激光技术与应用ppt课件.ppt

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1、激光技术与应用复习相关知识知识分子原子原子核、电子物质结构能量概念能量是物质运动的一种度量。对应于物质的各种运动形式，能量也有各种形式，彼此可以互相转换，但总量不变。-----能量守恒定律光也是一种能量的表现形式复习相关知识知识光的概念光是人类眼睛可以看见的一种电磁波，也称可见光谱。在科学上的定义，光是指所有的电磁波谱。光是由光子为基本粒子组成，具有粒子性与波动性，称为波粒二象性。光可以在真空、空气、水等透明的物质中传播。对于可见光的范围没有一个明确的界限，一般人的眼睛所能接受的光的波长在400-700纳米之间。人们看到的光来自于太阳或借助于产生光的设备，包括白炽灯泡

2、、荧光灯管、激光器、萤火虫等。复习相关知识知识折射率概念折射率是光学介质的一个基本参量。定义为光在真空中的速度c与在介质中的速度v之比，因此他标志的是介质对光的一种特征。n=c/v=sini/sinr由于光在真空中传播的速度最大，故其他媒质的折射率都大于1。复习相关知识知识一激光的特性方向性好亮度高单色性好相干性好方向性好方向性好发散角小：传播相同距离时，光斑直径小θ光束发散角=2α探照灯-35毫弧度=1度激光---10-2毫弧度激光的高方向性srΩ=θ≈2.44λ/D激光的高方向性气体激光器方向性最好固体激光器方向性其次半导体激光器较差单色性好激光的颜色极纯-单色性

3、强连续光谱-太阳光谱线状光谱-霓虹灯单一颜色谱线-激光单色光具有单一频率的光波称为单色光。任何光源所发出的光波都有一定的频率（或波长范围，在此范围内，各种频率（或波长）所对应的强度是不同的。波长所对应的波长范围越窄，光的单色性越好谱线宽度：通常用强度下降到的两点之间的波长范围：谱线宽度是标志谱线单色性好坏的物理量单色性：/λ或氪灯——10-6普通氦氖激光——10-12激光的颜色极纯-单色性强激光的颜色极纯-单色性强气体激光器单色性最好固体激光器单色性其次半导体激光器较差复习上节课内容我希望从课堂中学到什么？我如何做才能学到这些内容？课堂纪律的要求是什么？我能做到么？为

4、什么？请回答物质的结构，什么是能量守恒定律什么是光？请画出电磁波谱，并标出各种射线的波长范围什么是折射率？折射率的数值通常在什么范围世界上第一台激光器是什么时候产生的，我国第一台激光器是什么时候产生的？是什么激光器？激光的四大特性是什么？能量守恒定律能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总量不变。这就是能量守恒定律。高亮度光源的亮度B定义为光源单位发光表面S沿给定方向上单位立体角Ω内发出的光功率P的大小B=P/SΩ激光的高亮度一台普通的红宝石激光器发出激光亮度，比太阳亮度高8个数

5、量级(几千万倍）连续发光激光器功率：几毫瓦，几瓦，十几瓦、几百瓦，目前可达几千瓦，几万瓦脉冲激光器：毫焦耳，焦耳，几十焦耳，目前可达几千焦耳，几万焦耳时间，空间都得到压缩的激光，其功率密度比会聚的太阳光高几十亿倍！激光的高亮度高亮度高亮度激光束经聚焦后，可产生几百万个单位的高温高压。千分之一秒内使任何金属汽化。激光的相干性强什么是相干性两列振动方向相同，频率相同的单色光波叠加后，光的强度在叠加区域不是均匀分布，而是在一些地方有极大值，一些地方有极小值，这在叠加区域出现的强度稳定的强弱分布现象称为光的干涉现象。相干的产生光是电磁波波的迭加服从迭加原理几个波在相遇点产生的

6、合振动是各个波单独产生的振动的矢量和。迭量和原理实质上是表示波传播的独立性。相干的产生两个频率相同、振动方向相同的单色光波的迭加I=4Icosб/2б为相位差当б为π的偶数倍时б=+2mπ光强达到最大当б为π的奇数倍时б=+（2m+1）π光强达到最小相干的产生很显然相位差是由距离差引起的б=（2π/λ）n（r–r）n（r–r）是光程差所谓光程，就是光波在某一种介质中所通过的几何路程和这介质的折射率的乘积。采用光程概念的好处是，可以把光在不同介质中的传播路程都折算为在真空中的传播路程，便于相互进行比较。激光的相干性强时间相干性沿光束传播方向上各点的相位关系相干长度为：L

7、=ctc=c/△ν△ν光源的谱线宽度，tc为相干时间可见：单色性越高相干长度越长。激光的相干性强空间相干性沿垂直光束传播方向的波面上各点之间的相位关系空间相干以相干面积表示S=(λ/θ)可见方向性越好空间相干程度越高激光的相干性强相干长度：单色性越好，相干长度越长普通光源——几厘米激光可达——105千米激光的应用由于激光具有方向性好、亮度高、单色性好、相干性好等特点而在许多领域得到广泛应用激光的应用:由于激光具有方向性好、亮度高、单色性好、相干性好等特点而在许多领域得到广泛应用测量领域?激光测长度、位移、速度、振动、外形等?通讯领域?激光遥感、光纤通