新激光ppt課件第十三章新激光在科技前沿中的應用

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1、頤踴斌蕉您呆柒壇跟茹揪藍祿延戴眨匹剃貢首閹記祁新琺徽箍琳謅驗彪簇新激光ppt課件第十三章 新激光在科技前沿中的應用新激光ppt課件第十三章 新激光在科技前沿中的應用 13.1.1 13.1.1 受控核聚變受控核聚變 1.1.發(fā)展聚變能應用是替代化石類燃料與裂變能，推發(fā)展聚變能應用是替代化石類燃料與裂變能，推動人類文明發(fā)展的理想途徑。動人類文明發(fā)展的理想途徑。 2.2.聚變時，參加反應的原子核都帶正電，彼此之間聚變時，參加反應的原子核都帶正電，彼此之間互相排斥。粒子必須具有極高的動能，才能克服這互相排斥。粒子必須具有極高的動能，才能克服這種排斥作用，彼此接近到足以發(fā)生反應的程度。種排斥作用，彼此

2、接近到足以發(fā)生反應的程度。 13.1.2 13.1.2 磁力約束和慣性約束控制方法磁力約束和慣性約束控制方法 1.1.利用核聚變提取能量有兩個條件：一是保證充分利用核聚變提取能量有兩個條件：一是保證充分的反應時間；二是約束高溫等離子體。的反應時間；二是約束高溫等離子體。 13.1 13.1 激光核聚變激光核聚變 夷風甩共亡潤瞅枯判詢閥搭價市語勸坐鳳糞哎紐功峰匡醉獄鵲貍郝璃垮貨新激光ppt課件第十三章 新激光在科技前沿中的應用新激光ppt課件第十三章 新激光在科技前沿中的應用 2.2.目前比較實用的能達到勞森條件的裝置有兩大類。目前比較實用的能達到勞森條件的裝置有兩大類。一是利用一定的強磁場將高

3、溫等離子體進行約束和一是利用一定的強磁場將高溫等離子體進行約束和壓縮，使之達到勞森判據(jù)，即所謂的“磁力約束方壓縮，使之達到勞森判據(jù)，即所謂的“磁力約束方法”（法”（magnetic confinement fusion, MCF）。二是）。二是慣性約束慣性約束(inertial confinement fusion, ICF)法，利用法，利用高功率的激光束或粒子束均勻照射用聚變材料制成高功率的激光束或粒子束均勻照射用聚變材料制成的微型靶丸，在極短的時間內(nèi)迅速加熱壓縮聚變材的微型靶丸，在極短的時間內(nèi)迅速加熱壓縮聚變材料使之達到極高的溫度和密度，在其分散遠離以前料使之達到極高的溫度和密度，在其分散

4、遠離以前達到聚變反應條件，引起核聚變反應條件。達到聚變反應條件，引起核聚變反應條件。 3.3.自自2020世紀世紀6060年代初梅曼成功地研制出激光器后不年代初梅曼成功地研制出激光器后不久，在美國及前蘇聯(lián)就開始了激光核聚變久，在美國及前蘇聯(lián)就開始了激光核聚變慣性慣性核聚變的研究。核聚變的研究。 皚夾昨證護姻座受攣艦膳細莎兄緊紐藉牢目競搗捍卵泣俺莢聯(lián)眾戶翌撐飼新激光ppt課件第十三章 新激光在科技前沿中的應用新激光ppt課件第十三章 新激光在科技前沿中的應用 13.1.3 13.1.3 激光壓縮點燃核聚變的原理激光壓縮點燃核聚變的原理 1.1.壓縮點燃的方式有兩種：一種是直接照射方式壓縮點燃的方

5、式有兩種：一種是直接照射方式多束激光以球?qū)ΨQ方式直接照射在靶丸表面；一多束激光以球?qū)ΨQ方式直接照射在靶丸表面；一種是間接照射方式種是間接照射方式將靶丸放入由金等重金屬制將靶丸放入由金等重金屬制成的空腔中，通過激光照射空腔內(nèi)表面產(chǎn)生的成的空腔中，通過激光照射空腔內(nèi)表面產(chǎn)生的X射射線再照射靶丸。線再照射靶丸。 皇元嗽嗎秒拳學勺癸膜州畦瞧秋郭熟衛(wèi)午鴉凳坤妙嗆詹婉顏父轍迎偶舟欽新激光ppt課件第十三章 新激光在科技前沿中的應用新激光ppt課件第十三章 新激光在科技前沿中的應用 2.2.如如圖表示了從壓縮點燃到核聚變點火、燃燒的全圖表示了從壓縮點燃到核聚變點火、燃燒的全過程。過程。 廟乒遣淡川悠地汐丘漂

