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激光原理与技术PPT课件

目录contents激光基本原理激光器类型及技术激光束特性及控制技术激光与物质相互作用激光测量与检测技术激光安全与防护

激光基本原理01CATALOGUE

03受激辐射与自发辐射的区别受激辐射发射的光子与入射光具有相同的频率、相位、传播方向和偏振状态。01自发辐射原子或分子在没有外界作用下，由于内部能级间的跃迁而随机发射光子的过程。02受激辐射原子或分子在外界光场作用下，从高能级向低能级跃迁并发射与入射光相同性质的光子的过程。光的自发辐射与受激辐射

光放大当受激辐射产生的光子在激光工作物质中传播时，不断引起新的受激辐射，使得光强得到放大。粒子数反转与光放大的关系粒子数反转是实现光放大的必要条件，光放大是粒子数反转的结果。粒子数反转在激光工作物质中，实现高能级粒子数多于低能级粒子数的状态。粒子数反转与光放大

激光的产生与特性激光的产生通过泵浦源提供能量，使激光工作物质实现粒子数反转，并在谐振腔内形成稳定的光场，最终输出激光。激光的特性方向性好、亮度高、单色性好、相干性好。激光的应用领域包括工业加工、医疗、通信、科研、军事等领域。

激光器类型及技术02CATALOGUE

构成工作物质泵浦源特点固体激光工作物质、泵浦源和谐振腔三部分组成。通常采用晶体或玻璃等固体材料作为工作物质。一般采用闪光灯或激光二极管等作为泵浦源。具有体积小、重量轻、效率高、寿命长等优点，广泛应用于工业、医疗、科研等领域。

构成工作气体泵浦源特点气体激光器由工作气体、泵浦源和谐振腔三部分组成。一般采用电激励或化学激励等方式提供能量。通常采用二氧化碳、氦氖等气体作为工作物质。具有输出功率大、光束质量好、波长范围广等优点，适用于高精度测量、光谱分析等领域。

液体激光器由工作液体、泵浦源和谐振腔三部分组成。通常采用染料溶液或含有稀土元素的溶液作为工作物质。一般采用闪光灯或激光二极管等作为泵浦源。具有调谐范围宽、输出波长连续可调等优点，适用于光谱分析、生物医学等领域。构成工作液体泵浦源特点

由半导体材料制成的PN结或异质结构成。构成利用半导体材料中的电子空穴对复合时释放的能量来产生激光。工作原理具有体积小、重量轻、效率高、寿命长等优点，广泛应用于通信、光存储等领域。同时，半导体激光器还可以与其他半导体器件进行集成，实现光电一体化。特点半导体激光器

激光束特性及控制技术03CATALOGUE

空间特性激光束具有高方向性、高亮度和高单色性等空间特性。这些特性使得激光束能够在远距离传输时保持较小的发散角，并且能够在空间中形成明亮的光斑。时间特性激光束的时间特性包括脉冲宽度、重复频率和稳定性等。其中，脉冲宽度决定了激光的峰值功率和能量，重复频率则影响了激光的平均功率。稳定性则是确保激光束在长时间内保持一致性的关键因素。激光束的空间与时间特性

通过对激光束进行幅度、频率或相位等调制，可以实现信息的加载和传输。常见的调制方式包括振幅调制、频率调制和相位调制等。这些调制技术使得激光束能够携带更多的信息，并在通信、传感等领域得到广泛应用。调制技术激光束的偏转技术主要是通过改变激光束的传播方向来实现。常见的偏转方式包括机械偏转、电光偏转和声光偏转等。这些偏转技术使得激光束能够灵活地指向目标，并在激光雷达、光学扫描等领域发挥重要作用。偏转技术激光束的调制与偏转技术

聚焦技术是将激光束的能量集中在一点或一线上，以提高激光的功率密度和加工精度。常见的聚焦方式包括透镜聚焦、反射聚焦和光纤聚焦等。这些聚焦技术使得激光束能够在微小区域内产生极高的能量密度，从而实现对材料的精确加工和切割。聚焦技术整形技术是对激光束的形状和能量分布进行调整，以满足不同应用需求的技术。常见的整形方式包括光束扩展、光束匀化和光束整形等。这些整形技术使得激光束能够适应不同的工作场景和加工要求，提高了激光应用的灵活性和效率。整形技术激光束的聚焦与整形技术

激光与物质相互作用04CATALOGUE

激光与物质的能量交换解释激光与物质之间能量交换的过程，包括吸收、透射、反射等。激光与物质的相互作用机制探讨激光与物质相互作用的物理机制，如光电效应、热效应等。激光束在物质中的传播阐述激光在物质中的传播特性，如折射、反射、散射等。激光与物质相互作用的基本过程

介绍激光切割的原理、设备、工艺及应用领域，如金属切割、非金属切割等。激光切割激光焊接激光打标阐述激光焊接的原理、特点、工艺及应用，如汽车制造、航空航天等领域的应用。解释激光打标的原理、设备、工艺及应用，如二维码打标、金属打标等。030201激光加工技术及应用

探讨激光治疗在皮肤科、眼科、耳鼻喉科等领域的应用及治疗效果。激光治疗介绍激光诊断的原理、方法及应用，如光谱分析、荧光分析等。激光诊断阐述激光手术在眼科、神经外科等领域的应用