激光专业英语2讲解

训练课变成＂我猜我猜我猜猜猜＂的节目了第一页第二页，共23页。本课程是激光加工专业的必修课。本课程的学习，目的在于帮助学生在专业学习和研究中更好地应用英语，以逐步达到能用英语较熟练地阅读本专业的文献资料及适应其他科技交流活动的需要。本课程的教学基本要求:学习常用激光工程英语词汇、术语；掌握科技英语的特点；提高运用英语从事激光工程相关的阅读、写作、会话的能力。第二页第三页，共23页。本课程由二个部分组成：第一部分偏重于激光英语文章的英汉翻译第二部分偏重于激光英语文章的汉英翻译课程第一部分的目标：帮助学生能用英语较熟练地阅读本专业的文献资料在方法上，选择本专业内几个通用的理论或技术基础问题为背景，要求学生通过直接阅读原版技术资料掌握相关的知识和技能通过阅读本专业典型技术资料对相关领域内的常用科技英语词汇、术语有一个初步印象第三页第四页，共23页。教学参考书《激光和电光学》(英文版)C.C.Davis主编世界图书出版公司《电子科学与技术专业英语.光电子技术分册》张爱红主编哈尔滨工业大学出版社第四页第五页，共23页。激光英语Unit1fundamentalsoflasersUnit2BasicConstructionsofLasersUnit3propertiesoflaserbeamsUnit4propertiesoflaserbeamsUnit5laseroscillationinopticalresonatorUnit6Solid-StateLasersUnit7Solid-StateLasers（continue）第五页第六页，共23页。激光英语Unit8gasdynamiclasersUnit9q-switchingUnit10LaserTechnologyUnit11

LaserMachiningProcessesUnit12

LaserWeldingUnit13LaserCuttingUnit14Laserdrillingandmarking第六页第七页，共23页。激光英语Unit15

measurementwithalaserUnit16

laserradarUnit17

opticalcommunicationsUnit18

otherapplicationsoflasers第七页第八页，共23页。Text1fundamentalsoflasers

OpticalAmplification1、Tounderstandtheoperationofalaserwehavetoknowsomeoftheprinciplesgoverningtheinteractionofradiationwithmatter.1光放大要了解激光器如何运转，就必须弄清楚决定辐射与物质相互作用的有关原理。第八页第九页，共23页。2、Atomicsystemssuchasatoms,ions,andmoleculescanexistonlyindiscrete

energystates.Achangefromoneenergystatetoanother,calleda

transition,isassociatedwitheithertheemissionortheabsorptionofaphoton.Thewavelengthofthe

absorbedoremittedradiationisgivenbyBohr’sfrequencyrelation原子系统，诸如原子、离子和分子，只存在于分立的能态，从一个能态到另一个能态的变化称为跃迁，它伴随着光子的发射或吸收.波尔频率关系式给出了吸收或发射辐射的波长。第九页第十页，共23页。3、whereE2andE1aretwodiscreteenergylevels,V21isthefrequency,andhisthePlanck'sconstant.AnelectromagneticwavewhosefrequencyV21

correspondsto

anenergygapofsuchanatomicsystemcaninteractwithit.E2一E1=hv21式中，E2,,E1是两个离散的能级，v21为频率，h是普朗克常量，与这一原子系统的能隙相对应的是频率为u21的电磁波，该电磁波与原子系统能够相互作用.第十页第十一页，共23页。4、Atthermalequilibrium,thelowerenergystatesinthe

materialaremoreheavilypopulatedthanthehigherenergystates.Awaveinteracting

withthesubstancewillraisetheatomsormoleculesfromlowertohigherenergy

levelsandtherebyexperienceabsorption.在热平衡时，材料中处于下能态的粒子数远比上能态的多，电磁波与其发生相互作用，使原子和分子从低能级上升到高能级，即为吸收.第十一页第十二页，共23页。5、Theoperationofalaserrequiresthattheenergyequilibriumofalasermaterialbechangedsuchthatenergyisstored

intheatoms,ions,or

moleculesofthismaterial.This

isachievedbyanexternalpumpsourcewhichtransferselectronsfromalowerenergy

leveltoahigherone.

