激光检测教学ppt课件

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1、1《传感器及其应用》讲师：彭朝勇2011.4.12Welcometo：2第3讲激光检测技术激光检测技术3目录六、激光检测技术应用激光检测技术五、“激光革命”意义非凡一、激光的发展历史二、激光器的分类及特点三、激光产生机理四、激光的特性4一、激光的发展历史激光（Laser）的最初中文名叫做“镭射”、“莱塞”，是它的英文名称LASER的音译，是取自英文“LightAmplificationbyStimulatedEmissionofRadiation”的各单词的头一个字母组成的缩写词。意思是“受激辐射的光放大”。激光的英文全名已完全表达了制造激光的主要过程。196

2、4年按照我国著名科学家钱学森建议将“光受激发射”改称“激光”。1、‘激光’的来历激光检测技术5激光是20世纪以来，继原子能、计算机、半导体之后，人类的又一重大发明。它的原理早在1916年已被著名的物理学家爱因斯坦发现，但要直到1958年激光才被首次成功制造。激光是在有理论准备和生产实践迫切需要的背景下应运而生的，它一问世，就获得了异乎寻常的飞快发展，激光的发展不仅使古老的光学科学和光学技术获得了新生，而且导致整个一门新兴产业的出现。激光可使人们有效地利用前所未有的先进方法和手段，去获得空前的效益和成果，从而促进了生产力的发展。2、激光的发展历史激光检测技术61

3、958年，美国科学家肖洛和汤斯发现了一种神奇的现象：当他们将内光灯泡所发射的光照在一种稀土晶体上时，晶体的分子会发出鲜艳的、始终会聚在一起的强光。根据这一现象，他们提出了“激光原理”，即物质在受到与其分子固有振荡频率相同的能量激励时，都会产生这种不发散的强光--激光。1960年5月15日，美国加利福尼亚州休斯实验室的科学家梅曼宣布获得了波长为0.6943um的激光，这是人类获得的第一束激光，梅曼因而也成为世界上第一个将激光引入实用领域的科学家。2、激光的发展历史激光检测技术71960年7月7日，梅曼宣布世界上第一台激光器诞生，梅曼的方案是利用一个高强闪光灯管，

4、来刺激在红宝石色水晶里的铬原子，从而产生一条相当集中的纤细红色光柱，当它射向某一点时，可使其达到比太阳表面还高的温度。激光检测技术2、激光的发展历史梅曼和第一只激光器我国于1961年研制出第一台激光器。8激光检测技术激光器的种类很多，可分为固体、气体、液体、半导体等类型。（1）固体激光器一般小而坚固，脉冲辐射功率较高，应用范围较广泛。如红宝石激光器、钕玻璃激光器等。二、激光器的分类及特点1、激光器的分类9激光检测技术（2）半导体激光器体积小、重量轻、寿命长、结构简单，特别适于在飞机、军舰、车辆和宇宙飞船上使用。半导体激光器可以通过外加的电场、磁场、温度、压力等

5、改变激光的波长，能将电能直接转换为激光能，所以发展迅速。10（3）气体激光器以气体为工作物质，单色性和相干性较好，激光波长可达数千种，应用广泛。气体激光器结构简单、造价低廉、操作方便。在工农业、医学、精密测量、全息技术等方面应用广泛。气体激光器有电能、热能、化学能、光能、核能等多种激励方式。激光检测技术氦氖激光器CO2激光器11（4）以液体染料为工作物质的染料激光器于1966年问世，广泛应用于各种科学研究领域。染料激光器也称为“液体激光器”。染料激光器的突出特点是波长连续可调。燃料激光器种类繁多，价格低廉，效率高，输出功率可与气体和固体激光器相媲美，应用于分光

6、光谱、光化学、医疗和农业。染料激光的调谐范围为0.3～1.2微米，是应用最多的一种可调谐激光器。激光检测技术（5）自由电子激光器这类激光器比其他类型更适于产生很大功率的辐射。它的工作机制与众不同，它从加速器中获得几千万伏高能调整电子束，经周期磁场，形成不同能态的能级，产生受激辐射。张世昌教授从事该方面研究。12激光检测技术高功率自由电子激光器132、各类型激光器特点工作物质：固体，种类多，结构类似；特点：体积小而坚固、功率大：几十兆瓦常用：红宝石、掺钕的钇铝石榴石（YAG）、钕玻璃1.固体激光器激光检测技术2.液体激光器工作物质：液体特点：激光波长连续可调、连

7、续工作而不降低效率常用：有机液体染料、无机液体、螯合物激光器14工作物质：气体特点：小巧、连续工作、单色性好、输出功率小常用：气体原子、离子、分子、金属蒸汽激光器CO2激光器、氦氖激光器、CO激光器3.气体激光器4.半导体激光器特点：效率高、体积小、重量轻、结构简单、输出功率小常用：砷化镓激光器应用：军事武器的瞄准、制导、测距等激光检测技术15最小能量定律：原子在正常分布状态下，总是处于稳定的低能级；无外界作用，长期保持稳定状态。（1）受激吸收受激吸收：原子受到外界光子作用，得到能量，从低能级E1跃迁到高能级E2——光子能量h——普朗克常数，h=6.623

8、10-34J.s——光的频率激光检