2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理选择性必修1 第4章光第6节光的偏振激光(7)课件

激光的应用第一讲激光技术的发展和应用1激光发展史

1）激光50年大事件

2）国外发展史

3）国内发展史2激光概述（产业方面）

1）国外激光产业发展现状

2）我国激光产业发展现状及存在的主要问题3辐射与物质的相互作用

1）普通光源的发光——受激吸收和自发辐射

2）受激辐射和光的放大

3）粒子数反转1激光发展史

1）激光50年大事件第一束激光.1960年,西奥多·梅曼（TheodoreMaiman）在加利福尼亚州马里布的休斯研究实验室设计和建造了一台小型的激光发生器.将闪光灯线圈缠绕在指尖大小的红宝石棒上,产生了第一条激光,从此开启了激光时代.

1激光发展史1961年8月王之江院士设计制造.“中国激光之父”激光武器.军事机构和小说家目睹了射线枪从漫画书里的虚构变为现实的过程,所以他们在激光刚刚被发明时,就看到了激光作为武器的潜力.1964年,007电影《金手指》中大反派“金手指”奥瑞克威胁邦德,要用激光将他锯成两半——这在当时,还是纯粹的幻想.

1激光发展史1激光发展史激光轻武器1激光发展史美国激光攻击机试验机1激光发展史美国地基激光武器三维激光.全息技术发明于1948年,以提高电子显微镜的分辨率,但埃米特·利斯（EmmettLeith）和朱瑞斯·乌帕特尼克斯（JurisUpatnieks）在1964年使用激光对全息技术进行了彻底改造,发明了第一个不需要特制眼镜就能看到的三维图像.他们用分裂的激光光束将全息图记录在感光片上,其中一束激光先被反射到被摄物体上,然后再与另一束会合,在感光片上成像.用一束与成像时相同方向的激光照射感光片,就会在观看者眼前产生一幅逼真的三维图像.这张玩具火车图是这两位科学家在密歇根大学的威洛·鲁恩实验室第一次记录的全息图.1激光发展史1激光发展史《蒙娜丽莎》三维成像分析梦幻激光：刚开始时,激光的色彩是相当有限的：氦氖激光器和红宝石发出红光,其他激光器则产生不可见的红外光.第一次实现七彩激光的是离子激光器,它通过在氩或氪中的高压放电产生激光.氩气产生蓝色和绿色的光,氪产生其他几种颜色,两种气体的混合可以产生整个可见光谱中的颜色.激光秀从此诞生.

1激光发展史1激光发展史广州亚运会开幕式激光表演1激光发展史激光投影电视无处不在的激光.激光技术第一次走进日常生活,是美国超市使用发出红色氦氖激光的条形码扫描枪实现收款自动化.若尔斯·阿尔费罗夫（ZhoresAlferovand）和赫伯特·克勒默（HerbertKroemer）发明了制作半导体二极管激光器的改进方法,让激光真正地无处不在.他们因此获得了2000年的诺贝尔物理奖.（图中所示为一个半导体二极管激光器和五美元钞票大小的对比.）如今,这样的芯片随处可见,比如说CD播放器、蓝光播放器、红色激光笔和全球电信网络的骨干中.1激光发展史无尽的刀片.在工业上,激光被用来作为锯和钻头,而且它永远不会变钝.激光第一次作此用途是加工硬度很高的材料,如钻石,或非常柔软的材料,例如婴儿奶瓶的奶嘴.低功率激光可以切割和焊接塑料；高功率激光可以切割和焊接金属.早期的工业激光器,必须要非常庞大才能提供足够的能量,但新的固态激光器却令人吃惊的小巧：如今一段细光纤或几分之一毫米厚、扑克大小的盘片就能产生千瓦级的能量,足以切开几厘米厚的金属片.

