《激光的振蕩》課件

《激光的振蕩》ppt課件目錄CONTENTS激光的原理激光的振蕩原理激光振蕩器的工作原理激光的調(diào)制與控制激光技術(shù)的發(fā)展趨勢與展望01激光的原理原子或分子吸收能量后從低能級躍遷到高能級。當(dāng)高能級電子數(shù)達(dá)到一定值時(shí)，受外界光子的激發(fā)，大量高能級電子向低能級躍遷，產(chǎn)生激光。激光是受激發(fā)射放大產(chǎn)生的光。激光的產(chǎn)生單色性好方向性好亮度高相干性好激光的特性01020304激光的頻率單一，顏色純度高。激光的發(fā)射方向一致，不易散射。激光能量高度集中，亮度遠(yuǎn)高于普通光源。激光的振動方向和偏振狀態(tài)一致，有利于干涉和衍射實(shí)驗(yàn)。激光傳輸速度快，容量大，適用于長距離大容量通信。通信激光精度高，可應(yīng)用于長度、角度、距離等測量。測量激光能量密度高，可應(yīng)用于切割、焊接、打孔等加工領(lǐng)域。加工激光可用于治療近視、祛斑、脫毛等醫(yī)療美容領(lǐng)域。醫(yī)療激光的應(yīng)用02激光的振蕩原理光的干涉是指兩束或多束相干光波在空間某些區(qū)域相遇時(shí)，相互疊加產(chǎn)生加強(qiáng)或減弱的現(xiàn)象。干涉是波動的基本特性之一，所有波動都會發(fā)生干涉。在激光的振蕩過程中，光的干涉起著重要的作用，它決定了激光的相干性和方向性。光的干涉光的衍射是指光波在傳播過程中遇到障礙物時(shí)，會繞過障礙物的邊緣繼續(xù)傳播的現(xiàn)象。衍射是光波的基本特性之一，任何光波都會發(fā)生衍射。在激光的振蕩過程中，光的衍射會影響激光的束散角和光強(qiáng)分布。光的衍射光的偏振是指光波的電矢量或磁矢量在某一特定方向上的振動狀態(tài)。自然光中，電矢量和磁矢量在垂直于傳播方向的兩個(gè)相互垂直的方向上振動。在激光的振蕩過程中，光的偏振會影響激光的線偏振性和圓偏振性，從而影響激光的傳輸和光學(xué)元件的作用效果。光的偏振03激光振蕩器的工作原理由兩個(gè)反射鏡或一個(gè)反射鏡和一個(gè)輸出鏡構(gòu)成，用于形成光振蕩回路。諧振腔具有較高能級粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的介質(zhì)，能夠?qū)崿F(xiàn)光的放大。激活物質(zhì)用于向激活物質(zhì)提供能量，使其粒子數(shù)發(fā)生反轉(zhuǎn)。泵浦源激光振蕩器的結(jié)構(gòu)泵浦源向激活物質(zhì)提供能量，使其粒子數(shù)發(fā)生反轉(zhuǎn)。反轉(zhuǎn)的粒子在諧振腔內(nèi)通過光放大作用產(chǎn)生激光。激光在諧振腔內(nèi)不斷反射和放大，最終從輸出鏡輸出。激光振蕩器的工作過程高亮度和單色性由于諧振腔的選頻作用，激光具有較高的亮度和較好的單色性。方向性強(qiáng)激光在諧振腔內(nèi)不斷反射，形成定向的光束，具有很強(qiáng)的方向性。相干性好激光的頻率高度單一，具有很好的相干性，適合用于干涉和衍射實(shí)驗(yàn)。激光振蕩器的特點(diǎn)04激光的調(diào)制與控制直接通過調(diào)節(jié)激光器的輸入電流或電壓等參數(shù)來改變激光的輸出特性，如頻率、功率等。直接調(diào)制外部調(diào)制聲光調(diào)制電光調(diào)制在激光器外部加上調(diào)制器，通過調(diào)制器對激光的相位、頻率、偏振態(tài)等進(jìn)行調(diào)制。利用聲光效應(yīng)，通過超聲波對介質(zhì)折射率的調(diào)制，實(shí)現(xiàn)對激光的調(diào)制。利用電場對介質(zhì)折射率的調(diào)制，通過改變激光的傳播方向?qū)崿F(xiàn)對激光的調(diào)制。激光的調(diào)制方式通過反饋信號實(shí)時(shí)監(jiān)測激光的輸出特性，并根據(jù)設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較和調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)激光的穩(wěn)定輸出。閉環(huán)控制通過預(yù)先設(shè)定的參數(shù)和條件來控制激光的輸出特性，無需實(shí)時(shí)監(jiān)測和調(diào)整。開環(huán)控制通過主動改變激光器的參數(shù)或外部調(diào)制器的參數(shù)來控制激光的輸出特性。主動控制通過被動地選擇或調(diào)整激光器的參數(shù)或外部調(diào)制器的參數(shù)來控制激光的輸出特性。被動控制激光的控制方法優(yōu)點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)激光輸出特性的靈活調(diào)節(jié)和控制?？商岣呒す獾姆€(wěn)定性和可靠性。激光調(diào)制與控制的優(yōu)缺點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)多波長、多模式、多偏振態(tài)等復(fù)雜激光輸出。激光調(diào)制與控制的優(yōu)缺點(diǎn)02030401激光調(diào)制與控制的優(yōu)缺點(diǎn)缺點(diǎn)可能引入額外的噪聲和干擾。可能影響激光器的壽命和可靠性?？赡苄枰獜?fù)雜的控制系統(tǒng)和較高的成本。05激光技術(shù)的發(fā)展趨勢與展望光纖激光技術(shù)01光纖激光器具有高效率、高光束質(zhì)量、長壽命等優(yōu)點(diǎn)，是當(dāng)前激光技術(shù)研究的熱點(diǎn)之一。超快激光技術(shù)02超快激光器能夠?qū)崿F(xiàn)皮秒甚至飛秒級的脈沖寬度，具有極高的峰值功率和加工精度，在微納加工、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。激光雷達(dá)技術(shù)03激光雷達(dá)利用激光的反射和散射原理實(shí)現(xiàn)對物體距離和形狀的測量，具有高精度、高分辨率和高抗干擾能力等特點(diǎn)，在無人駕駛、地理信息獲取等領(lǐng)域有重要應(yīng)用。新型激光技術(shù)的研究進(jìn)展醫(yī)學(xué)領(lǐng)域激光技術(shù)可用于手術(shù)、光動力治療、激光美容等，具有創(chuàng)傷小、恢復(fù)快、效果顯著等優(yōu)點(diǎn)。環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域激光技術(shù)可用于氣體、水質(zhì)、土壤等的監(jiān)測，具有高精度、高靈敏度、非接觸測量等優(yōu)點(diǎn)。通信領(lǐng)域激光技術(shù)可用于光纖通信，具有傳輸速度快、容量大、保密性好等優(yōu)點(diǎn)。工業(yè)制造領(lǐng)域激光技術(shù)可用于焊接、切割、打標(biāo)、表面處理等領(lǐng)域，提高加工效率和精度，降低生產(chǎn)成本。激光技術(shù)在各領(lǐng)域的應(yīng)用前景新型激光材料和器件的研究隨著科技的發(fā)展，新型激光材料和器件將不斷涌現(xiàn)，推動激光技術(shù)的進(jìn)步。激