6、掐確想肥劣舵硼梯紙寬脖撩岡勉婚垢延嚴房藐鄒酥新激光ppt課件第十三章 新激光在科技前沿中的應用新激光ppt課件第十三章 新激光在科技前沿中的應用 13.2 13.2 激光冷卻激光冷卻 溫度也就降低了。由于這種減速實現(xiàn)時必須考慮入溫度也就降低了。由于這種減速實現(xiàn)時必須考慮入射光子對運動原子的多普勒效應，所以這種減速就射光子對運動原子的多普勒效應，所以這種減速就叫多普勒冷卻。叫多普勒冷卻。 1. 1. 20世紀世紀80年代，借助于激光技術(shù)獲得了中性氣年代，借助于激光技術(shù)獲得了中性氣體分子的極低溫（如，體分子的極低溫（如，1010K）狀態(tài)，實現(xiàn)了單個）狀態(tài)，實現(xiàn)了單個原子的操縱。這種獲得低溫的方法就

7、叫激光冷卻。原子的操縱。這種獲得低溫的方法就叫激光冷卻。 2.2.激光冷卻的基本思想是：運動著的原子在共振吸激光冷卻的基本思想是：運動著的原子在共振吸收迎面射來的光子后，從基態(tài)過渡到激發(fā)態(tài)，其動收迎面射來的光子后，從基態(tài)過渡到激發(fā)態(tài)，其動量就減小，速度也就減小了。速度減小的值為量就減小，速度也就減小了。速度減小的值為 Mch原子吸收光子動量減小 淀鞠剪矽栓慎跺督療磁椽茄揩意務(wù)藐流歲運羽呆椰齲茂值閻拇隴葛闖寶奉新激光ppt課件第十三章 新激光在科技前沿中的應用新激光ppt課件第十三章 新激光在科技前沿中的應用 3.3.由于原子速度可正可負，就用兩束方向相反的由于原子速度可正可負，就用兩束方向相反

8、的共振激光束照射原子共振激光束照射原子. .這時原子將優(yōu)先吸收迎面這時原子將優(yōu)先吸收迎面射來的光子而達到多普勒冷卻的結(jié)果。射來的光子而達到多普勒冷卻的結(jié)果。 方向相反的兩束激光照射原子 4.4.實際上，原子的運動是三維的。實際上，原子的運動是三維的。1985年貝爾實驗室年貝爾實驗室的朱棣文小組就用三對方向相反的激光束分別沿的朱棣文小組就用三對方向相反的激光束分別沿x，y，z三個方向照射鈉原子（如圖），在三個方向照射鈉原子（如圖），在6束激光交匯處的束激光交匯處的鈉原子團就被冷卻下來，溫度達到了鈉原子團就被冷卻下來，溫度達到了240 K。 三維激光冷卻示意圖 援壹贏都絡(luò)稱聘倍嘉多檻浴暗鱗匈忻抿婁

9、順循腮熄率怔還卵擰糊柜晦艘民新激光ppt課件第十三章 新激光在科技前沿中的應用新激光ppt課件第十三章 新激光在科技前沿中的應用 5.5.朱棣文的三維激光冷卻朱棣文的三維激光冷卻實驗裝置中，在三束激光實驗裝置中，在三束激光交匯處，由于原子不斷吸交匯處，由于原子不斷吸收和隨機發(fā)射光子，這樣收和隨機發(fā)射光子，這樣發(fā)射的光子又可能被鄰近發(fā)射的光子又可能被鄰近的其他原子吸收。一種捕的其他原子吸收。一種捕獲原子使之集聚的方法是獲原子使之集聚的方法是利用利用“原子阱原子阱”，這是利，這是利用電磁場形成的一種用電磁場形成的一種“勢勢能坑能坑”，原子可以被收集，原子可以被收集在坑內(nèi)存起來。一種原子在坑內(nèi)存起來

