激光原理绪论PPT课件.ppt

1、激光喷泉、激光喷泉、激光喷泉、激光雷达、激光雷达、激光喷泉、激光喷泉、激光喷泉、激光雷达、激光喷泉、激光激发光“激光”金学森于196年提出，1 .激光单色性好2 .激光方向性好3 .激光亮度极高4 .激光相干性好、9、10、2 .方向性好(发散角10 -4弧度)，1条激光为38万km的月亮特征：在随机过程中，各波列之间可以没有固定位相关关系，具有不同的偏振方向、传播方向、相互间的无关. 因此，自发辐射的光源方向性、相干性、单色性较差。 需要、14、感应辐射、外来光子，产生其能量=h=E2-E1。 受激发射的光子与外来光子处于相同的光子状态(特性完全相同)。 可以放大外来光。 感应辐射特征：15

2、，感应辐射是外界辐射场控制下的发光过程，感应辐射场具有与入射辐射场相同的频率、相位、波矢(传播方向)和偏振，因此是相干的。 感应辐射的相干性、感应辐射和自发辐射的重要区别相干性。 自发辐射是原子不受外界辐射场控制的自发过程。 因此，大量原子的自发辐射场的相位是不规则分布的，因此是无关的。 另外，自发辐射场的传播方向与偏振方向也不规则地分布。 (16 )激发吸收、光的激发吸收是与激发辐射相反的过程。17、普通光源的发光机构：是激发吸收和自发辐射，普通光源的发光(例如电灯、火焰、太阳等)或物质接受外部能量(例如光能、电能、热能等)时，原子中的电子吸收外部能量而处于低能量水平处于高能量水平(E2)的

3、电子寿命短(一般为108109秒)，不受外界作用而自发地转移到低能量水平(E1)，转移时放射光(电磁波)。 放射光子能量，这个放射是自发的放射过程。18、3 .激光的基本结构和种类、1 .激光的基本结构、19、2 .激光的种类、20、4 .激光的发展历史、1917年，爱因斯坦在研究光辐射与原子的相互作用时发现了，21、1958年，美国的两个微和肖洛(A.I.Schawlaw )发表了萩名论文红外和光学激光器，指出了以激发辐射为主的发光的可能性，他们的论文使在光学领域工作的科学家很快兴奋，不断提出了实现粒子数反转的各种实验方案，开创了新的激光研究领域。 同年，苏联科学家巴索夫和普罗霍夫发表了三能

4、级粒子数的反转和半导体激光器的提案论文.1959年汤斯又提出了红宝石激光器制造的提案.22、C.H.Townes、A.M.Prokhorov、n .美国休斯公司的实验室提出了波长694.3nm的激光器、24、25、q调制技术，制成了第一个q激光器。 制作了钕玻璃脉冲激光器。26、1963年创立了激光半古典理论。 对激光的频率特性和功率特性进行了比较研究。1964年研制出氩离子(A r )离子气体激光二氧化碳激光化学激光(HF氟化氢)掺钕钇铝石榴石固体激光，1965年实现铌酸锂光学残奥仪振荡器，通过半古典理论锁模1966年开发固态锁模激光器获得超短脉冲，1970年开发准分子激光器，1977年开发

5、红外频带的自由电子激光器，1984年开发光孤独激光器，28，2001年美国加利福尼亚大学伯克利这种纳米激光最终可以用于鉴别化学物质，提高电脑光盘和光子电脑的信息储存量，目前，各种各样的激光已有数百种，29，这个领域的诺贝尔奖，1964: Townes，Basov Prokhorov微波激光器和激光的发明1981:哈佛大学的布隆姆贝根和斯坦福大学的肖洛，激光光谱学1997:朱隶文等三人，激光冷却和捕获原子说明：朱隶文系美国人，1948年在密苏里州2005 :约翰霍尔对洛伊格沃光学干涉量子理论的贡献，奥德汉斯：利用激光进行精密光谱研究，30，1961年夏天，在王江主持下，中国科学院(长春)光学精密

6、仪器机械研究所，中国第一台红宝石激光， 中国的激光发展状况：中国各种激光的“第一台”:He-Ne激光(1963年7月邓锡铭等)(上海光机所)掺钕玻璃激光(1963年6月干福熹等)(上海光机所) GaAs同质结半导体激光(1963年12月王守(上海光机所) CH3I化学激光(1966年3月邓锡铭等) YAG (钇铝石榴石)激光(1966年7月屈干华等)、31当时世界首个激光技术专业研究所中国科学院上海光学精密机械研究所(简称“上海光机所”)成立，基础研究和关键技术一系列新概念、新方法和新技术(如空洞的q突变和旋转镜调q、行波放大、自由电子振荡辐射等)相继提出和实施，其中在独创性32、王曼昌、王大

7、也的指导下，中国科学院和中国工程物理研究院从80年代开始共同突破难关，“神光其中，“神光-”激光装置建于1986年，功率为2兆瓦。 90年代规模进一步扩大了4倍，开发出了性能更先进的“神光-”装置。 1995年，“863项目”立案，开始开发跨世纪的巨大激光驱动器“神光-”装置。33、神光-I装置、34、神光高功率激光系列装置是我国独立开发的大型高功率激光融合实验装置，35、神光激光装置孔、36、37、神光激光装置目标室光路、38、1996年，中国下一代飞秒超强这标志着中国的强激光技术又上了一个新阶段。 这种设备是中国首款超级机器人超级机器人超级机器人超级机器人超级机器人超级机器人2004年，中

