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激光原理与应用课件

目录contents激光基本原理激光技术与应用领域典型激光器及其特点激光加工技术与实践激光在生物医学中的应用激光安全与防护知识普及

激光基本原理01

通过激励使得高能级粒子数多于低能级粒子数，实现粒子数反转。粒子数反转受激辐射光放大处于高能级的粒子在外来光子的作用下，向低能级跃迁并辐射出与外来光子完全相同的光子。受激辐射产生的光子与外来光子具有相同的频率、相位、传播方向和偏振态，从而实现光放大。030201激光产生机制

激光器结构与工作原理工作物质能够实现粒子数反转并产生受激辐射的物质。激励源为工作物质提供能量，使其实现粒子数反转的装置。光学谐振腔由两个反射镜组成，使受激辐射的光子在腔内多次反射，不断放大，最终从部分反射镜透出形成激光束。

单色性方向性相干性高亮度激光束特性及参数激光束的颜色单一，频率宽度非常窄。激光束中的光子具有相同的频率、相位和传播方向，使得激光具有很好的干涉和衍射性能。激光束的发散角非常小，几乎沿直线传播。激光束的能量密度非常高，可以产生很高的温度和压力。

激光技术与应用领域02

利用高能激光束对材料进行快速、精确的切割，广泛应用于金属、非金属材料的加工。激光切割通过激光束的高能量密度实现材料的连接，具有高精度、高效率、低热影响区等优点。激光焊接利用激光在物体表面进行永久性标记，适用于各种材料，标记清晰、持久。激光打标工业制造领域应用

利用激光的生物效应，对疾病进行治疗，如激光治疗近视、激光治疗皮肤病等。激光治疗通过激光的高精度、高能量特性，进行微创手术，减少手术创伤和恢复时间。激光手术利用激光的光谱分析技术，对生物组织进行无损检测，为医学诊断提供新的手段。激光诊断医疗卫生领域应用

激光武器利用高能激光束对目标进行打击，具有速度快、精度高、无需弹药等优点。激光雷达利用激光束进行测距、测速、制导等，具有高精度、抗干扰能力强等优点。激光通信利用激光束进行信息传输，具有必威体育官网网址性好、传输速度快等优点，适用于军事通信。军事国防领域应用

03激光物理学研究激光的产生、传输和与物质相互作用的物理过程，推动物理学的发展。01激光光谱学利用激光的高亮度、单色性好的特点，研究物质的光谱特性，揭示物质的内部结构和性质。02激光化学研究激光与物质相互作用过程中的化学变化，开拓新的化学反应途径。科研教育领域应用

典型激光器及其特点03

以固体材料作为工作物质，如红宝石、钕玻璃等。工作物质通常采用光泵浦方式，如闪光灯泵浦或激光二极管泵浦。激励方式输出光束质量好，稳定性高，适用于精密测量和加工等领域。输出特性固体激光器

工作物质以气体作为工作物质，如CO2、He-Ne等。激励方式通过放电激励气体分子产生激光。输出特性输出光束质量较好，功率较高，适用于切割、焊接等工业应用。气体激光器

123以液体染料作为工作物质，如若丹明6G等。工作物质通过光泵浦或电泵浦方式激励染料分子产生激光。激励方式输出波长可调谐，适用于光谱分析、生物医学等领域。输出特性液体激光器

工作物质通过电流注入激励半导体材料产生激光。激励方式输出特性体积小、重量轻、效率高，适用于通信、显示等领域。以半导体材料作为工作物质，如GaAs、InP等。半导体激光器

激光加工技术与实践04

高精度切割材料适用性广无接触加工自动化程度高激光切割技光切割具有高精度、高速度、高效率等优点，可实现各种复杂形状的切割。激光切割适用于金属、非金属等多种材料，切割厚度范围大。激光切割为非接触式加工，无机械应力，可避免材料变形。激光切割可与自动化设备配合使用，实现自动化生产。

激光焊接技术激光焊接具有焊缝质量高、变形小、焊接速度快等优点。激光焊接可实现精确的能量控制，适用于各种材料的焊接。激光焊接为自熔性焊接，无需填充材料，可降低生产成本。激光焊接适用于微小部件的焊接，可实现高精度、高质量的连接。高质量焊接精确控制无需填充材料适用于微小部件

激光打标具有高精度、高速度、高效率等优点，可实现各种复杂图案的打标。高精度打标激光打标为永久性标记，不易磨损和褪色。永久性标记激光打标适用于金属、非金属等多种材料。适用于多种材料通过调整激光参数，可实现彩色打标，增加产品附加值。可实现彩色打标激光打标技术

通过激光照射，改变材料表面的物理、化学性质，提高材料的耐磨、耐腐蚀等性能。表面改性表面合金化表面涂层表面刻蚀利用激光高能量密度，使材料表面局部熔化并快速冷却，形成具有优异性能的合金层。通过激光熔覆技术在材料表面形成一层具有特殊性能的涂层，提高材料的耐磨、耐腐蚀等性能。利用激光的高能量密度对材料表面进行刻蚀，形成特定的图案或文字。激光表面处理技术

激光在生物医学中的应用05

利用激光的高能量密度和高精度特性，进行无血或微创手术，如眼科手术、皮肤科手术等。激光手术通过