10、。一種原子阱叫阱叫“磁阱磁阱”，它利用兩，它利用兩個平行的電流方向相反的個平行的電流方向相反的線圈構(gòu)成（如圖）。線圈構(gòu)成（如圖）。 磁阱 珍葬宵努剩猜碉普幌皆到淹峭揚員哩饅靛母犢搪倚睜移煎境輻蛙郵晨點肝新激光ppt課件第十三章 新激光在科技前沿中的應用新激光ppt課件第十三章 新激光在科技前沿中的應用 13.3.1 13.3.1 光捕獲光捕獲 1.1.光捕獲法是利用光的力學作用，對微米以下的光捕獲法是利用光的力學作用，對微米以下的 微小物體，用激光束夾住并使其移動的技術(shù)微小物體，用激光束夾住并使其移動的技術(shù) 2.2.光子具有一定的動量，當光入射到微粒上時，光光子具有一定的動量，當光入射到微粒上

11、時，光動量將隨著與微粒的相互作用中所產(chǎn)生的反射、折動量將隨著與微粒的相互作用中所產(chǎn)生的反射、折射、吸收等過程而變化。而力又由動量的變化所產(chǎn)射、吸收等過程而變化。而力又由動量的變化所產(chǎn)生，如果在生，如果在t時間內(nèi)動量的變化量為時間內(nèi)動量的變化量為P，那么其產(chǎn)，那么其產(chǎn)生的力生的力F可由下式表示：可由下式表示： tPF此力就成為作用在微粒上的力。此力就成為作用在微粒上的力。 13.3 13.3 激光操縱微粒激光操縱微粒 銳酶蹦傀墓淮竿勇肉逃蚌憾羅僻解嘯胎蔫聘簇佯補苑墟甄評捷嗅雀嚇鋅薯新激光ppt課件第十三章 新激光在科技前沿中的應用新激光ppt課件第十三章 新激光在科技前沿中的應用 如圖為由折射引

12、起的光的動量變化及微粒球受如圖為由折射引起的光的動量變化及微粒球受 到作用力的幾何光學解釋到作用力的幾何光學解釋( (僅考慮由折射引起的力僅考慮由折射引起的力) ) 驅(qū)喲祟堡健殃晾裴壬謀蟹右感穴訛發(fā)得喳拜濤死頁代吩鄖蹄筏寺趁安助酉新激光ppt課件第十三章 新激光在科技前沿中的應用新激光ppt課件第十三章 新激光在科技前沿中的應用 5. 5. 光所產(chǎn)生的只是使微粒球平移的力，而不產(chǎn)生光所產(chǎn)生的只是使微粒球平移的力，而不產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運動，要給微粒一個旋轉(zhuǎn)力矩時可利用光所具旋轉(zhuǎn)運動，要給微粒一個旋轉(zhuǎn)力矩時可利用光所具有的角動量的方法。有的角動量的方法。 3.3.由上面的分析可知，光所產(chǎn)生的力總是使由上面

13、的分析可知，光所產(chǎn)生的力總是使 微粒球向著光束焦點處趨近的。實際上在滿微粒球向著光束焦點處趨近的。實際上在滿 足一定的條件下，不僅這兩條光線，在光束中的其足一定的條件下，不僅這兩條光線，在光束中的其它光線對也有同樣的能力，而且在同時考慮折射光它光線對也有同樣的能力，而且在同時考慮折射光和反射光的情況下也可以得到同樣的結(jié)論。和反射光的情況下也可以得到同樣的結(jié)論。 4.4.微粒球所受到的俘獲力還與微粒半徑、光束的空微粒球所受到的俘獲力還與微粒半徑、光束的空間分布、光波長等因素有關(guān)。間分布、光波長等因素有關(guān)。 許掃林它亭猛踞糧冀風低些嗽逸裳膩撩炕吉蠢灣樁諾著甄疫襲糾籽礦踏降新激光ppt課件第十三章

14、新激光在科技前沿中的應用新激光ppt課件第十三章 新激光在科技前沿中的應用 13.3.2 13.3.2 微粒操縱微粒操縱 1.單一有機微粒的制作 光壓不單提供微粒操縱手段，從化學觀點看它還光壓不單提供微粒操縱手段，從化學觀點看它還能形成聚合結(jié)構(gòu)。激光的聚光斑點直徑是波長級的，能形成聚合結(jié)構(gòu)。激光的聚光斑點直徑是波長級的，因此因此10nm10nm級的超微粒被吸引到焦點上形成單一微粒。級的超微粒被吸引到焦點上形成單一微粒。 用光鑷子聚合高分子形成單一微粒過程 練謀汁心黔癱隱嫉揚簇賜苔詭毒駱舷販朽蛙享殖緯哲掩照琵撫它攀窄滋責新激光ppt課件第十三章 新激光在科技前沿中的應用新激光ppt課件第十三章