8、国科学院上海光机所昨天在其建筑40周年之际，小型化超超强激光功率突破100太瓦(1太瓦1012瓦)大台，输出峰值功率达到120太瓦/36毫秒，这说明上海在这个领域已进入国际同类研究的前沿制备了国内首台镓铟氮砷/镓砷(GaInNAs/GaAs )量子阱边发射激光器，实现了室温连续激发，激发波长为1.30微米，输出功率大于30毫瓦。 标志着我国砷化镓基近红外波段光电子材料和器件的研究水平已经进入世界先进行列。 40、5 .激光的应用因激光具有方向性好、亮度高、单色性好、相干性好等特点而广泛应用于许多领域，1 .激光在军事领域2 .激光在工业加工领域3 .激光在医学领域4 .激光的应用现代激光可以使

9、人们实现古代的梦想，制造能够破坏一切的激光武器。 美国现在全力开发的“星球大战”防御系统，用激光束击破入侵导弹是重要的一环。 可以想象载有核弹头的导弹在强烈的激光照射下急剧变成烟雾消散到空中。 这是多么不可思议啊，1 .激光应用于军事领域，42，反应快的：光束以每秒万公里传输，打击目标时不需要校正射击进度，可以瞬间发射。 现代高能激光武器的特点，激光武器利用激光束直接损伤或失效目标，与火炮、导弹等武器相比，具有许多优良的技术特性：43，电子战环境下激光传输不受外部电磁波干扰，目标是利用电磁干扰手段激光移动火力快，激光束发射时没有背板力，能够连续射击，能够在短时间内移动射击方向，是阻断多目的的理

10、想武器。 作战使用效率高，化学激光武器只消耗燃料，每发的费用为数千美元，远远低于防空导弹的单发费用(爱国者为万美元/枚，尾刺为万美元/枚)。44、现在的激光武器可分为2种：种，战术武器，即像常规武器那样直接杀伤敌人、击破坦克、击破飞机等。 这种武器的主要代表是激光枪和激光炮，可以发出强烈的激光束来击退敌人。 另一个是战略武器，用于应对敌人的远程导弹和军事卫星等空间武器。 研究战略武器的关键是制造高功率、高能量的激光，其能量和功率足以破坏导弹和卫星。 45、激光战斗卫星伪像图、战略激光武器作战模式图、美军配备的击炮激光武器、机载激光武器伪像图、46、激光眩目枪、47、以色列边境配备的激光炮、48

11、、美国战术激光炮、52、53、激光传播2、激光在工业加工领域的应用、54、激光切割、激光切割技术可以应用于：汽车行业、计算机、电气机箱、各种金属部件和特殊材料的切割、圆形锯片、弹簧垫、2mm以下的电子设备用铜板、部分金属网板、钢管使用的激光主要有YAG激光和CO2激光。55、激光切割、56、激光雕刻、57、激光焊接、激光焊接技术主要应用于汽车车身薄板、汽车零件、锂电池、起搏器、密封继电器等密封器件以及各种不允许污染和变形的器件的焊接。 现在使用的激光器有YAG激光器、CO2激光器、半导体泵浦激光器。58、激光打孔、激光打孔主要应用于：航空航天、汽车制造、电子校正器、化工等行业。 激光打孔的发展

12、主要是打孔用YAG激光的平均功率从5年前的400w上升到了800w。 目前使用的激光多以YAG激光和CO2激光为主，也有准分子激光、同位素激光和半导体泵浦激光。 激光冲孔、59、激光加工不仅大大提高了工作效果和质量，而且有些加工技术是激光以外的东西。 例如，吉列卡剃须刀片，每个刀片的厚度仅为0.1毫米，需要在13个焊接点焊接在0.2毫米的托架上，1台激光焊接饥饿在半秒以内完成。 目前，激光加工已成为激光传统应用的最大领域！60、3 .激光在医学领域的应用，可以利用激光束的高亮度热效应、激光束的良好单色性生物效应治疗疾病。 激光技术成为医学上的新技术，形成了新的医学分支激光医学。 可以治疗眼科、

13、妇科、皮肤科、内科、肿瘤科内200多种疾病。61、治疗方法主要有： (1)激光刀，(1)手术时出血量少，激光刀可以在肝、脾等血管丰富的部位进行手术；(2)激光刀与手术部位不接触，是自行消毒的手术，适合处理感染性病变。 聚焦运动的激光束、生物组织、机理：激光束能量在短时间内使组织烧灼气化。 激光刀在切开组织的同时，其能量烧结封闭组织中的血管。 (62 )光凝治疗，机制：激光蒸发活体组织细胞水分，凝固组织蛋白质。 可治疗：眼科中视网膜脱落、皮肤黏膜血管病变和消化道出血病变。 63、(3)通过光照治疗、低功率激光束照射活体、生物效应，对人体有消炎、消肿、镇痛和促进伤口愈合的作用，可获得直径细的激光束照射体穴、耳穴、银针针灸效果，激光针灸、安全方便、不出现晕厥，64、4 .激光对生活的影响水幕激光，水幕电影，氩离子激光表演等，水幕激光，舞台表演中，激光的应用主要有以下形式：66、68、69、1 .激光核聚变，是由氘、氚或氘-氚构成的塔整个融合过程在极短的时间内完成，氘氚燃料颗粒不能膨胀，因此也被