《激光原理》课件

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1、激光原理盛新志13522954995xzhsheng@bjtu.edu.cn五教一层5110室激光概论What?Why?How?1917年，爱因斯坦预言受激辐射；40年后,1957年是一个不平常的年份；苏联发射世界上第一颗人造地球卫星；我国爆发了全国范围的反右派运动；贝尔实验室附近的一个餐馆里，两个人在吃饭一个是哥伦比亚大学教授，贝尔实验室顾问汤斯(C.Townes)，微波受激辐射放大名人另一个是贝尔实验室博士后肖洛(A.Schawlow)探讨如何实现光波段的受激辐射放大WhatisLaser?汤斯的设想：一个玻璃盒，充满铊蒸汽，铊灯照射，激励铊原子发光；玻

2、璃盒壁，象金属波导对微波一样，反射铊原子发出的光波；反射会受激铊蒸汽的光，引起受激辐射放大WhatisLaser?肖洛认为：钾会更好一些没必要去照搬微波放大器的结构两块相对放置的反射镜就可以了激光器的三个基本组成部分：工作物质、激励源、光学谐振腔WhatisLaser?想专利申请贝尔实验室：“光波从没有对通讯产生过重大作用，该项发明对贝尔系统的利益几乎没有意义”。1958年12月“PhysicsReview”发表1960年3月获得专利权WhatisLaser?与美国人的工作齐名的是苏联巴索夫（H.EacoB）和普洛霍洛夫A.M.npoxopob），提出了几乎

3、相同的原理。世界科学界引起轰动，研制第一台激光器竞赛两个人功劳最突出休斯顿实验室T.H.Maiman（梅曼）梅曼熟悉红宝石闪光灯照红宝石,两端镀反射膜1960年7月,第一台激光器固体（如YAG,红宝石Al2O3）WhatisLaser?Physicsreviewletter主编认为：不可在Physicsreview上发表。我只发表重大的、应该立即公诸于世的成果。在纽约时报上作为一条消息宣布WhatisLaser?贝尔实验室A.Javan（贾范）Townes的学生，介质发光，不懂F－PSchawlow告诉F－P反馈1960年12月HeNe——第一台气体激光器其

4、它气体（如CO2）1.15μm仪器非线性？波长：软x光─紫外─可见─红外─亚毫米(30nm）（1.22nm）种类：固体（如红宝石，YAG，蓝宝石）按工作物质分WhatisLaser?波长：软x光─紫外─可见─红外─亚毫米(30nm）（1.22nm）种类：气体（如He-Ne，CO2）按工作物质分WhatisLaser?准分子（如XeCl，KrF，)按工作方式分连续（CW，功率可达104W）脉冲（Pulse，瞬时功率可达1014W）半导体（如砷化镓GaAs）WhatisLaser?液体（如染料）光子晶体WhatisLaser?激励能源全反射镜部分反射镜

5、光学谐振腔XUEZHQ.SWF激光激光很有用WhyshouldIstudyLaser?1激光在基础科学研究中的应用1.1激光冷却原子连接1.2激光荧光1.3激光光化学反应1.4激光分离同位素1.5激光飞秒光学1.6激光测定年代1.7激光天体物理学——探求宇宙的起源1.8重力波重力波天线激光干涉仪2激光在通信及信息处理中的应用2.1激光通信大气光通信、卫星激光通信、水下激光通信2.2光纤通信2.3激光打印、排版、印刷2.4激光光盘3激光在军事技术中的应用3.1激光测距、雷达、激光制导、激光导航3.2激光武器、战术模拟、光电对抗WhyshouldIstudy

6、Laser?4激光在生物及医学中的应用4.1生物体的光学特性4.2激光与生物体的相互作用4.3激光在生物体检测、诊断中的应用断层摄影、生物体光谱诊断、共焦点显微镜4.4激光在医疗中的应用眼科、皮肤科及整形外科，理疗连接5激光在材料加工中的应用5.1激光打孔、切割、焊接连接WhyshouldIstudyLaser?5激光在材料加工中的应用5.2激光制备纳米粉材料5.3激光3-D扫描及快速成型6激光在测量技术（计量学）中的应用6.1激光干涉计量连接6.2激光陀螺计量6.3激光全息照相计量6.4激光衍射计量6.5激光准直及多自由度测量WhyshouldIstudy

7、Laser?7激光在能源、环境中的应用7.1探求无穷的绿色能源——激光核聚变连接7.2激光大气检测7.3激光引雷、激光驱雾8激光在土木、建筑中的应用7.8.1激光表面处理及剥离7.8.2激光切断及解体7.8.3激光挖掘WhyshouldIstudyLaser?激光焊接高能激光（能产生约5500oC的高温）把大块硬质材料焊接在一起1利用激光高强度、良好的聚焦性(方向性)：控制光栅刻机等。绘制集成电路图，如芯片电路的准确分割，切割(连续打孔)：调节精密电阻，可在大气中进行。迅速、非接触，焊接(烧熔)：可加工硬质合金钻石等。钻孔(烧穿)：★加工：效率高，Whysh

8、ouldIstudyLaser?用激光使脱落的视网膜