提升学生探学习理解、分析总结等综合能力。不同层级学生反馈问题有所不同，是教师开展教学创新并实现教学有效性的参考依据。教师应尊重学生，引导学生进行自我教育，使问题反馈可以充分体现学生学习需求，为提高课程教学质量奠定基础；二是给学生充足的思考与支配时间。传统教学模式注重教学进度，高数教师在繁重的教学任务下，无法给学生足够时间理解数学问题，使课堂教学气氛沉闷，学生呈现脱离课堂的状态，无法提高学生学习效率。基于此，教师应给学生足够的思考与支配时间，引导学生通过自主探究解决学习问题，掌握书本知识，提高高数课程教学质量；三是将社会需求与个性发展有机融合。高数教学内容与学生本体生活环境具有一定距离，影响学生学习兴趣，缺失兴趣有效引导，学生将丧失自主学习动力，使分层教学法无法得到有效落实。基于此，教师应构建社会需求型、个性导向型高数课堂，通过设立人性化教学内容，激发学生学习欲望，在主观能动性引导下，积极参与课程教学，实现分层教学法应用价值[1]。三、分析分层教学法下高数课堂的一些教改方法教学改革需要迎合时代发展，灵活运用创新型教学模式，以分层教学法落实方略为依据，引导教学方法进行改革，使高数教学更具科学性，符合新时代对教育创新，培养学生综合素质的需求。（一）通过思维导图教学法有效落实高数分层教学思维导图别称为心智图、脑图，于上世纪60年代由英国著名心理教育专家托尼?博赞首次提出，是通过放射性思维理解抽象知识的有效方法，较为适用于高数教学，以高数知识为核心构建思维理解关系网。每位学生思维理解能力不同，所创设的思维导图也存在差异，符合学生本体高数学习需求，客观反映学生高数理解能力，为教师落实课堂教学内容提供有效依据。学生创设思维导图存在差异性，使分层教学法可以通过思维导图教学方式得到有效落实。例如，教师在进行“数列的极限”的教学时，可以启用思维导图教学法，引导学生在自主学习过程中以“数列的极限”为核心，创设反映自身学习能力的思维导图，向教师反馈学习成果。为了使学生思维导图创设更具成效，教师可以为学生设立思维导图骨架，以极限的性质、几何解释、如何证明数列极限、关于数列、定义描述、精确定义等相关内容为思维导图发散思考方向。针对数学学习能力较差学生，在教师引导下将以上思维导图内容进行填充，可以有效掌握数列的极限学习内容，而高数学习能力较强的学生，在此基础上通过发散思维，深入探析教学内容。以“极限的性质”为例，学生可以在掌握极限性质理论知识基础上，通过“收敛数列的有界性、极限的唯一性、收敛数列的保号性、子数列收敛性”充实思维导图，提升高数理解力能。教师通过学生思维导图创设情况，可以探析学生对高数知识的学习与理解情况，为合理落实分层教学法奠定基础。对学生普遍存在的学习盲点进行集中讲解，对一般性问题一代而过，对高数学习能力较高的学生，可以通过深化练习满足学生学习需求，达到提升班级内所有学生数学能力的目的，符合新课改培育学生综合素质的教育要求[3]。（二）通过微课教学法有效落实高数分层教学微课是伴随信息技术飞速发展创新演化而来的教学模式，以信息技术为基础，通过图像、影音以及声频等形式丰富书本知识的表现形式，激发学生的学习兴趣。微课具有内容精炼、短小精悍的特点，可以充分利用学生的“边角料”时间开展自主学习，落实学习需求，提升自主学习能力。为了使微课在分层教学法中得到有效落实，教师可以在创设微课教学内容时，分为A、B、C三个模块（由难到易），学生可以结合自身学习需求，合理选择学习内容。例如，教师在规划“矩阵的秩”的微课自主学习内容时，将“极限性质、矩阵秩计算、矩阵秩应用理念”设为C类学习内容，相关定义的深化理解与计算方式为B类，通过矩阵的秩解决现实问题的练习则为A类，使学生可以循序渐进掌握高数知识，符合分层教学法因材施教的教学理念。