激光器运转要求改变激光材料的能量平衡，使能量存储于该材料的原子、离子或分子之中.通过外部泵浦源使激光材料中的粒子从低能态跃迁到高能态.第十二页第十三页，共23页。6、

Thepumpradiationtherebycausesa"populationinversion”Anelectromagneticwaveofappropriatefrequency,incidentonthe"inverted"laser

material,willbeamplifiedbecausetheincidentphotonscausetheatomsinthehigher

leveltodroptoalowerlevelandtherebyemitadditionalphotons.Asaresult,energy

isextractedfromtheatomicsystemandsuppliedtotheradiationfield.Thereleaseof

thestoredenergybyinteractionwithanelectromagneticwaveisbasedonstimulated

orinducedemission.泵浦辐射导致“粒子数反转”.使频率适中的电磁波入射到该“反转的”激光材料上，入射光子将促使高能级的原子降落到低能级而发射出附加的光子，形成光波放大。最终，能量从原子系统出来，供给到辐射场.原子系统与电磁波相互作用而释放出原先存储的能量，这是以受激发射或感应发射为基础的.第十三页第十四页，共23页。7、Statedverybriefly,whenamaterialisexcitedinsuchawayastoprovidemoreatoms(ormolecules)inahigherenergylevelthaninsomelowerlevel,thematerial

willbecapableofamplifyingradiationatthefrequencycorrespondingtotheenergyleveldifference.Theacronym"laser"derivesitsnamefromthisprocess:"Light

AmplificationbyStimulatedEmissionofRadiation.”

简言之，当材料受到激励，使得它的原子(分子)在高能级的分布多于低能级时，该材料就能够以与能级差相应的频率使辐射放大.英文中的“激光”正是“受激辐射光放大”之略语.第十四页第十五页，共23页。8、Boltzmann'sStatisticsAccordingtoabasicprincipleofstatisticalmechanics,whenalargecollectionofsimilaratomsisinthermalequilibriumattemperatureT,therelativepopulationsofanytwoenergylevelsE1andE2,suchastheonesshowninFig.1.1,mustberelatedbytheBoltzmannratio波尔兹曼统计根据统计力学的基本原理，当大量近似的原子在温度T处于热平衡状态时任何两个能级E:和E:的相关粒子数(如图1.1所示)一定与波尔兹曼比值有关。第十五页第十六页，共23页。9、第十六页第十七页，共23页。10、PopulationInversionAccordingtotheBoltzmanndistribution(1.7),inacollectionofatomsatthermalequilibriumtherearealwaysfeweratomsinahigher-lyinglevelEZthaninalowerlevelEi.ThereforethepopulationdifferenceN1一N2isalwayspositive.根据波尔兹曼分布，对于一热平衡条件下的原子集合，高能级E2的原子数比低能级E1原子数少，因而粒子数差N1一N2总是正值。第十七页第十八页，共23页。11、Theessentialconditionforamplificationisthattherearemoreatomsinanupperenergylevelthaninalowerenergylevel,i.e.,foramplification,放大的基本条件是上激光能级的原子数比低能级的多，即为了得到放大，必须有第十八页第十九页，共23页。12、Theresultingnegativesignofthepopulationdifference(N2-g2N1/g1)onthattransitioniscalledapopulationinversion.Populationinversionisclearlyanabnormalsituation;itisneverobservedatthermalequilibrium.Thepointatwhichthepopulationofbothstatesisequaliscalledthe"inversionthreshold."这种跃迁产生的负粒子数差N2-g2N1/g1，称为粒子数反转.显然，粒子数反转是一种反常现象.在热平衡状态从来没有观测到这种现象.两