15、新激光在科技前沿中的應用 2.細胞操縱與細胞融合 如圖為一種光鑷與微分干涉顯微鏡的原理圖。如圖為一種光鑷與微分干涉顯微鏡的原理圖。 一種裝有微分干涉顯微鏡觀察系統(tǒng)的光攝 縛板遍蛔錦場竣錠耕伍閱鈞耕痔醉遮敵天齋歡淑隕街渾器瀕伶詫枝濃許竅新激光ppt課件第十三章 新激光在科技前沿中的應用新激光ppt課件第十三章 新激光在科技前沿中的應用 激光化學過程中最重要的反應是切斷分子（分激光化學過程中最重要的反應是切斷分子（分 子鍵斷開）。如圖所示，蒸發(fā)之前用激光子鍵斷開）。如圖所示，蒸發(fā)之前用激光 照射照射ABCABC結(jié)合起來的分子結(jié)合起來的分子, ,分子鍵斷裂，生成分子鍵斷裂，生成ABAB和和 C C兩

16、個碎片，這兩個碎片分別被蒸發(fā)到基片上再結(jié)兩個碎片，這兩個碎片分別被蒸發(fā)到基片上再結(jié)合成薄膜，整個過程合成薄膜，整個過程ABCABC分子在分子在 AB和和C之間的分子之間的分子鍵斷裂就是激光誘導發(fā)生的化學過程。鍵斷裂就是激光誘導發(fā)生的化學過程。 激光化學過程激光化學過程 13.4 13.4 激光誘導化學過程激光誘導化學過程 治殷幻旦艘窗螟溶吮鴛笑鍍賣羊淺里肚買糖貌銷扶弱兢留寇匝瑣紀狼藕奈新激光ppt課件第十三章 新激光在科技前沿中的應用新激光ppt課件第十三章 新激光在科技前沿中的應用 13.4.1 13.4.1 激光波長和離解能的關(guān)系激光波長和離解能的關(guān)系 如果每一個分子的離解是由一個光子照射

17、引起的，如果每一個分子的離解是由一個光子照射引起的，每每1mol1mol的分子所需要的離解能就等于的分子所需要的離解能就等于1mol1mol光子的能光子的能量，因而量，因而1mol1mol分子的離解能可用下式來表示分子的離解能可用下式來表示 (nm)101.1963(kJ/mol)D50激光波長和離解能的關(guān)系示意圖如圖。激光波長和離解能的關(guān)系示意圖如圖。 椿拽絡(luò)蘸雖火液握澎菱須蟄討貧專恃裸狹蛹氫汁殖癸菠舔渝鴦司攪緊楓回新激光ppt課件第十三章 新激光在科技前沿中的應用新激光ppt課件第十三章 新激光在科技前沿中的應用 13.4.2 13.4.2 激光切斷分子激光切斷分子 激光波長和離解能示意圖

18、 1.直接離解 圖圖 (a)表示了分子表示了分子AB直接解離成直接解離成A+B的情況。的情況。 2.前期離解 圖圖 (b) 是是SiH2的生成實例。的生成實例。 碴慨氯史告瓦彥吏難努給瘦拔籽蔗墓衣鄧瘤坪篙莫玻泌仗苦礬楷寸待蓮揮新激光ppt課件第十三章 新激光在科技前沿中的應用新激光ppt課件第十三章 新激光在科技前沿中的應用 3.3.熱分子機理離解熱分子機理離解 與前期分離類似。像甲苯、與前期分離類似。像甲苯、C60等具有很高分子量的等具有很高分子量的不飽和碳化物的光解離就屬于這種情況。如圖不飽和碳化物的光解離就屬于這種情況。如圖 (c). . 4. 紅外多光子離解紅外多光子離解 利用紅外光依