（三）通过小组合作学习法有效落实高数分层教学高数教师为了使小组合作学习模式可以更好体现分层教学法教育优势，在构建合作学习小组时，依照学生数学基础、学习兴趣、个性差异等因素，采用“组间同质，组内异质”的构建原则，使每个小组均为分层教学小群体，通过互帮互助实现提升学生高数学习效率的目的。以合作学习小组为单位反馈的自主学习问题，是教师开展分层课堂教学的有效依据，达到提升学生综合素质的目的[4]。四、结束语综上所述，分层教学法是有效提升学生学习高数的学习效率的教学方法，它需要创新型教学模式来填充，并逐步实现课程教学方法的改革。针对高数课程教学，高数教师可以通过思维导图教学法、微课教学法、小组合作学习法等教学方法，树立学生主体学习地位，促进学生主动学习，提升学生学习效率，同时充分发挥因材施教的分层教学的教育价值。激光原理与技术各种典型激光器原理激光原理与技术一、革新教1第三章典型激光器主要内容:第一节概述第二节气体激光器第三节固体激光器Q第四节染料激光器第三章典型激光器2第一节概述激光器的基本结构激光器的基本结构由工作物质、泵浦源和光学谐振腔三部分构成。光学谐振腔全反射镜输出反射镜工作物质激光器的基本结构激光输出泵浦源图3.2激光器的基本结构示意图冮作物质是激光器的核心,是激光器产生光的受激辐射放大作用源泉之所在。■泵浦源为在工作物质中实现粒子数反转分布提供所需能源。工作物质类型不同,采用的泵浦方式不同■光学谐振腔则为激光振荡的建立提供正反馈,同时,谐振腔的参数影响输出激光束的质量第一节概述3第一节概述分类及输出特性激光器种类繁多,习惯上主要按照以下两种方式划分:一种工作物质,另一种是按照激光器工作方式1按照激光工作物质1)气体激光器气体和金属蒸气作为工作物质。根据气体工作物质为气体原子、气体分子或气体离子,又可将气体激光器分为原子激光器、分子激光器和离子激光器原子激光器中产生激光作用的是未电离的气体原子,激光跃迁发生在气体原子的不同激发态之间。采用的气体主要是氦、氖、氩、氪、氙等惰性气体和镉、铜、锰、锌、铅等金属原子蒸气。原子激光器的典型代表是HeNe激光器。第一节概述4士第一节概述分子激光器中产生激光作用的是未电离的气体分子激光跃迁发生在气体分子不同的振-转能级之间。采用的气体主要有CO2、Co、N2、O2、N2O、H2O、H2等分子气体。分子激光器的典型代表是CO2激光器n准分子激光器。所谓准分子,是一种在基态离解为原子而在激发态暂时结合成分子(寿命很短)的不稳定缔合物激光跃迁产生于其束缚态和自由态之间。采用的准分子气体主要有XeF*、KrF*ArF*、ⅩeC|*、ⅩeBr*等。其典型代表为ⅩeF*准分子激光器。离子激光器中产生激光作用的是已电离的气体离子激光跃迁发生在气体离子的不同激发态之间。采用的离子气体主要有惰性气体离子、分子气体离子和金属蒸气离子三类。其典型代表为Ar+激光器士5第一节概述激励方式气体激光器一般采用气体放电激励还可以采用电子束激励、热激励、化学反应激励等方式。波长范围:气体激光器波长覆盖范围主要位于真空紫外一远红外波段特点激光谱线上万条,具有输出光束质量高(方向性及单色性好)、连续输出功率大(如CO2激光器)等输出特性,其器件结构简单,造价低廉。第一节概述6第一节概述应用气体激光器广泛应用于工农业生产、国防、科研、医学等领域,如计量、材料加工、激光医疗、激光通信、能源等方面。1961年,第一台气体激光器—He-Ne激光器问世。2).