第一部分激光的基本原理ppt课件

1、深圳大学电子科学与技术学院第一章 激光的根本原理 激光开展简史 激光的物理根底 激光特性 典型激光器简介深圳大学电子科学与技术学院 LASER英文称号的含义是什么？ LASER与MASER有何区别？ 为什么MASER的实现竟然导致了一个新学科的诞生？ 激光是谁、于何时发明的？什么激光器？ 激光器的发明抑制了哪些困难？ 为什么梅曼没能获得诺贝尔奖？ 了解与激光有关的诺贝尔奖获得者 课后本人阅读绪论部分，围绕以下几个问题思索：深圳大学电子科学与技术学院激光开展简史 1917年Einstein的实际预言：光子和原子相互作用包含三种过程:自发辐射、受激吸收和受激辐射按此模型推导出和实验完全符合的黑体辐

2、射Planck公式，提出在物质与辐射场的相互作用中，构成物质的原子或分子可以在光子的鼓励下产生光子的受激发射或吸收，预示了有能够利用受激发射实现光放大Light Amplification by Stimulated Emission of RadiationLASER 实际任务指出：受激辐射光波与鼓励光波同相位、同方向、同频率、同偏振深圳大学电子科学与技术学院 1954年汤斯(Townes)、巴索夫(Basov)、普洛霍洛夫(Prokhorov) 利用原子、分子的受激辐射来放大电磁波的新概念，实现氨分子微波量子振荡器(Maser)-量子电子学 1958年汤斯、肖洛(Schawlow)尺度远大

3、于波长的开放式光谐振腔Fabry-Perot 布隆伯根Bloembergen利用光泵浦三能级原子系统实现粒子数反转分布 1960年梅曼Maiman世界上第一台红宝石激光器深圳大学电子科学与技术学院 1961年：He-Ne激光器、第一台调Q激光器、钕玻璃激光器 1962年：砷化镓GaAs半导体激光器 1963年：激光器的半经典实际 1964年：氩离子 Ar+激光器、二氧化碳激光器、掺钕钇铝石榴石Nd:YAG激光器 1965年：铌酸锂光参量振荡器 1966年：固体锁模激光器、染料激光器 1970年：准分子激光器 1977年：红外波段的自在电子激光器深圳大学电子科学与技术学院它的历史是一部典型的交叉

4、学科的开展史： 发明了近百种不同类型的激光器件，其发明者都有完全不同的专业背景 各种学科和技术运用激光并构成了许多重要的交叉学科：如光电子学、激光光谱学、 激光化学、非线性光学、激光全息术、激光生物医学、 激光计量、超快光电子学、激光加工处置. 构成了一系列重要技术运用领域，光子产业方兴未艾深圳大学电子科学与技术学院深圳大学电子科学与技术学院May 15, 1960: Maimans Ruby laserWorking in the Hughes Research Labs深圳大学电子科学与技术学院深圳大学电子科学与技术学院木梳激光雕刻纽扣激光打标深圳大学电子科学与技术学院贝壳激光雕刻加工贝壳

5、激光雕刻加工深圳大学电子科学与技术学院木盒激光雕刻加工木盒激光雕刻加工深圳大学电子科学与技术学院特种作战激光枪深圳大学电子科学与技术学院装有激光瞄具的装有激光瞄具的MP5K冲锋枪冲锋枪深圳大学电子科学与技术学院深圳大学电子科学与技术学院 相关性的光子描画相关性的光子描画 光子的根本性质光子的根本性质 光波方式和光子形状、相格光波方式和光子形状、相格 光子的相关性光子的相关性 光子简并度光子简并度本章内容提要本章内容提要深圳大学电子科学与技术学院 光的受激辐射根本概念光的受激辐射根本概念 黑体辐射的普朗克公式黑体辐射的普朗克公式 受激辐射和自发辐射概念受激辐射和自发辐射概念 A21、B21、B1

6、2的相互关系的相互关系 受激辐射的相关性受激辐射的相关性 光的受激辐射放大光的受激辐射放大 实现光放大的条件集居数反转实现光放大的条件集居数反转 光放大物质的增益系数光放大物质的增益系数深圳大学电子科学与技术学院 光的自激振荡光的自激振荡 将具有光放大作用的激活物质置于光将具有光放大作用的激活物质置于光谐振腔中，可构成激光器。当激活物质谐振腔中，可构成激光器。当激活物质的单程增益大于谐振腔的单程损耗时构的单程增益大于谐振腔的单程损耗时构成光的自激振荡。起振条件？成光的自激振荡。起振条件？ 光谐振腔的作用？光谐振腔的作用？ 提供轴向光波模的反响及保证激光器提供轴向光波模的反响及保证激光器的单模或少数轴向模振荡。的单模或少数轴向模振荡。深圳大学电子科学与技术学院 激光的特性激光的特性 普统统称激光的四性为：普统统称激光的四性为： 单色性、相关性、方向性和高亮度。单色性、相关性、方向性和高亮度。 本质上归结为：本质上归结为： 激光具有很高的光子简并度。激光具有很高的光子简并度。 激光可以在很大的相关体积内有很激光可以在很大的相关体积内有很高的相关光强，高的相关光强， 这一特性正是由于受激辐射的本性这一特性正是由于受