19、次提高振動能級，可以使振動能量最利用紅外光依次提高振動能級，可以使振動能量最終超過解離能。如圖終超過解離能。如圖 (d). . 蔫薄籍盞佛扒綿鋪撲挑神紙哎葷潭赦塊申俘措休饅爹芽佐幾絞七繡追頁檸新激光ppt課件第十三章 新激光在科技前沿中的應用新激光ppt課件第十三章 新激光在科技前沿中的應用 13.4.3 13.4.3 液體、固體的光化學反應液體、固體的光化學反應 回籠效應 光子的能量一部分用于光解離，一部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊帷９庾拥哪芰恳徊糠钟糜诠饨怆x，一部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊?。而一旦產(chǎn)生解離周圍的溶質(zhì)爭相返回形成再復合，而一旦產(chǎn)生解離周圍的溶質(zhì)爭相返回形成再復合，稱為稱為“回籠回籠”效應，這也是溶液等物質(zhì)的量

20、子吸收效應，這也是溶液等物質(zhì)的量子吸收量變小的另一個原因。如圖所示。量變小的另一個原因。如圖所示。 雇形屈臨嶄哉林啤澳任鹼斥癥解獻雪近邑羹苞伴眺詭擻番抓念蓋揩淖社忻新激光ppt課件第十三章 新激光在科技前沿中的應用新激光ppt課件第十三章 新激光在科技前沿中的應用 13.5.1 13.5.1 拉曼光譜拉曼光譜 1.拉曼光譜的基本原理 拉曼光譜的基本原理基于拉曼效應，即光通過介拉曼光譜的基本原理基于拉曼效應，即光通過介質(zhì)后發(fā)生散射并發(fā)生頻率漂移。質(zhì)后發(fā)生散射并發(fā)生頻率漂移。 拉曼效應的量子解釋：當能量為拉曼效應的量子解釋：當能量為 的光子作用的光子作用于物體的分子時于物體的分子時，可以產(chǎn)生兩類碰

21、撞可以產(chǎn)生兩類碰撞，一類為一類為“彈彈性碰撞性碰撞”，能量不變能量不變，散射頻率與入射頻率相同散射頻率與入射頻率相同，這屬于瑞利散射；另一類為這屬于瑞利散射；另一類為“非彈性碰撞非彈性碰撞”，在這在這種碰撞過程中種碰撞過程中，入射光子可能把一部分能量轉(zhuǎn)移給入射光子可能把一部分能量轉(zhuǎn)移給分子分子。此時此時，散射后的光子的頻率變小散射后的光子的頻率變小，即：即： hE013.5 13.5 激光光譜學激光光譜學 0hE李柑廳稀巨掠瘡廬屆倪慶且吞藩檬膠致那榷殉燼損踞環(huán)拭詭汞鎢光譚鑲嚙新激光ppt課件第十三章 新激光在科技前沿中的應用新激光ppt課件第十三章 新激光在科技前沿中的應用 即所謂譜線斯托克斯

22、位移；另外即所謂譜線斯托克斯位移；另外，也有可能從也有可能從 分子獲得一部分能量分子獲得一部分能量。此時此時，散射后的頻率變散射后的頻率變 大大，即：即： hE0此式表征譜線反斯托克斯位移此式表征譜線反斯托克斯位移。式中式中 E代表分子代表分子內(nèi)部二個量子化能級之差內(nèi)部二個量子化能級之差，所以通過測定拉曼散射所以通過測定拉曼散射光譜則可以得知分子能級結(jié)構(gòu)光譜則可以得知分子能級結(jié)構(gòu)，從而識別分子的種從而識別分子的種類類。 敬棕奮玫本慎萄蒂籽況馮滑硼到宿煙禍彥實兩塵掙陵耿祭瞪礎(chǔ)芍則忱帽鈉新激光ppt課件第十三章 新激光在科技前沿中的應用新激光ppt課件第十三章 新激光在科技前沿中的應用 2.各種類

23、型的拉曼效應 （1 1）共振拉曼效應）共振拉曼效應 （2 2）幾種非線性拉曼效應）幾種非線性拉曼效應 反拉曼效應：也叫拉曼吸收。它的過程是當一分反拉曼效應：也叫拉曼吸收。它的過程是當一分子體系被頻率為子體系被頻率為 的單色激光及一連續(xù)光束的單色激光及一連續(xù)光束( (包括包括 的反斯托克線的頻段的反斯托克線的頻段) )照射時，在照射時，在 十十 ( ( 0)0)處，連續(xù)光束被分子體系所吸收，在連處，連續(xù)光束被分子體系所吸收，在連續(xù)譜帶上出現(xiàn)清晰的吸收銳線。續(xù)譜帶上出現(xiàn)清晰的吸收銳線。 受激拉曼效應：當入射到分子體系的激光束的光受激拉曼效應：當入射到分子體系的激光束的光強或功率密度超過一定水平強或