固体激光器固体激光器以固体激光介质作为工作物质固体工作物质通常是在基质材料,如晶体或玻璃中掺入少量的金属离子(称为激活离子),激光跃迁发生在激活离子的不同工作能级之间。用作激活离子的元素可分为四类三价稀土金属离子、二价稀土金属离子、过渡金属离子和锕系金属离子固体激光器的典型代表是红宝石(Cr3+:A2O3)激光器、掺钕钇铝石榴石(Nd3+:YAG)激光器、钕玻璃激光器和掺钛蓝宝石(Ti3+:A203)激光器。第一节概述7第一节概述固体激光器多采用光泵浦,泵浦光源主要有闪光灯和半导体激光二极管两类■固体激光器的波长覆盖范围主要位于可见光一近红外波段激光谱线数千条,具有输出能量大(多级钕玻璃脉冲激光器,单脉冲输出能量可达数万焦)、运转方式多样等特点。器件结构紧凑、牢固耐用、易于与光纤耦合进行光纤传输。固体激光器主要应用于工业、国防、科研、医学等领域,如激光测距、材料加工、激光医疗、激光光谱学、激光核聚变等方面第一节概述8第一节概述3).液体激光器液体激光器的工作物质分为二类:一类为有机化合物液体(染料),另一类为无机化合物液体。其中,染料激光器是液体激光器的典型代表。常用的有机染料有四类:吐吨类染料、香豆素类激光染料、恶嗪激光染料和花青类染料。染料激光器多采用光泵浦,主要有激光泵浦和闪光灯泵浦染料激光器的波长覆盖范围为紫外到近红外波段(300nm1.3μm),通过混频等技术还可将波长范围扩展至真空紫外到中红外波段。激光波长连续可调谐是染料激光器最重要的输岀特性。器件特点是结构简单、价格低廉。染料溶液的稳定性比较差是这类器件的不足。染料激光器主要应用于科学研究、医学等领域,如激光光谱学光化学、同位素分离、光生物学等方面。1966年,世界上第一台染料激光器——由红宝石激光器泵浦的氯铝钛花青染料激光器问世。第一节概述9第一节概述4).半导体激光器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(LaserDiode,缩写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有其特殊性半导体激光器以半导体材料为工作物质。常用的半导体材料主要有三类:(1)ⅢA一VA族化合物半导体如砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)等。(2)ⅡB一ⅥA族化合物半导体如硫化镉(CdS)等。(3)ⅣA-ⅥA族化合物半导体,如碲锡铅PbSnTe)根据生成pn结所用材料和结构的不同,半导体激光器有同质结、异质结(单、双)、量子阱等多种类型半导体激光器采用注入电流方式泵浦第一节概述10各种典型激光器原理课件11各种典型激光器原理课件12各种典型激光器原理课件13各种典型激光器原理课件14各种典型激光器原理课件15各种典型激光器原理课件16各种典型激光器原理课件17各种典型激光器原理课件18各种典型激光器原理课件19各种典型激光器原理课件20各种典型激光器原理课件21各种典型激光器原理课件22各种典型激光器原理课件23各种典型激光器原理课件24各种典型激光器原理课件25各种典型激光器原理课件26各种典型激光器原理课件27各种典型激光器原理课件28各种典型激光器原理课件29各种典型激光器原理课件30各种典型激光器原理课件31各种典型激光器原理课件32各种典型激光器原理课件33各种典型激光器原理课件34各种典型激光器原理课件35各种典型激光器原理课件36各种典型激光器原理课件37各种典型激光器原理课件38各种典型激光器原理课件39各种典型激光器原理课件40各种典型激光器原理课件41各种典型激光