激光原理技术及应用第一章第二章、.pptx

激光原理;上课时间：18周，复习 1周 成绩计算：考勤（10分），作业（30分），考试（60分） 参考书：《激光原理技术及应用》 李相银等，哈工大出版社 《激光技术》， 蓝信钜 等， 科学出版社 《激光原理》， 周炳琨 等，国防出版社qq: 422575911 Email: lxjzbj@126.com;形形色色的激光;激光的原理及技术基础 激光工作物质及基本原理 光学谐振腔 激光器工作原理 典型的激光器件 激光技术;激光：Laser （light amplification by stimulated emission of radiation) 理论：量子理论 1917 爱因斯坦（美） 诞生：红宝石激光器 1960年 梅曼 （美） 半导体激光器 1960 年 尼古拉 .巴索夫（苏） 条形码扫描器：1974 激光盘播放机:1978 CD播放机：1982 光纤：1988 欧美 ;500万亿瓦，1000倍美国，400倍中国 2012年192束 三个足球场 10亿分之一秒，2mm;2013,4000万度;2001建成 2011年升级 1013瓦 6kJ/ns 240mm口径;;信息传播，存储 加工系统： 激光器、导光系统、加工机床、控制系统及检测系统 军事科技： 激光光谱、激光雷达、激光武器。 工业： 激光打标、激光打孔、激光裁床、激光切割、激光绣花，激光热处理，激光快速成型。 ;医疗卫生： 激光生命科学研究、激光诊断、激光治疗。 炫酷： 影像在空中投影，手表上就可以没有表面，中间悬空显示时间， 日常生活： 激光灭蚊，也能分辨雌蚊子和雄蚊子之类;?;一：高方向性和空间相干性 探照灯：平面发散角 10 mrad W=L× θ 激光器：平面发散角 10-4 mrad 激光器的平面发散角： λ：波长 D：光束直径;例题: 激光器的波长λ=2 μm, 其输出孔径为2m, 当其传播到100km距离时，激光束的直径约为多少？激光平面发散角为多少？（1.22m） ;相干光：频率、偏振方向相同，位相差恒定 同一状态的光子或同一模式的光波是相干的，不同状态的光子或不同模式的光波是不相干的;空间相干性：横向相干性 相干长度： 相干截面： 在光束整个截面内的任意两点间具有完全确定的相位关系的光场振动是完全相干的。 ;?;计算：1 为使氦氖激光器的相干长度达到1km，它的单色性应该是多少？(波长632.8nm) 2 普通光源氪灯发出的波长605.7nm，低温下其谱线半宽度0.47×10-6μm, 求其相干长度。 ;相干光源：高的相干光强、大相干面积、长相干时间 激光：高单色性、高定向性。 单色亮度： 太阳光：2.6×10-12W/(cm2.Sr.Hz) 气体激光器： 10-2~102 W/(cm2.Sr.Hz) 固体激光器： 10~103 W/(cm2.Sr.Hz) 调Q大功率激光器：104~107 W/(cm2.Sr.Hz) ;?;作业：p21 T3,4 T3: 谱线宽度，半宽度？ 0.63×10-9，是科学计数法？ T4 频率6×1014 Hz单位？ 简并度的计算出现数量级错误？ 有效数字问题8.182×10-3还是8.18×10-3的问题;原子的内能：电子动能+位能 能级：分离的能级 E2, E1 自发辐射 受激吸收 受激辐射 ;E1：基态能级 E2: 激光输出能级（亚稳态） E3: 抽运激光上能级 量子数反转：E2和E1 红宝石激光器 半数以上的粒子抽运;E4: 抽运能级 E3: 激光输出能级 E2: 激光最终能级 E1: 基态 ;上能级E2： g2能态，粒子数密度:n2 下能级E1：g1能态,粒子数密度:n1 热平衡：E2E1, T0 有： 粒子数反转：;激光工作物质： 粒子数反转，产生激光 固体、液体、气体、自由电子 泵浦源： 光能、电能、化学能、原子能 光学谐振腔: 全反射镜，部分透射镜 ;凹面反射镜： 凸面反射镜： 平面反射镜： 其中R: 曲率半径，f:焦距 S: 物距，S’: 相距 ;几种谐振腔： 半共焦腔 非共焦平凹腔;波长：X射线到毫米波波段 功率密度：1019 W/cm2 脉冲：6×10-15 s 1 固体激光器：广泛 ；红宝石、掺钕钇铝石榴石、钕玻璃激光器、钛宝