1激光发展史1激光发展史国产激光焊接机1激光发展史激光数控切割机1激光发展史进口高精度激光雕刻机激光外科手术.激光在医学上的首次成功应用是进行眼内手术,但是不需要切开眼球.早在1962年,一台红宝石激光器将病人脱落的视网膜与眼球重新连接,使他恢复了视力.更大的成功在1968年到来,外科医生弗朗西斯·莱斯佩朗斯和贝尔实验室的工程师使用氩离子激光器破坏异常的血管,以避免这些血管在视网膜中扩散,致使糖尿病人失明.这种治疗方法已经挽救了数百万人的视力.如今,激光也被用来切割角膜,以矫正视力,或者使胎记和刺青褪色.1激光发展史1激光发展史1064nm激光医疗设备（去斑等）心脏动脉血管支架激光之母.受控核聚变很久以来都是人们认为最理想的清洁能源发电方式.1962年,劳伦斯利弗莫尔国家实验室的物理学家约翰·纳科尔斯（JohnNuckolls）在加利福尼亚州利弗莫尔,提出用激光脉冲加热和压缩的重氢同位素块实现受控核聚变.从那以来,利弗莫尔实验室一直追寻着这个理念,他们使用的激光器也越来越大,终于在美国国家点火实验设施中达到巅峰.这是一个复杂的系统,可以同时发出192束激光,去年,在十亿分之几秒的时间内,产生了能量达到100万焦耳的激光脉冲,使之成为有史以来能量最强的激光器.（美国国家点火实验设施

(NIF)是美国出于研究核聚变反应设想而建造的试验装置.）1激光发展史1激光发展史超连续谱激光器1激光发展史钛宝石激光器高次谐波能产生as脉冲1激光发展史掺镱光纤超短脉冲激光器脉冲宽度：33fs中心波长：1030nm重复频率：29MHz单脉冲能量：1nJOLV.31,P1340,2006

美国,康奈儿大学

1激光发展史飞秒掺铒光纤激光器脉冲宽度：46.2fs中心波长：1550nm重复频率：38.3MHz单脉冲能量：2.08nJOLV.32,P41,20071激光发展史无锁模飞秒激光脉冲脉宽：516fs能量：3.5nJ中心波长：1550nmOLV.32,P1408,2007,美国,康奈儿大学1激光发展史CCLRCRutherfordAppletonLaboratory,Chilton,Didcot,Oxon.,OX110QX,UK(2006)outputpulsewithenergyof35JCompressionto85fs(70nminFWHM)potentialpowerofbetween300TWand400TW(350TW)名称研制成功时间研制人He-Ne激光器1963年7月邓锡铭等掺钕玻璃激光器1963年6月干福熹等GaAs同质结半导体激光器1963年12月王守武等脉冲Ar+激光器1964年10月万重怡等CO2分子激光器1965年9月王润文等CH3I化学激光器1966年3月邓锡铭等YAG激光器1966年7月屈乾华等激光国内大事记

1激光发展史2激光概述（产业方面）

国外激光产业发展现状根据《激光集锦》1997年报导,世界激光器市场可划分为三大区域：美国（包括北美）占55%,欧州占22%,日本及太平洋地区占23%.在世界激光市场上日本在光电子技术方面占首位,美国占第二位；在激光医疗及激光检测方面则美国占首位；而在激光材料加工设备方面则是德国占首位.因此我们选择美国、日本、德国三个国家,介绍他们激光产业发展情况,也就反映了世界激光市场的基本情况及其发展趋势.我国激光产业发展现状及存在的主要问题2激光概述（产业方面）

主要问题是：

(1)科研与生产结合得不好,科研成果转化为生产力的能力较差,许多具有市场前景的成果仍停留在实验样机阶段；

(2)资金投入不足,市场开拓不够,一些重要激光产品尚未形成规模生产,效益较低；

(3)产品质量较差,在安全性、稳定性、可靠性及标准化等方面还有待进一步提高；

(4)激光系统的配套能力较差,增加了用户使用的困难；

(5)创新能力较差,高档次的激光产品少,智能化、自动化程度