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1、單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,*,*,現(xiàn)代科技概論與知識產(chǎn)權(quán),*,P,*,第六章 激光技術(shù),內(nèi)容提要：本章首先介紹了激光和激光技術(shù)的相關(guān)概念、激光形成機理、激光和普通光的區(qū)別；然后介紹了光電子技術(shù)和紅外技術(shù)的概念、特點及其應(yīng)用；最后介紹了幾種常用激光器、介紹了激光器的應(yīng)用及前景。,本章重點：激光的四大特性、激光與普通光的區(qū)別、紅外技術(shù)的應(yīng)用及開展、幾種常用激光器特性。,本章共五節(jié),第一節(jié) 激光和激光技術(shù),第二節(jié) 激光器,第三節(jié) 激光技術(shù)的應(yīng)用,第四節(jié) 激光技術(shù)的前景,思考題,一、激光,1激光的概念,2激光的形成機理,3激光與普通光的區(qū)別
2、,二、激光技術(shù),1激光技術(shù)概念,2激光技術(shù)的開展歷史,第一節(jié) 激光和激光技術(shù),一、激光,1,激光的概念,激光又名鐳射,(Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation,，,Laser),，是在粒子數(shù)在激光器中反轉(zhuǎn)情況下通過受激輻射而實現(xiàn)的光放大，是二十世紀六十年代出現(xiàn)的一種新型光源。,第一節(jié) 激光和激光技術(shù),一、激光,2激光的形成機理,任何一種光源的發(fā)光都與其物質(zhì)內(nèi)部粒子的運動狀態(tài)有關(guān)。當處于低能級上的粒子原子、分子或離子吸收了適當頻率外來能量光被激發(fā)而躍遷到相應(yīng)的高能級上受激吸收后，總是力圖躍遷到較低的能級去，同時將多余的能量以
3、光子形式釋放出來。,物理學家把產(chǎn)生激光的機理溯源到1917年愛因斯坦解釋黑體輻射定律時提出的假說，即光的吸收和發(fā)射可經(jīng)由受激吸收、受激輻射和自發(fā)輻射三種根本過程。,第一節(jié) 激光和激光技術(shù),一、激光,第一節(jié) 激光和激光技術(shù),二、激光技術(shù),1激光技術(shù)的概念,激光技術(shù)就是探索開發(fā)各種產(chǎn)生激光的方法以及探索應(yīng)用激光的這些特性為人類造福的技術(shù)的總稱。,2激光技術(shù)的開展歷史,(1)1917年，愛因斯坦提出受激輻射。,(2)1958年，湯斯和肖洛發(fā)表?紅外與光學激射器?，巴索夫和普羅霍羅夫發(fā)表?實現(xiàn)三能級粒子數(shù)反轉(zhuǎn)和半導(dǎo)體激光器建議?。,第一節(jié) 激光和激光技術(shù),二、激光技術(shù),2激光技術(shù)的開展歷史,(3)19
4、59年，湯斯提出制造紅寶石激光器的建議。,(4)1960年，加州休斯實驗室的梅曼制成了第一臺紅寶石激光器。,(5)1961年，我國研制出第一臺激光器。,(6)1964年，湯斯、巴索夫和普羅霍羅夫分享諾貝爾物理學獎。,(7)1961年8月，我國第一臺紅寶石激光器在長春光機所研制成功,第一節(jié) 激光和激光技術(shù),世界上第一臺激光器誕生于,1960,年，我國于,1961,年研制出第一臺激光器。,梅曼和第一只激光器,第一節(jié) 激光和激光技術(shù),二、激光技術(shù),2激光技術(shù)的開展歷史,(8)1987年6月，大功率脈沖激光系統(tǒng)-神光裝置，在上海光學精密機械研究所研制成功。,(9)20世紀80年代，隨著光電子和半導(dǎo)體技
5、術(shù)的開展，光纖激光器和孤子激光器相繼出現(xiàn)，將激光引入了以光電子和微電子為主的時代。,(10)此后,在激光器的研制、激光技術(shù)的應(yīng)用以及激光理論方面都取得了巨大進展，并帶動了一些新型學科的開展,如全息光學、傅立葉光學、非線性光學、光化學等，激光還與當今的重點產(chǎn)業(yè)信息產(chǎn)業(yè)密切相關(guān)。,第一節(jié) 激光和激光技術(shù),二、激光技術(shù),2激光技術(shù)的開展歷史,(8)1987年6月，大功率脈沖激光系統(tǒng)-神光裝置，在上海光學精密機械研究所研制成功。,(9)20世紀80年代，隨著光電子和半導(dǎo)體技術(shù)的開展，光纖激光器和孤子激光器相繼出現(xiàn)，將激光引入了以光電子和微電子為主的時代。,(10)此后,在激光器的研制、激光技術(shù)的應(yīng)用以
