第一部分激光的基本原理ppt課件

1、深圳大學(xué)電子科學(xué)與技術(shù)學(xué)院第一章 激光的根本原理 激光開展簡(jiǎn)史 激光的物理根底 激光特性 典型激光器簡(jiǎn)介深圳大學(xué)電子科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 LASER英文稱號(hào)的含義是什么？ LASER與MASER有何區(qū)別？ 為什么MASER的實(shí)現(xiàn)竟然導(dǎo)致了一個(gè)新學(xué)科的誕生？ 激光是誰、于何時(shí)發(fā)明的？什么激光器？ 激光器的發(fā)明抑制了哪些困難？ 為什么梅曼沒能獲得諾貝爾獎(jiǎng)？ 了解與激光有關(guān)的諾貝爾獎(jiǎng)獲得者 課后本人閱讀緒論部分，圍繞以下幾個(gè)問題思索：深圳大學(xué)電子科學(xué)與技術(shù)學(xué)院激光開展簡(jiǎn)史 1917年Einstein的實(shí)際預(yù)言：光子和原子相互作用包含三種過程:自發(fā)輻射、受激吸收和受激輻射按此模型推導(dǎo)出和實(shí)驗(yàn)完全符合的黑體輻

2、射Planck公式，提出在物質(zhì)與輻射場(chǎng)的相互作用中，構(gòu)成物質(zhì)的原子或分子可以在光子的鼓勵(lì)下產(chǎn)生光子的受激發(fā)射或吸收，預(yù)示了有能夠利用受激發(fā)射實(shí)現(xiàn)光放大Light Amplification by Stimulated Emission of RadiationLASER 實(shí)際任務(wù)指出：受激輻射光波與鼓勵(lì)光波同相位、同方向、同頻率、同偏振深圳大學(xué)電子科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 1954年湯斯(Townes)、巴索夫(Basov)、普洛霍洛夫(Prokhorov) 利用原子、分子的受激輻射來放大電磁波的新概念，實(shí)現(xiàn)氨分子微波量子振蕩器(Maser)-量子電子學(xué) 1958年湯斯、肖洛(Schawlow)尺度遠(yuǎn)大

3、于波長(zhǎng)的開放式光諧振腔Fabry-Perot 布隆伯根Bloembergen利用光泵浦三能級(jí)原子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布 1960年梅曼Maiman世界上第一臺(tái)紅寶石激光器深圳大學(xué)電子科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 1961年：He-Ne激光器、第一臺(tái)調(diào)Q激光器、釹玻璃激光器 1962年：砷化鎵GaAs半導(dǎo)體激光器 1963年：激光器的半經(jīng)典實(shí)際 1964年：氬離子 Ar+激光器、二氧化碳激光器、摻釹釔鋁石榴石Nd:YAG激光器 1965年：鈮酸鋰光參量振蕩器 1966年：固體鎖模激光器、染料激光器 1970年：準(zhǔn)分子激光器 1977年：紅外波段的自在電子激光器深圳大學(xué)電子科學(xué)與技術(shù)學(xué)院它的歷史是一部典型的交叉

4、學(xué)科的開展史： 發(fā)明了近百種不同類型的激光器件，其發(fā)明者都有完全不同的專業(yè)背景 各種學(xué)科和技術(shù)運(yùn)用激光并構(gòu)成了許多重要的交叉學(xué)科：如光電子學(xué)、激光光譜學(xué)、 激光化學(xué)、非線性光學(xué)、激光全息術(shù)、激光生物醫(yī)學(xué)、 激光計(jì)量、超快光電子學(xué)、激光加工處置. 構(gòu)成了一系列重要技術(shù)運(yùn)用領(lǐng)域，光子產(chǎn)業(yè)方興未艾深圳大學(xué)電子科學(xué)與技術(shù)學(xué)院深圳大學(xué)電子科學(xué)與技術(shù)學(xué)院May 15, 1960: Maimans Ruby laserWorking in the Hughes Research Labs深圳大學(xué)電子科學(xué)與技術(shù)學(xué)院深圳大學(xué)電子科學(xué)與技術(shù)學(xué)院木梳激光雕刻紐扣激光打標(biāo)深圳大學(xué)電子科學(xué)與技術(shù)學(xué)院貝殼激光雕刻加工貝殼

5、激光雕刻加工深圳大學(xué)電子科學(xué)與技術(shù)學(xué)院木盒激光雕刻加工木盒激光雕刻加工深圳大學(xué)電子科學(xué)與技術(shù)學(xué)院特種作戰(zhàn)激光槍深圳大學(xué)電子科學(xué)與技術(shù)學(xué)院裝有激光瞄具的裝有激光瞄具的MP5K沖鋒槍沖鋒槍深圳大學(xué)電子科學(xué)與技術(shù)學(xué)院深圳大學(xué)電子科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 相關(guān)性的光子描畫相關(guān)性的光子描畫 光子的根本性質(zhì)光子的根本性質(zhì) 光波方式和光子形狀、相格光波方式和光子形狀、相格 光子的相關(guān)性光子的相關(guān)性 光子簡(jiǎn)并度光子簡(jiǎn)并度本章內(nèi)容提要本章內(nèi)容提要深圳大學(xué)電子科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 光的受激輻射根本概念光的受激輻射根本概念 黑體輻射的普朗克公式黑體輻射的普朗克公式 受激輻射和自發(fā)輻射概念受激輻射和自發(fā)輻射概念 A21、B21、B1

6、2的相互關(guān)系的相互關(guān)系 受激輻射的相關(guān)性受激輻射的相關(guān)性 光的受激輻射放大光的受激輻射放大 實(shí)現(xiàn)光放大的條件集居數(shù)反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)光放大的條件集居數(shù)反轉(zhuǎn) 光放大物質(zhì)的增益系數(shù)光放大物質(zhì)的增益系數(shù)深圳大學(xué)電子科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 光的自激振蕩光的自激振蕩 將具有光放大作用的激活物質(zhì)置于光將具有光放大作用的激活物質(zhì)置于光諧振腔中，可構(gòu)成激光器。當(dāng)激活物質(zhì)諧振腔中，可構(gòu)成激光器。當(dāng)激活物質(zhì)的單程增益大于諧振腔的單程損耗時(shí)構(gòu)的單程增益大于諧振腔的單程損耗時(shí)構(gòu)成光的自激振蕩。起振條件？成光的自激振蕩。起振條件？ 光諧振腔的作用？光諧振腔的作用？ 提供軸向光波模的反響及保證激光器提供軸向光波模的反響及保證激光器的單模或少數(shù)軸向模振蕩。的單模或少數(shù)軸向模振蕩。深圳大學(xué)電子科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 激光的特性激光的特性 普統(tǒng)統(tǒng)稱激光的四性為：普統(tǒng)統(tǒng)稱激光的四性為： 單色性、相關(guān)性、方向性和高亮度。單色性、相關(guān)性、方向性和高亮度。 本質(zhì)上歸結(jié)為：本質(zhì)上歸結(jié)為： 激光具有很高的光子簡(jiǎn)并度。激光具有很高的光子簡(jiǎn)并度。 激光可以在很大的相關(guān)體積內(nèi)有很激光可以在很大的相關(guān)體積內(nèi)有很高的相關(guān)光強(qiáng)，高的相關(guān)光強(qiáng)， 這一特性正是由于受激輻射的本性這一特性正是由于受