《现代光学基础教学课件》激光原理

《现代光学基础教学课件》激光原理激光原理概述激光的物理基础激光器的工作原理激光技术及其应用激光安全与防护contents目录CHAPTER激光原理概述01由于激光的频率高度一致，因此其光谱非常窄，具有极好的单色性。单色性相干性高亮度和方向性激光的波前是高度相干的，这使得激光在干涉和衍射实验中表现出优异的性能。激光的能量高度集中，亮度极高，且光束的方向性很好。030201激光的特性激光器中的激活介质决定了激光的波长。常见的激活介质包括气体、液体、固体和半导体。激活介质激活介质需要受到外部能量的激发，通常使用强光、电流或微波作为泵浦源。泵浦源谐振腔的作用是选择和放大特定波长的光，同时抑制其他波长的光。谐振腔激光的产生激光的应用由于激光的单色性和相干性，它在光纤通信中有着广泛的应用。激光的高亮度和方向性使其成为各种测量工具的理想光源，如干涉仪和全息术。激光可以用于切割、焊接、打标和钻孔等工业加工领域。激光在医学领域的应用包括眼科手术、皮肤科治疗和牙科治疗等。通信测量加工医学CHAPTER激光的物理基础02

原子结构与能级原子结构原子由原子核和核外电子组成，电子在不同的能级上运动。能级原子能级是指原子中电子运动的能量状态，具有确定能量的稳定状态称为能级。跃迁当原子从一个能级受激发跃迁到另一个能级时，会吸收或发射特定频率的光子。当光子与原子相互作用时，原子吸收光子的能量从低能级跃迁到高能级。吸收高能级原子自发跃迁回低能级时释放光子，产生光的发射。发射光的吸收与发射相干性光波的频率、相位和振动方向一致的光称为相干光。干涉现象两束相干光波相遇时，会因相位差异产生加强或减弱的现象，称为干涉。光的相干性两束或多束相干光波相遇时，因相位差异产生的明暗交替现象。光波遇到障碍物或孔缝时，产生绕射、反射和折射现象，使光波传播路径发生变化。光的干涉与衍射衍射干涉CHAPTER激光器的工作原理03固体激光器通常采用气体或液体作为激励源，通过受激发射产生激光。固体激光器具有较高的输出功率和较好的光束质量，因此在工业、军事等领域有广泛应用。固体激光器是以固体为工作物质的激光器，其工作物质是激光介质。固体激光器气体激光器是以气体为工作物质的激光器，其工作物质是气体分子或原子。气体激光器通常采用电激励或化学反应等方式，通过受激发射产生激光。气体激光器具有较高的光谱纯度和较好的光束质量，因此在光谱学、光学仪器等领域有广泛应用。气体激光器液体激光器是以液体为工作物质的激光器，其工作物质是液体中的染料或其他发光物质。液体激光器通常采用电激励或光激励等方式，通过受激发射产生激光。液体激光器具有较宽的调谐范围和较好的光束质量，因此在医疗、生物等领域有广泛应用。液体激光器

半导体激光器半导体激光器是以半导体为工作物质的激光器，其工作物质是半导体材料。半导体激光器通常采用电流注入或光泵浦等方式，通过受激发射产生激光。半导体激光器具有体积小、重量轻、可靠性高、调制速度快等特点，因此在通信、传感等领域有广泛应用。CHAPTER激光技术及其应用04高精度、高效率的加工方式总结词激光切割是利用高能激光束照射在材料表面，使材料迅速熔化、汽化或达到点燃点，同时以高速气流将熔化或燃烧的材料吹走，从而实现切割的目的。激光切割具有高精度、高效率、低成本的优点，广泛应用于金属板材、管材、塑料等材料的加工。详细描述激光切割总结词高效、高质量的焊接方法详细描述激光焊接是利用高能激光束将材料熔化后，再通过热传导、热对流或辐射等方式将热量传递到焊接部位，从而实现焊接的目的。激光焊接具有高效、高质量、低热输入等优点，广泛应用于汽车、电子、航空航天等领域的焊接工艺。激光焊接总结词高精度、高效率的测量方法详细描述激光测距是利用激光的特性，通过测量激光往返目标的时间差或相位差，计算出目标距离的方法。激光测距具有高精度、高效率、抗干扰能力强等优点，广泛应用于地形测绘、建筑测量、航空航天等领域。激光测距高精度、高分辨率的探测方式总结词激光雷达是利用激光雷达发射激光束，通过接收反射回来的光束，获取目标的位置、速度、形状等信息。激光雷达具有高精度、高分辨率、抗干扰能力强等优点，广泛应用于无人驾驶汽车、机器人等领域。详细描述激光雷达CHAPTER激光安全与防护05激光照射眼睛可导致角膜和视网膜灼伤，严重时可导致视力丧失。眼睛损伤激光照射皮肤可引起皮肤灼伤、色素沉着、皮肤癌等。皮肤损伤长时间接触高强度激光可引起头痛、头晕、失眠等症状，严重时可导致身体器官损伤。全身影响激光对人体的影响国家标准各国根据自身情况制定相应的激光产品安全标准，如中国的《激光产品安全要求》。国际标准激光产品的安全等级根据其输出功率和波长分为CLASSI-IIIb，CLASSIV等不同等级。行业标准某些特定行业或应用领域，如医疗、工业等，也有特定的激光安全标准。激光的安全标准与等级防护眼镜防护服控制光束安全操作规程激光的防护措施01020304佩戴专用的激光防护眼镜，可有效