x8第八讲 光及其应用.ppt

第八讲激光及其应用 激光原理简介 LASER (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) ----辐射的受激发射的光放大 1960年，美国加利福尼亚州休斯航空公司实验室的研究员梅曼发明了世界上第一台红宝石激光器。 1965年，第一台可产生大功率激光的器件--二氧化碳激光器诞生。 1967年，第一台Ｘ射线激光器研制成功。 形成激光的三个条件 产生激光必要条件 激光的特性 方向性好 亮度高 单色性好 相干性好 高的光子简并度包括了上述四特性 方向性好 单色性好 高亮度 激光武器的优点 1．无需进行弹道计算 2．无后座 3．操作简便，机动灵活，使用范围广 4．无放射性污染，效费比高 舰载激光武器 激光在信息技术领域的应用 全息照相 光存储 大屏幕显示 英女王的全息照片 多路合成角度全息用于艺术品展示 全息激光防伪标签，已经是一个很大的产业 激光全息存储 利用激光干涉原理将图文等信息记录在感光介质上的大容量信息存储技术 通过将缩微胶片上的影像转变为光信息，然后制出存储密度更大的全息图 全息图是由干涉条纹组成的影像，该条纹记录了入射光线的全部信息—振幅和相位 阅读还原时，需在激光照射下利 用条纹影像的衍射原理使其再现 激光全息存储的优点 信息存储容量大---可达1Tb/cm3 记录速度快 记录信息不易丢失---寿命可达数百年 便于长期保存---每一碎片都包含完整信息 便于拷贝、复制 体全息信息存储 体全息信息存储原理 DPL大屏幕显示 采用二极管泵浦的固体激光器， 倍频输出红绿蓝三基色的 激光全色显示具有色彩十分丰富多彩，亮度高、 清晰度高等优点预计未来10年内在计算机投影仪、 大屏幕高清晰显示和数字电视 方面得到广泛应用 RGB TV SET Diode Pumped Laser 转换产生 RGB Diode Pumped MicroLaser DPL Projection TV 激光用于通讯 光通信原理示意图 光纤通讯 光通信用的激光器差不多全部是半导体激光器，只有少量的CATV系统采用1310纳米或1550纳米LD泵浦固体激光器。 通信用的激光器主要有两类：光纤放大器用的泵浦光源和发射机用的信号光源。 应用于自由空间光通信（FSO）的激光器有850nm和1550nm两种 自由空间光通信（FSO） 用小功率红外激光束在大气中传送光信号的通信系统，即以大气为媒介的激光通信系统 两种工作波长：850纳米 1550纳米 850纳米设备便宜，应用于传输距离短的场合 1550纳米红外光波可被视角膜吸收，照不到视网膜，可增大传输功率，适用于传输距离远的场合 自由空间光通信（FSO）的优点 1）快速链路部署—无需埋设光纤等待手续 2）无需频谱许可证 3）带宽高—支持150mb/s到10Gb/s的传输速率，传输距离2-4公里 4）安全必威体育官网网址性强 5）协议透明 6）成本低—是光纤到楼的1/10到1/3 7）便携性 杀气腾腾的死光 利用激光高亮度所产生的易于集中和发射的高能量，使激光可以像一位医德高尚、医术高明的神医，成为治病救人的慈善家；也可以凶相毕露、杀气腾腾，成为杀人武器，不仅令人不寒而栗，就连飞机、导弹，也无不望“光”丧胆。 中国99坦克激光致盲武器 宝石路”GBU-12激光制导炸弹 中国海洋大学研制的车载激光测风雷达正为国际帆船赛测量赛区风场，这是我国第一台车载激光测风雷达 美国“空基反导激光拦截试验机”YAL-1空载激光武器，这种高能量激光武器可以配置在大型飞机的前部，能够击落弹道导弹和其它能感觉到的来自空中的威胁 ▲利用激光极好的相干性： ★测量： 精密测长、 测厚、 测角， 测流速 （10-5─104m/s）， 定向（激光陀螺）， 测电流、电压（磁光效应）， 激光抗干扰性强。 ★全息技术： 全息存储， 全息测量， 全息电影， 全息摄影等。 ★激光光纤通讯： 载波频率高（1011─1015Hz）， 信息容量大， 清晰， 功耗小， * * * 公共选修课 现代物理概论 美国电影《星战前传》海报 西安大唐芙蓉园芙蓉湖水面上升起 的海市蜃楼 图中的激光手枪是由电池驱动的400mW激光器，为世界上最小的二氧化碳激光器 “激光”是“LASER”的意译.1964年，钱学森院士提议取名为“激光” 激光是20世纪的四项重大的发明之一 激光的发展史 爱因斯坦于1917年提出受激辐射概念 1958年，贝尔实验室的汤斯和肖洛发表了关于激光器的经典论文，奠定了激光发展的基础。 苏联科学家《实现三能级粒子数反转和半导体激光器建议》论文。 我国激光的发展史 成长期：1970