6、及激光理論方面都取得了巨大進展，并帶動了一些新型學科的開展,如全息光學、傅立葉光學、非線性光學、光化學等，激光還與當今的重點產(chǎn)業(yè)信息產(chǎn)業(yè)密切相關(guān)。,第一節(jié) 激光和激光技,術(shù),一、激光器的分類二、幾種常用激光器特性,第二節(jié) 激光器,一、激光器的分類,1按工作物質(zhì)性質(zhì)分類,氣體激光器、固體激光器、液體激光器。,2按工作運轉(zhuǎn)方式分類,連續(xù)激光器、單次脈沖激光器、重復(fù)脈沖激光器，調(diào)Q激光器、鎖模激光器、單模和穩(wěn)頻激光器、可調(diào)諧激光器等等。,3按鼓勵方式分類,光泵式激光器，電鼓勵式激光器，化學鼓勵激光器又稱化學激光器，核泵激光器。,第二節(jié) 激光器,一、激光器的分類,4,按輸出激光的波段范圍分類,遠紅外激
7、光器、中紅外激光器、近紅外激光器、可見激光器、近紫外激光器、真空紫外激光器、,X,射線激光器等。,5,按激光器的能量輸出分類,按激光器的能量輸出又可以分為：大功率激光器和小功率激光器。,第二節(jié) 激光器,二、幾種常用激光器特性,1氣體激光器,(1)原子激光器。,(2)分子激光器。,(3)準分子激光器。,2固體激光器,工作物質(zhì)有紅寶石、釹玻璃、釔鋁石榴石YAG等，是在作為基質(zhì)的材料的晶體或玻璃中均勻地摻入少量離子，稱為激活離子。,第二節(jié) 激光器,二、幾種常用激光器特性,3液體激光器,常用有機染料作工作物質(zhì)，大多數(shù)情況是把有機染料溶于乙醇、丙酮、水等，也有以蒸汽狀工作的。,4半導(dǎo)體激光器,以半導(dǎo)體為
8、工作物質(zhì)，產(chǎn)生激光的方法有P-N結(jié)注入式、電子束激發(fā)、光激發(fā)、雪崩式擊穿等。,5自由電子激光器,但凡利用自由電子與電磁波相互作用所產(chǎn)生的從微波到X射線的受激輻射均稱為自由電子激光，是以自由電子為工作物質(zhì)。,第二節(jié) 激光器,氣體激光器,第二節(jié) 激光器,固體激光器,第二節(jié) 激光器,液體激光器,第二節(jié) 激光器,第二節(jié) 激光器,高能激光武器,第二三節(jié) 激光器,半導(dǎo)體激光器,第二節(jié) 激光,器,激光器發(fā)出的激光輻射，具有高定向性、高單色性、高相干性、高亮度性以及可調(diào)諧等特點，從而突破了以往所有普通光源和普通光輻射的種種局限性，引起現(xiàn)代各種光學應(yīng)用技術(shù)的革命性進展，它使光學這門古老的科學分支變得面貌一新，而
9、且在物理、化學、醫(yī)學和軍事等方面得到廣泛的應(yīng)用。,第三節(jié) 激光器的應(yīng)用,激光切割,第三節(jié) 激光器的應(yīng)用,美軍移動型戰(zhàn)術(shù)高能激光系統(tǒng)THEL的激光發(fā)射局部,第三節(jié) 激光器的應(yīng)用,拍攝全息照片的根本光路大致如圖。,一激光光源波長為 的光分成兩局部：直接照射到底片上的叫參考光；另一局部經(jīng)物體外表散射的光也照射到照相底片，稱為物光。參考光和物光在底片上各處相遇時將發(fā)生干預(yù)，底片記錄的即是各干預(yù)條紋疊加后的圖像。,全息照相的拍攝原理,第三節(jié) 激光器的應(yīng)用,全息照相,第三節(jié) 激光器的應(yīng),用,21,世紀，激光技術(shù)與電子電力技術(shù)、自動化測控技術(shù)的完美結(jié)合，使激光技術(shù)能夠更好的為人類創(chuàng)造美好生活。光電產(chǎn)業(yè)將取代傳統(tǒng)電子產(chǎn)業(yè)，光電技術(shù)將繼微電子技術(shù)之后再次推動人類科學技術(shù)的革命和進步。,第四節(jié) 激光器的前,景,1,名詞解釋：鐳射,(Laser),、激光技術(shù)、光電子技術(shù)、紅外技術(shù)、半導(dǎo)體激光器、自由電子激光器、原子激光器、激光熱處理、激光雷達、激光刀、非線性光學效應(yīng)、光刻技術(shù)、全息技術(shù)。,2,激光形成機理。,3,激光和普通光的區(qū)別。,4,光電子技術(shù)和紅外技術(shù)的特點及其應(yīng)用。,5,給出幾種常用激光器。,6,激光器的應(yīng)用及前景。,思考,題,
現(xiàn)代科技概論與第6章
