【精品】激光原理及应用课程论文.doc

《【精品】激光原理及应用课程论文.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、激光原理及应用课程论文通过一个学期对《激光原理及应用》的学习，使我对激光这一物理分支学科有了更加深入的了解，从光的本性到激光的工作原理，再到激光的输出特性及基本技术，理论结合应用。激光在日常的生产生活屮的作用日益增加。根据课本中最后一章得内容和自己的总结对激光在科学技术前沿问题中的应用做一个归纳。其中包含课本中的知识，以及我自己对知识的看法，还有激光在生活中的应用。一.激光核聚变1受控核聚变*为什么选择核聚变？核聚变有突出的优点，低原子序数的元索通过聚变反应为史高序数的元素，反应中损失的质量转化成能量放出，提高能量效率比裂变更咼。1）发展聚变能应用是替代化石类燃料与裂变能，推动人类

2、文明发展的理想途径。2）聚变时，参加反应的原子核都带正电，彼此之间互相排斥。粒子必须具有极高的动能，才能克服这种排斥作用，彼此接近到足以发生反应的程度。2磁力约束和惯性约束方法激光原理及应用课程论文通过一个学期对《激光原理及应用》的学习，使我对激光这一物理分支学科有了更加深入的了解，从光的本性到激光的工作原理，再到激光的输出特性及基本技术，理论结合应用。激光在日常的生产生活屮的作用日益增加。根据课本中最后一章得内容和自己的总结对激光在科学技术前沿问题中的应用做一个归纳。其中包含课本中的知识，以及我自己对知识的看法，还有激光在生活中的应用。一.激光核聚变1受控核聚变*为什么选择核聚变

3、？核聚变有突出的优点，低原子序数的元索通过聚变反应为史高序数的元素，反应中损失的质量转化成能量放出，提高能量效率比裂变更咼。1）发展聚变能应用是替代化石类燃料与裂变能，推动人类文明发展的理想途径。2）聚变时，参加反应的原子核都带正电，彼此之间互相排斥。粒子必须具有极高的动能，才能克服这种排斥作用，彼此接近到足以发生反应的程度。2磁力约束和惯性约束方法1）利用核聚变提取能量有两个条件：一是保证充分的反应时间；二是约束高温等离子体。2)目前比较实用的能达到劳森条件的装置有两大类。一是利用一定的强磁场将高温等离子体进行约束和压缩，使之达到劳森判据，即所谓的“磁力约束方法(magnetic

4、confinementfusion,MCF)O二是惯性约束(inertialconfinementfusion,ICF)法，利用高功率的激光束或粒子束均匀照射用聚变材料制成的微型靶丸，在极短的时间内迅速加热压缩聚变材料使之达到极高的温度和密度，在其分散远离以前达到聚变反应条件，引起核聚变反应条件。3)3•自20世纪60年代初梅曼成功地研制岀激光器后不久,在美国及前苏联就开始了激光核聚变——惯性核聚变的研究。3激光压缩点燃核聚变的原理压缩点燃的方式有两种：一种是直接照射方式——多束激光以球对称方式直接照射在靶丸表面；一种是间接照射方式——将靶丸放入由金等重金属制成的空腔屮，通过激光照

5、射空腔内表面产生的X射线再照射靶丸。二.激光冷却1.20世纪80年代，借助于激光技术获得了屮性气体分子的极低温(如，10-10K)状态，实现了单个原子的操纵。这种获得低温的方法就叫激光冷却。2•激光冷却的基本思想是：运动着的原子在共振吸收迎面射来的光子后，从基态过渡到激发态，其动量就减小，速度也就减小了。速度减小的值为-A八仔Me温度也就降低了。由于这种减速实现时必须考虑入射光子对运动原子的多普勒效应，所以这种减速就叫多普勒冷却。3•由于原子速度可正可负，就用两束方向相反的共振激光束照射原子。这时原子将优先吸收迎面射来的光子而达到多普勒冷却的结果。4•实际上，原子的运动是三维的。1

6、985年贝尔实验室的朱棣文小组就用三对方向相反的激光束分别沿x,y,z三个方向照射钠原子，在6束激光交汇处的钠原子团就被冷却下来，温度达到了240°Ko5•朱棣文的三维激光冷却实验装置屮，在三束激光交汇处，由于原子不断吸收和随机发射光子，这样发射的光子又可能被邻近的其他原子吸收。一种捕获原子使之集聚的方法是利用“原子倂”，这是利用电磁场形成的一种“势能坑”，原子可以被收集在坑内存起来。一种原子阱叫“磁阱"，它利用两个平行的电流方向相反的线圈构成。*真正的玻色-爱因斯坦凝聚宏观数目的玻色子处于同一个量子基态。它实现的条件是粒子的德布罗意波长大于粒子的间距。在被激光冷却的极低温度下，原

7、子的动量很小，因而徳布罗意波长较长。同吋井内乂可以捕捉到较多的原子，他们相互作用很弱而间距很小，因而能达到凝聚的条件。三•激光操纵微粒1光捕获1）光捕获法是利用光的力学作用，对微米以下的微小物体，用激光束夹住并使其移动的技术。2）光子具有一定的动量，当光入射到微粒上时，光动量将随着与微粒的相互作用中所产生的反射、折射、吸收等过程而变化。而力又由动量的变化所产生，如果在时间内动量的变化量为AP,那么其产生的力F可由下式表示：F=Plt此力就成为作用在微粒上的力。仅考