激光基礎(chǔ)知識

1、精選ppt激光基礎(chǔ)知識激光基礎(chǔ)知識精選ppt主要內(nèi)容主要內(nèi)容 什么是激光什么是激光? 激光的發(fā)明和產(chǎn)生激光的發(fā)明和產(chǎn)生 激光的物理特性激光的物理特性 激光器的基本結(jié)構(gòu)和分類激光器的基本結(jié)構(gòu)和分類 激光的生物學(xué)特性激光的生物學(xué)特性精選pptx-rayscosmic raysMicrowavesTV and radiowaves190 - 390488 - 514532577-63075569410642940106002100精選ppt精選ppt Light Amplification by Stimulated Emission of RadiationL A S E R精選ppt激光的發(fā)明及

2、發(fā)展激光的發(fā)明及發(fā)展 1916年年, 愛因斯坦的感應(yīng)受激輻射理論愛因斯坦的感應(yīng)受激輻射理論 1950年年, 光泵浦光泵浦 1951年年, 核自旋能級反轉(zhuǎn)核自旋能級反轉(zhuǎn) 1954年年, MASER(微波受激輻射放大器微波受激輻射放大器)的發(fā)明的發(fā)明,使科學(xué)家將概念引到光學(xué)領(lǐng)域使科學(xué)家將概念引到光學(xué)領(lǐng)域. 1958年年, H.湯斯湯斯(美美)和和N.G.巴索夫巴索夫(俄俄)引入激光引入激光(LASER)的概念的概念 1960年年, 第一臺激光器第一臺激光器(紅寶石紅寶石-摻鉻氧化鋁晶摻鉻氧化鋁晶體體)問世問世(美國休斯公司美國休斯公司,T.H.Maiman博士研制博士研制成功成功)精選ppt 19

3、62年年,He-Ne激光器（激光器（632.8nm) 1964年年,CO2激光器激光器(10.6m) 1970年準(zhǔn)分子激光器年準(zhǔn)分子激光器(Xe176nm)精選ppt 單色性單色性 好好 譜線寬度譜線寬度 幾個幾個nmnm 方向性方向性 強強 幾個毫弧度立體角幾個毫弧度立體角 亮度亮度極高極高 高出太陽高出太陽7-147-14個量級個量級 相干性相干性 好好精選ppt激光的單色性激光的單色性激光的發(fā)光機制和激光的發(fā)光機制和諧振腔結(jié)構(gòu)諧振腔結(jié)構(gòu)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)只有特定波長滿足干涉只有特定波長滿足干涉加強條件加強條件,形成有效振蕩形成有效振蕩氣體最好氣體最好,固體次之固體次之,半導(dǎo)體激光器最差

4、半導(dǎo)體激光器最差精選ppt激光的方向性激光的方向性 激光與激發(fā)它的光波方向相同激光與激發(fā)它的光波方向相同 諧振腔只準(zhǔn)沿軸向傳播的光振蕩諧振腔只準(zhǔn)沿軸向傳播的光振蕩精選ppt激光的高亮度和強度激光的高亮度和強度亮度亮度- 單位面積單位立體角內(nèi)傳出去的功率單位面積單位立體角內(nèi)傳出去的功率 發(fā)光在輸出端面發(fā)光在輸出端面,發(fā)光面積小發(fā)光面積小 方向性好方向性好,即發(fā)散角小即發(fā)散角小 發(fā)光時間短發(fā)光時間短,Q-開關(guān)技術(shù)為開關(guān)技術(shù)為ns級級,鎖模技術(shù)為鎖模技術(shù)為ps和和fs級級強度強度-被照射表面激光的強弱被照射表面激光的強弱 可以用透鏡來增大可以用透鏡來增大精選ppt激光的相干性激光的相干性 激光是同相

