資源描述：
《激光原理課件.ppt》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、激光原理PrinciplesofLaser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第七章：介紹控制和改善激光器特性的基本技術(shù)第九章：介紹典型激光器的工作原理及特性對(duì)激光技術(shù)中的物理問題有較系統(tǒng)全面的認(rèn)識(shí)；內(nèi)容概要激光原理目標(biāo)建立正確的基本概念；掌握一定的有關(guān)激光器技術(shù)方面的知識(shí)。緒論一、激光的特性1.方向性好激光原理.緒論2.單色性好激光原理.緒論3.能量集中4.相干性好激光原理.緒論空間高度集中：亮度比太陽(yáng)表面
2、高倍。時(shí)間高度集中：功率峰值為瓦。二、激光的應(yīng)用1.工業(yè)應(yīng)用精密測(cè)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激光原理.緒論3.軍事應(yīng)用激光制導(dǎo)激光測(cè)距激光偵察大氣激光通信激光原理.緒論激光武器激光原理.緒論4.日常應(yīng)用激光打印機(jī)電腦光驅(qū)CD/VCD條形碼掃描器激光防偽激光霓虹燈激光原理.緒論激光原理.緒論5.通信領(lǐng)域的應(yīng)用（1）空間激光通信激光原理.緒論（2）光纖通信激光原理.緒論光纖的優(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
3、.85um；長(zhǎng)距離通信用1.31um，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（PDFA）；1.27～1.67um全光波段的拉曼放大器（RFA）1480nm和980nm波長(zhǎng)的半導(dǎo)體激光器是EDFA的泵浦光源三、激光技術(shù)發(fā)展史1.1917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;2.20世紀(jì)50年代：湯斯和肖洛的光激射器理論；激光器方案的提出；3.1960年：梅曼(Maiman)制成世界上第一臺(tái)激光器；4
4、.1960年至今：激光技術(shù)飛速發(fā)展。四、Laser－“激光”Laser“通過受激輻射實(shí)現(xiàn)光放大”LightAmplificationofStimulatedEmissionofRadiation激光原理.緒論五、激光器種類根據(jù)工作物質(zhì)固體激光器氣體激光器液體激光器半導(dǎo)體激光器：紅寶石，Nd:YAG，釹玻璃：He—Ne，CO2，離子激光器：染料激光器激光原理.緒論第一章激光的基本原理§1.1相干性的光子描述光波模式、光子狀態(tài)、相格、相干體積一、光波模式與光子態(tài)光的波粒二象性波動(dòng)說微粒說激光原理.第一章－電磁理論
5、－波動(dòng)屬性：光波模式－光子理論－粒子屬性：光子態(tài)1.光波模式（用波動(dòng)觀點(diǎn)求光波模式數(shù)）波矢：：波的傳播方向一個(gè)波矢對(duì)應(yīng)兩個(gè)光波模式激光原理.第一章有限空間V內(nèi)：存在具有特定波矢的單色平面駐波。駐波條件m、n、q為正整數(shù)激光原理.第一章自由空間中：具有任意波矢的單色平面波都可能存在；每組m、n、q對(duì)應(yīng)一種光波模式（含兩個(gè)偏振態(tài)）激光原理.第一章相鄰模間隔：波矢空間中每個(gè)光波模式所占體積：第一象限中區(qū)間體積：此體積內(nèi)光波模式數(shù)：激光原理.第一章V體積空腔內(nèi)，頻率內(nèi)光波模式數(shù)：2.光子（狀）態(tài)：相空間：空間坐標(biāo)動(dòng)量
6、相空間內(nèi)一點(diǎn)表示質(zhì)點(diǎn)的一個(gè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系：相格：同一光子態(tài)的光子所占的相空間體積元。結(jié)論1：同一相格中的光子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)法區(qū)分，它們屬于同一光子態(tài)。激光原理.第一章結(jié)論2：一個(gè)光波模式一個(gè)光子態(tài)。二、光子的相干性相干光波：頻率相同、振動(dòng)方向一致、位相差恒定的兩束光波?？臻g相干性相干長(zhǎng)度：沿傳播方向的相干長(zhǎng)度。相干面積：垂直于光傳播方向截面上的相干面積。相干體積：空間體積內(nèi)各點(diǎn)的光波場(chǎng)都具有明顯的相干性，則為相干體積。激光原理.第一章單色性越好，相干性就越好激光原理.第一章相干時(shí)間：光沿傳播方向通過相干長(zhǎng)度
7、所需的時(shí)間。由楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)討論光波的相干體積：兩光波場(chǎng)具有明顯相干性的條件：光源的相干面積激光原理.第一章光源的相干體積：激光原理.第一章結(jié)論3：相格的空間體積相干體積。相格空間體積結(jié)論：處于同一相格中的光子數(shù)，三、光子簡(jiǎn)并度決定了相干光強(qiáng)，反映光源的單色亮度。激光原理.第一章一個(gè)光波模式所占空間體積同一光子態(tài)所占空間體積相干體積處于同一模式中的光子數(shù)，處于相干體積內(nèi)的光子數(shù)，處于同一光子態(tài)的光子數(shù)。§1.2光的受激輻射基本概念一、光的受激輻射概念的產(chǎn)生普朗克——1900年，輻射量子化假設(shè)；波爾——191
8、3年，原子中電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的量子化假設(shè)；愛因斯坦——1917年，提出受激輻射概念。1.黑體輻射的Planck公式：任何物質(zhì)在一定溫度下都要輻射和吸收電磁輻射。黑體：能夠完全吸收任何波長(zhǎng)的電磁輻射的物體?？涨惠椛潴w激光原理.第一章熱平衡狀態(tài)：黑體吸收的輻射能量黑體發(fā)出的輻射能量單色能量密度：Planck輻射能量量子化假說：黑體輻射Planck公式：激光原理.第一章熱平衡狀態(tài)下，黑體輻射分配到腔內(nèi)每個(gè)模式
