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On May 16, 1960 , Theodore Maiman invented the worlds first laser, known as the ruby laser”.;激光发展史
LASER--- Light Amplification for Stimulated Emission of Radiation
受激发射的光放大产生的辐射;1st Laser System ----- Ruby Laser
T. H. Maiman et al, Phys. Rev. 123 (1961) 1151-1157;激光特性
单色性: 有选择反馈放大振荡 线宽窄
He-Ne Dl/l =10-13 ; Kr86 Dl/l=10-8
方向性: 谐振腔 沿腔轴传播的模式振荡
He-Ne 2q=10-3rad
相干性:单色性、方向性 好相干性
He-Ne Lc=107cm Kr86 Lc=10cm
超强、超快性:
脉宽4.0fs, 光强度1021-22W/cm2
H核对电子作用 ?1016W/cm2 ;激光与现代科技
近十三年, 有七次 Nobel奖与激光有关
一) 1997年 激光冷却和捕获原子
二) 1999年 超短激光观测分子中间态过程
三) 2000年 快速晶体管和激光二极管发明
四) 2001年 激光和磁阱实现玻色_爱恩斯坦冷却
五) 2002年 大分子结构解析法中介质辅助激光分析
和飞行时间质谱
六) 2005年 精密激光光谱和光学频率梳
七) 2009年 光纤通讯;激光与现代科技
* 物质研究的基本手段
高分辨率光谱 (窄线宽)
非线性光谱 (高强度)
超快光谱(飞秒脉冲)
激光冷却 ( 97年Nobel Prize)
精密光谱 (2005年Nobel Prize)
强场极端实验条件
* 光电技术与信息科学
光存储技术
光输入/输出设备
光电显示技术
光通讯技术;* 激光与生命和健康
DNA图谱识别和控制
光钳技术---单个细胞行为研究
激光手术刀
光合作用、育种
* 激光与国家安全
战略武器 化学激光
战术武器 精确制导、至盲武器,夜视仪,防护镜
* 激光与能源
U235分离 裂变
ICF 核聚变;机载激光武器(ABL),ABL的目标是研制装在经过改造的波音747飞机上安装激光武器,用于从高空攻击敌方的战区弹道导弹。 ;激光分类:
1、工作介质
气体激光器:He-Ne, Ar+, CO, CO2, XeF, KrCl
固体激光器: Ruby, YAG, YLF, Ti:Sapphire
染料激光器: DCM, R6G
半导体激光:GaN, GaAs
自由电子激光:电子在周期静磁场中通过 相干辐射
2、激光特性
连续
脉冲 ( 调Q、锁模);脉冲激光器进展;1872年,摄影师Eadweard Muybridge首次拍摄到飞驰奔马的运动(24部照相机,相隔1英尺,1/1000秒快门)。;1S;;飞秒时间分辨测量;1987年, Zewail完成第一个飞秒化学实验
fs pump — probe:
pump (强光) 将 ICN激发到解离态上
probe (弱光) 波长对应 CN 自由基的吸收;Femtochemistry ---- Nobel Prize 1999;高功率的获得:飞秒短脉冲的放大 —— CPA;脉冲激光功率发展历史 (~1cm2 of Beam);钛宝石飞秒高功率激光基本特性:
波长:750 - 1100nm
超快 (4.0fs) ---- 万亿分之一秒;Fast Ignition Concept of ICF
( ICF --- inertial confinement fusion);超短激光和长脉冲激光作用的比较
;A drilling in steel produced by 3.3-ns pulses. A strong blur formation occurs and solidified droplets stick on the surface. Note the heat-affected zone around the hole .;飞秒激光角膜切割;Nature,
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