《激光原理緒論》PPT課件

《《激光原理緒論》PPT課件》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、激光原理PrinciplesofLaser教材：《激光原理》周炳琨學(xué)時：54主講教師：邵敏第一章：概述激光器基本原理第二章：開放式光諧振腔理論與高斯光束第四章：闡明光和物質(zhì)相互作用的基本物理過程第五章、第六章：激光振蕩和放大理論對激光技術(shù)中的物理問題有較系統(tǒng)全面的認(rèn)識；內(nèi)容概要目標(biāo)建立正確的基本概念；掌握一定的有關(guān)激光技術(shù)方面的知識。按時上課，不遲到不早退。課程要求有事請請假。上課請關(guān)機，勿吃東西。認(rèn)真學(xué)習(xí)，快樂學(xué)習(xí)。成績：平時20%，考試80%。E-mail:shaomin@xsyu.edu.cn激光（LightAmplificationbySti

2、mulatedEmissionofRadiation）意思是“受激輻射的光放大”。其最初中文名叫做“鐳射”、“萊塞”，是它的英文名稱LASER的音譯。激光是20世紀(jì)以來，繼原子能、計算機、半導(dǎo)體之后，人類的又一重大發(fā)明。1916年愛因斯坦提出其基本原理，1960年激光才被首次成功制造。激光的發(fā)展不僅使古老的光學(xué)科學(xué)獲得新生，而且導(dǎo)致一個新興產(chǎn)業(yè)的出現(xiàn)。什么是激光？激光的基本概念激光：愛因斯坦在1916年提出了的一套全新的理論。這一理論是說在組成物質(zhì)的原子中，有不同數(shù)量的粒子（電子）分布在不同的能級上，在高能級上的粒子受到某種光子的激發(fā)，會從高能級跳到

3、（躍遷）到低能級上，這時將會輻射出與激發(fā)它的光相同性質(zhì)的光，而且在某種狀態(tài)下，能出現(xiàn)一個弱光激發(fā)出一個強光的現(xiàn)象。這就叫做“受激輻射的光放大”。普通光源：自發(fā)輻射。激光的發(fā)展1917年，愛因斯坦在《關(guān)于輻射的量子力學(xué)?一文預(yù)言了原子受激輻射發(fā)光的可能性，即存在激光的可能性。1958年，美國科學(xué)家肖洛和湯斯將內(nèi)光燈泡所發(fā)射的光照在一種稀土晶體上時，晶體的分子會發(fā)出鮮艷的、始終會聚在一起的強光。根據(jù)這一現(xiàn)象，他們提出了“激光原理”，即物質(zhì)在受到與其分子固有振蕩頻率相同的能量激勵時，都會產(chǎn)生這種不發(fā)散的強光--激光。1960年5月15日，美國加利福尼亞州休

4、斯實驗室的科學(xué)家梅曼宣布獲得了波長為0.6943微米的激光，這是人類有史以來獲得的第一束激光，梅曼因而也成為世界上第一個將激光引入實用領(lǐng)域的科學(xué)家。1960年前蘇聯(lián)科學(xué)家H.Γ.巴索夫于發(fā)明了半導(dǎo)體激光器。半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)通常由P層、N層和形成雙異質(zhì)結(jié)的有源層構(gòu)成。其特點是：尺寸小，耦合效率高，響應(yīng)速度快，波長和尺寸與光纖尺寸適配，可直接調(diào)制，相干性好。1960年在美國貝爾實驗室里由伊朗物理學(xué)家賈萬制成的。1970年后，激光經(jīng)典、半經(jīng)典、量子理論形成。世界上第一臺激光器1960年5月15日，美國加利福尼亞州休斯實驗室的科學(xué)家梅曼宣布獲得了波長為0.

5、6943微米的激光，這是人類有史以來獲得的第一束激光，梅曼因而也成為世界上第一個將激光引入實用領(lǐng)域的科學(xué)家。C.H.TownesA.M.ProkhorovN.G.Basov湯斯1954年在量子電子學(xué)研究中實現(xiàn)了氨分子的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，研制了微波激射器和激光器；普羅霍洛夫和巴索夫1958年幾乎同時在量子電子學(xué)的基礎(chǔ)研究中，根據(jù)微波激射器和激光器原理研制了振蕩器和放大器。以上工作導(dǎo)致了激光器的發(fā)明。TheNobelPrizeinPhysics1964中國第一臺激光器1961年8月，中國第一臺激光器在中科院長春光機所誕生。設(shè)計者有：王之江、王乃弘、杜繼祿等。1

6、963年7月，鄧錫銘制造了第一臺氦氖激光器。隨后王乃弘制造了半導(dǎo)體激光器；劉頌豪制造了氟化鈣激光器；干福熹等制造了釹玻璃激光器。緒論一、激光的特性1.方向性好2.單色性好3.高亮度空間高度集中：亮度比太陽表面高1010倍。時間高度集中：功率峰值為1012瓦(TW)。（高壓脈沖氙燈的亮度最高，與太陽的亮度不相上下，而紅寶石激光器的激光亮度，能超過氙燈的幾百億倍。）4.相干性好二、激光的應(yīng)用1.工業(yè)應(yīng)用精密測量（距離位移）激光加工（切割焊接打孔雕刻）光譜分析2.醫(yī)學(xué)應(yīng)用眼科普通外科牙科皮膚科3.軍事應(yīng)用激光測距激光偵察大氣激光通信激光制導(dǎo)核聚變激光武器的

7、優(yōu)點1．無需進行彈道計算2．無后座3．操作簡便，機動靈活，使用范圍廣4．無放射性污染，效費比高核聚變實驗的六路真空靶室實驗中采用大功率(1014KW)釹玻璃激光器4.日常應(yīng)用激光打印機電腦光驅(qū)CD/VCD條形碼掃描器激光防偽激光霓虹燈重慶觀音橋激光噴泉激光照在激光噴泉噴頭噴出的水膜上，激光束由激光控制系統(tǒng)編程控制，可發(fā)出多種多樣的圖案及色彩，照射在晶瑩透明的水膜上,形成斑斕奪目的奇異效果。5.通信領(lǐng)域的應(yīng)用（1）空間激光通信（2）光纖通信光纖的優(yōu)越性：?寬帶?不受電磁干擾?重量輕?低損耗光纖通信用光源：短距離通信用0.85um；長距離通信用1.31u

8、m，1.55um光纖放大器：1.55um波段的摻鉺光纖放大器（EDFA）；1.31um的摻鐠光纖放大器（PD