激光技术分析报告.ppt

* ?偏振光散射光谱（LSS）检测早期癌细胞 该研究成果是MIT于2000年公布于国际上公认的最高层次杂志“Nature”（Vol.406 pp.35-36，2000）。 * 他们通过偏振光散射光谱测量，反演得到的上皮组织层内细胞核尺寸空间分布图。 这种方法有望解决癌症的早期诊断问题。 结肠上皮组织层内细胞核的尺寸分布 * 激光在军事中的应用 激光在军事中的应用 距离测量 激光雷达 激光制导 激光实战模拟演习 激光报警 激光武器 * ?美装有激光制导组件的GBU-38炸弹实验成功 * ?蓝绿激光水下探潜 * 激光在科学研究中的应用 激光在科学研究中的应用 核能的利用 非线性光学 激光同位素分离 激光受控热核反应 揭开生命的奥秘 激光光谱分析 激光使卫星改道 激光加速器 长度基准与时间基准的统一 * ?激光受控热核反应 * 托卡马克(Tokamak)是一种利用磁约束来实现受控核聚变的环性容器 * * * 激光技术 ※课程涉及的内容 讲义－1 ?激光原理 ?激光器件 ?激光技术 ?非线性光学 ?激光是如何产生的? ?如何设计各种激光器? ?如何使输出激光符合特定的应用要求? ?非线性光学现象 ? ? * ※教材与参考书※ ※教材※ ?《激光技术》兰信钜主编, 科学出版社 ※参考书※ ?《固体激光工程》W.克希奈尔著 华光译 科学出版社 ?《晶体光学》李家泽等 北京理工大学出版社 ?《激光原理器件与技术》北京理工大学出版社 ?《非线性光学》范琦康等 江苏科技出版社 * * 第一章 绪论 §1.1激光技术的发展历史回顾 ?光受激辐射放大理论的提出 ? 1916年爱因斯坦提出了受激辐射的概念 激光的主要物理基础 概念：受激辐射 当处于高能级的原子，受外来光子作用，且外来光子的频率与其跃迁频率一致时，它就会从高能级跃迁到低能级，并发出一个与入射光子完全相同的光子。 * Einstein showed that stimulated emission can also occur. Before After Absorption Stimulated emission Spontaneous emission * ?直到1933年在研究反常色散问题时触及了光的放大 1940年苏联物理学家法布里坎特提出了“粒子数反转”的物理思想； 1946年瑞士科学家布洛赫在研究核磁感应时，首次观察到了粒子数反转信号； 1947年兰姆和雷瑟福在关于氢的精细结构的论文中，指出通过“粒子数反转”可实现期望实现受激辐射； 1949年法国物理学家卡斯特勒发展了光泵方法，利用光辐射改变光子能级集居数的一种方法，为此获1971年诺贝尔物理奖； * ?二战期间，雷达的广泛应用，促成了微波激射器的诞生 1952年韦伯提出了“微波激射器”的原理； 1954年汤斯(C.Townes)利用分子受激辐射原理研制成功了微波量子放大器，成为Maser； “Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation” ? 1958年美国的L.Shawlow等提出了把微波受激辐射放大的工作原理引申到光学波段的可能性，称为光受激放大器 “Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation” 肖洛和汤斯的论文于1958年12月发表在《物理评论》上，引起极大反响。汤斯因此获1964年诺贝尔物理学奖； * ?第一台激光器的诞生 ? 1960年5月美国的T.H. Maiman制成了世界上第一台红宝石激光器，标志着激光技术的诞生 聚光腔 红宝石棒 闪光灯 M2 M1 Laser Beam 第一台红宝石激光器结构（λ＝694.3nm） （我国第一台：1961年，王之江院士） ? 1962年美国的贾范研制成功了He－Ne激光器，第一台气体激光器 * ?激光器的基本组成 工作介质、激励系统和光学谐振腔 液体 工作介质 固体 气体 半导体 核心部分，产生光受激辐射的物质体系 * 激励系统 光激励 气体放电激励 化学激励 热激励 光学谐振腔 稳定腔 介稳腔 非稳腔 * ?激光器的分类 按工作物质分 固体激光器 气体激光器 液体激光器 半导体激光器 光纤激光器 * 按运转方式分 连续波激光器（CW） 准连续激光器（QCW） 脉冲激光器 按波段范围分 紫外激光器 可见光激光器 红外激光器 * ?激光技术的发展过程 ? 1960年到1970年 ：激光理论逐渐完