24、功率密度超過一定水平( (閾值閾值) )時，散射光的強時，散射光的強度突然大幅度地驟增度突然大幅度地驟增( (可達到與入射激光束光強相可達到與入射激光束光強相比的程度比的程度) )；同時，散射光束的空間發(fā)射角明顯變；同時，散射光束的空間發(fā)射角明顯變小，散射光譜的寬度明顯變窄，具有激光發(fā)射的一小，散射光譜的寬度明顯變窄，具有激光發(fā)射的一切特點。切特點。 講晴喪弄摯節(jié)寸鼎耳蓮沸彪趨扶呢儡瑪陌叢融旬仰詢夢胚愁呵填店朵臆橋新激光ppt課件第十三章 新激光在科技前沿中的應用新激光ppt課件第十三章 新激光在科技前沿中的應用 超拉曼效應：又稱高次拉曼效應。它的產(chǎn)生超拉曼效應：又稱高次拉曼效應。它的產(chǎn)生 過

25、程及特點是，當入射光足夠強而還不足以出現(xiàn)受過程及特點是，當入射光足夠強而還不足以出現(xiàn)受激拉曼效應時，觀察到激拉曼效應時，觀察到2 2o o 、甚至、甚至3 3o o ( ( 為拉曼頻移為拉曼頻移) )的散射，散射光很弱。的散射，散射光很弱。 （3 3）相干拉曼光譜）相干拉曼光譜 3.3.激光激光拉曼光譜的應用拉曼光譜的應用 帽身勢株揣洋遺髓乾琢鈉郊漢須氮絮嫌攔渡謹柯譏瘋桃肪吐礬瑩蚜破前傘新激光ppt課件第十三章 新激光在科技前沿中的應用新激光ppt課件第十三章 新激光在科技前沿中的應用 13.5.2 13.5.2 空間高分辨率的激光顯微光譜空間高分辨率的激光顯微光譜 1.1.激光顯微光譜分析實

26、驗裝置主要由激光器、激光顯微光譜分析實驗裝置主要由激光器、 顯微光學系統(tǒng)、電子控制系統(tǒng)、攝譜儀或光量計四顯微光學系統(tǒng)、電子控制系統(tǒng)、攝譜儀或光量計四部分組成。如圖部分組成。如圖. 激光顯微光譜分析實驗裝置激光顯微光譜分析實驗裝置 遭道哈折斤滬虱稚棱攫呢喀冊翱眶痛盤礙鞍涸燙萌顛盯繡急虹揖緝涸眾顧新激光ppt課件第十三章 新激光在科技前沿中的應用新激光ppt課件第十三章 新激光在科技前沿中的應用 2.2.采用釹玻璃激光器作光源，其采用釹玻璃激光器作光源，其1.06m， 有效直徑一般為有效直徑一般為6mm，則，則2104弧度?；《?。 但是，實際上有偏離軸向的振蕩模式，因而觀察到但是，實際上有偏離軸向

27、的振蕩模式，因而觀察到的的值比計算值大，一般為值比計算值大，一般為103弧度。這種激光束弧度。這種激光束被焦距為被焦距為f的顯微物鏡聚焦于樣品表面，其光斑直徑的顯微物鏡聚焦于樣品表面，其光斑直徑為為 激光在樣品表面的光斑激光在樣品表面的光斑 f2a廠某碉欄令觸雛掌擰霓侵針輕緒魚篇袱漸爾育譏蛻深噶厄包簇已典仁靶炬新激光ppt課件第十三章 新激光在科技前沿中的應用新激光ppt課件第十三章 新激光在科技前沿中的應用 13.5.3 13.5.3 頻率高分辨的雙光子光譜頻率高分辨的雙光子光譜 1.1.由于原子（分子或離子）的無規(guī)則熱運動，造由于原子（分子或離子）的無規(guī)則熱運動，造 成了譜線頻率的位移成了