5、位的光激光是同相位的光,光的相位間有一定的光的相位間有一定的規(guī)律性規(guī)律性 相干的程度叫做相干性相干的程度叫做相干性精選ppt激光器的基本結(jié)構(gòu)激光器的基本結(jié)構(gòu) 激光全反射鏡 半反射鏡 諧振腔泵浦源激光工作物質(zhì)精選ppt諧振腔全反鏡全反鏡泵浦源泵浦源半反鏡半反鏡激光激光介質(zhì)精選ppt激光的分類激光的分類 按激光介質(zhì)分類：按激光介質(zhì)分類： 固體激光固體激光( (Ho:YAGHo:YAG, , Nd:YAGNd:YAG, , Er:YAGEr:YAG, Alexandrite), Alexandrite) 半導(dǎo)體泵浦固體激光半導(dǎo)體泵浦固體激光( (泵浦源為泵浦源為LD)LD) 氣體激光氣體激光(Ar(

6、Ar+ +,Kr,Kr+ +,CO,CO2 2,ExcimerLaser,He-Ne),ExcimerLaser,He-Ne) 液體激光液體激光( (染料激光染料激光) ) 半導(dǎo)體激光半導(dǎo)體激光(LD(LD，Laser Diode)Laser Diode) 精選ppt按激光的工作方式分類：按激光的工作方式分類：連續(xù)激光器連續(xù)激光器 (連續(xù)輸出連續(xù)輸出)脈沖激光器脈沖激光器 (連續(xù)輸出時間連續(xù)輸出時間0.25s)精選pptContinuous WaveTimePowerTimePowerQ-SwitchUltraPulseLongPulsePower激光的模式激光的模式PowerQ Switch

7、ed精選ppt什么是開關(guān)什么是開關(guān)? 代表激光器共振腔的品質(zhì)因子代表激光器共振腔的品質(zhì)因子. 值越高值越高,表示共振腔的損耗越小表示共振腔的損耗越小. Q開關(guān)是插入共振腔的一個開關(guān)器件開關(guān)是插入共振腔的一個開關(guān)器件.當(dāng)當(dāng)工作物質(zhì)正被泵浦時工作物質(zhì)正被泵浦時,Q開關(guān)處于關(guān)斷狀開關(guān)處于關(guān)斷狀態(tài)態(tài),亞穩(wěn)態(tài)聚積的粒子越來越多亞穩(wěn)態(tài)聚積的粒子越來越多,直到聚積直到聚積到很高時到很高時,將將Q開關(guān)打開開關(guān)打開,所有粒子一齊躍所有粒子一齊躍遷到終態(tài)遷到終態(tài),產(chǎn)生一個巨大的光脈沖產(chǎn)生一個巨大的光脈沖. 脈寬脈寬“1100ns”精選ppt什么是鎖模？什么是鎖模？ 在自由運轉(zhuǎn)的激光器中在自由運轉(zhuǎn)的激光器中, 各種

8、模式的振蕩之間各種模式的振蕩之間沒有固定的振幅和相位沒有固定的振幅和相位, 輸出是許多雜亂無章輸出是許多雜亂無章的尖峰疊加而成的尖峰疊加而成, 功率是按時間統(tǒng)計的平均值功率是按時間統(tǒng)計的平均值. 鎖模激光是迫使各種振蕩模式保持固定的相位鎖模激光是迫使各種振蕩模式保持固定的相位關(guān)系關(guān)系, 改善激光輸出的相干程度，使振蕩時間改善激光輸出的相干程度，使振蕩時間關(guān)系確定關(guān)系確定, 輸出超短脈沖輸出超短脈沖. 脈寬脈寬100ps，數(shù)十微微秒以下而峰值功率極高，數(shù)十微微秒以下而峰值功率極高的極窄脈沖的極窄脈沖精選ppt激光的單位激光的單位1 joule = 0.24 caloriewatt = joule secondPower = energy second精選ppt波長的單位波長的單位The metric systemmeter is the basic unitmilli = one thousandth (10-3)micro = one millionth (10-6)nano = one billionth (10-9)1 nanometer (nm)