激光与技术.ppt

激 光 1.1激光的发展与现状 提到激光时脑海中的第一印象？ 激光的概念 什么是激光？ LASER： Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation 激光： 受激辐射光放大 死光：叶永烈《珊瑚岛上的死光》 镭射：LASER的音译 激光发展的现状 发展更大 为了进行高能物理、热核聚变等方面的研究工作，激光器产生的能量密度和功率不断提高。 现在世界上功率最大的激光器是美国的国家点火工程（NIF）中使用的NOVA激光系统，其峰值功率达到1.3PW（1015W），该系统有望在今年投入使用。 激光发展的现状 NIS已经于2009年点火成功，2010年报道的单脉冲能量达到1MJ，峰值功率1015W以上。超过美国历史上任意时刻消耗电功率的500倍以上。 目前，神光-Ⅲ原型装置“十五”建设目标已圆满完成，达到“8束出光，脉冲-万焦耳”的水平，标志着我国成为继美、法后世界上第三个系统掌握新一代高功率激光驱动器总体技术的国家，使我国成为继美国之后世界上第二个具备独立研究、建设新一代高功率激光驱动器能力的国家。? 激光发展的现状 更小 各种工业指示、标记、探测用的半导体激光器或者半导体泵浦固体激光器向着小型化方向发展； 激光发展的现状 更集成 各种通信用的激光模块，往往包含十几个甚至几十个半导体激光器，并且集成了调制、功率检测、温度监测等功能模块。 激光发展的现状 更快 更高的调制频率：GHz； 更短的脉冲宽度：飞秒激光器(FemtoSecond Laser)； 更多样化 多样化的泵浦方式：光泵浦、电泵浦、化学能泵浦、热泵浦等、磁泵浦； 多样化的工作物质：固体（Nd：YAG）、气体（He-Ne、CO2）、液体、染料、半导体、自由电子等； 激光的应用 从科幻到现实 第一个描述激光的作品？ 威尔斯在1898年的小说《世界大战》（火星人入侵）：“由某种方式在非传导的小室中产生酷热，用抛物镜将其变成平行光，射向目标，这些射线不是可见光，而是某种热……” CO2激光器，由CO2作为工作物质，通过放电激发产生10.6um的红外激光，肉眼不可见，其输出方式多为抛物镜构成的反射望远镜系统； 火星大气充满CO2，并且有强烈的大气放电（闪电），因此可能存在天然的激光； 激光的应用 激光的实际应用 工业应用： 切割：速度快、无接触、精度高、切缝光滑 焊接：焊接点均匀、美观、精度高； 表面处理； 芯片刻蚀等。 激光的应用 医疗： 最早的激光医疗应用：1961年12月在哥伦比亚长老会医院用红宝石激光器进行了视网膜肿瘤治疗； 肿瘤治疗； 眼科手术：视网膜焊接、近视治疗； 美容； 外科手术等。 科研： 全息成像、非线性光学等需要高相干性、大功率光源的项目； 可控核聚变； 光镊、冷冻原子 激光的应用 确定地月距离 登月是20世纪最大的骗局？ 阿波罗15号在登月时带上了一套特别设备——大型角反射器，用来反射从地球发射过来的激光光束，通过记录往返时间来计算地月距离。 激光发散角很小，其光斑半径在月面上小于1km，而普通探照灯的光斑在月面上会大于月球的直径。 激光的应用 军事 激光测距 直接摧毁 激光制导 激光武器 激光的应用 其他 条码扫描 照明、成像 通讯 娱乐 1.3激光的特性 激光的特性 1、激光的空间相干性与方向性 方向性越好、空间相干性程度越高 方向性（发散角）受衍射极限的限制 2、激光的时间相干性与单色性 单色性越好、相干时间越长 3、激光的高强度 光子简并度——处于同一模式中的光子数目 激光器可以产生很高的单模功率，即高光子简并度 1.4 典型激光器介绍 固体激光器：红宝石、Nd:YAG 气体激光器：原子、分子、离子 液体激光器：染料激光器 新型激光器：光纤激光器、半导体激光器、自由电子激光器、化学激光器 1.4 典型激光器介绍 Quantel Frequency-Doubled Nd-YAG 1.4 典型激光器介绍 He-Ne激光器 1.4 典型激光器介绍 1.4 典型激光器介绍 1.4 典型激光器介绍 化学激光器 1.化学激光器是指基于化学反应来建立粒子数反转而产生受激辐射的一类激光器。化学激光器的工作物质可以是气体或液体，但目前大多数是用气体。 2.化学激光器具有如下三方面的特点 将化学能直接转换成激光。 输出的激光波长丰富。 高功率、高能量激光输出。 单脉冲能量：500mJ 脉冲宽度：5ns 峰值功率：108W=0.1GW 重复频率：10Hz 平均功率：5W 与产生激光有关的CO2分子能级图 *