28、譜線頻率的位移(相對于靜止的粒子相對于靜止的粒子)： )1 (0c如果所有原子都處于靜止狀態(tài)，那么譜線的多普勒如果所有原子都處于靜止狀態(tài)，那么譜線的多普勒增寬就可以消除，所有能級的精細結(jié)構(gòu)和超精細結(jié)增寬就可以消除，所有能級的精細結(jié)構(gòu)和超精細結(jié)構(gòu)都可以分辨。構(gòu)都可以分辨。 2.2.運用相反光束的雙光子吸收法，可以消去多普勒運用相反光束的雙光子吸收法，可以消去多普勒增寬。若從正向光束吸收光子的頻率為增寬。若從正向光束吸收光子的頻率為 )c1 (0從反向光束中吸收的光子的頻率則為：從反向光束中吸收的光子的頻率則為： )c1 ( 0孩薛審拐囪皆蜒墮巒危速蹤諷帳舅阻塔囤樁毯忍邑咕授棚仔屠策安禹豬忿新激光

29、ppt課件第十三章 新激光在科技前沿中的應用新激光ppt課件第十三章 新激光在科技前沿中的應用 同時吸收這二個光子而產(chǎn)生的量子躍遷的頻率為：同時吸收這二個光子而產(chǎn)生的量子躍遷的頻率為： 02 它與原子的熱運動速度無關(guān)它與原子的熱運動速度無關(guān)，所以沒有多普勒增寬所以沒有多普勒增寬發(fā)生發(fā)生 13.5.4 13.5.4 時間高分辨率的激光閃光光譜時間高分辨率的激光閃光光譜 測量有機分子熒光光譜測量有機分子熒光光譜壽命的實驗裝置壽命的實驗裝置 瑚晨稚勸惜樁步聰坪軟舅梯世另愈嫉嘆細四歧套謙跺耙功丫蓬伸甘受阻活新激光ppt課件第十三章 新激光在科技前沿中的應用新激光ppt課件第十三章 新激光在科技前沿中的

30、應用 如圖為用來測量有機分子或生物分子熒光光譜及如圖為用來測量有機分子或生物分子熒光光譜及 壽命的實驗裝置。鎖模釹玻璃激光器發(fā)出微微秒壽命的實驗裝置。鎖模釹玻璃激光器發(fā)出微微秒 的脈沖激光，由分束器把光分成兩路。一路經(jīng)的脈沖激光，由分束器把光分成兩路。一路經(jīng)ADPADP晶體晶體 倍頻后，由透鏡聚焦射入樣品室以使樣品分子受到激倍頻后，由透鏡聚焦射入樣品室以使樣品分子受到激 勵。另一路首先經(jīng)透鏡在水池內(nèi)打一個火花，造成連勵。另一路首先經(jīng)透鏡在水池內(nèi)打一個火花，造成連 續(xù)光譜。火花造成的連續(xù)光譜的光輸出，經(jīng)過光梯把續(xù)光譜?；鸹ㄔ斐傻倪B續(xù)光譜的光輸出，經(jīng)過光梯把 光分成若干個時間間隔為光分成若干個時間

31、間隔為1 1微微秒的若干束光。這樣，微微秒的若干束光。這樣， 當樣品被倍頻光束激發(fā)后，光譜儀可以記錄在不同延當樣品被倍頻光束激發(fā)后，光譜儀可以記錄在不同延 遲條件下樣品熒光信號，從而決定樣品的熒光壽命。遲條件下樣品熒光信號，從而決定樣品的熒光壽命。 旁茵皆暇撾康頹狂稻右率擦昭慶忽柬捍扁嘛湖策瞎診遮希瘦臟琺醚宇貯癟新激光ppt課件第十三章 新激光在科技前沿中的應用新激光ppt課件第十三章 新激光在科技前沿中的應用 13.5.5 13.5.5 各種特殊效能的激光光譜技術(shù)各種特殊效能的激光光譜技術(shù) 1.原子吸收激光光譜技術(shù) 2.激光共振熒光光譜技術(shù) 3.共振電離光譜法 4.激光雷達光譜技術(shù) 5.外差光譜技術(shù) 敦忠鋸讕瀕螞孰闊驅(qū)胺貫迂苞根帳暴灑綽移躬陜牽改菱搓裹朱任嗣那盟舉新激光ppt課件第十三章 新激光在科技前沿中的應用新激光ppt課件第十三章 新激光在科技前沿中的應用