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《激光原理与选模》ppt课件•激光原理简介•激光原理基础•激光器的工作原理CATALOGUE•激光选模技术目录•激光技术的发展趋势与展望01激光原理简介激光的发现与产生激光的发现1960年,梅曼发明了第一台红宝石激光器,标志着激光技术的诞生激光的产生激光是由物质在受到外部激发后,原子或分子从基态跃迁到激发态,再由激发态返回到基态时释放出的光子激光的特性010203单色性好方向性好亮度高由于激光的频率单一,因激光的光束很窄,且在传由于激光的能量高度集中,此其光谱宽度极窄,具有播过程中保持稳定,因此所以其亮度远高于普通光极好的单色性具有很好的方向性源激光的应用领域信息处理医疗工业军事激光在眼科、皮肤科、激光在焊接、切割、打激光在雷达、导航、武激光在信息存储、通信、口腔科等领域有广泛应标等领域有广泛应用,器制导等领域有广泛应显示等领域有广泛应用,用,如激光手术、光子如激光切割机、激光焊用,如激光雷达、激光如CD、DVD等嫩肤等接机等制导导弹等02激光原理基础光的相干性光的相干性定义相干性的分类相干性的应用光的相干性是指光波在空自然光、部分相干光和完干涉、衍射、全息成像等间不同点上相位差恒定,全相干光且具有相同频率和振动方向的性质光的干涉与衍射光的干涉定义光的衍射定义两束或多束相干光波在空间某光波在传播过程中遇到障碍物一点叠加时,产生明暗相间的时,绕过障碍物边缘产生弯曲干涉现象传播的现象干涉的条件衍射的类型相干波源、相同频率、相同振菲涅尔衍射和夫琅禾费衍射动方向、相同的初相位差光与物质的相互作用光与物质相互作用类型吸收反射吸收、反射、折射、散射和干光能转换为热能或化学能光能以相同角度反射离开物质010203涉等表面折射散射干涉光在不同介质中传播速度不同,光波与物质分子相互作用,使两束或多束相干光波在空间某040506导致光路方向改变光波向各个方向散射一点叠加时,产生明暗相间的干涉现象光的能量转换与光热效应光的能量转换光能转换为热能、电能、化学能等其他形式的能量光热效应光照射物质表面,使物质温度升高,产生热效应光热效应的应用太阳能热水器、光热发电等03激光器的工作原理激光器的组成增益介质泵浦源用于提供粒子数反转,是产生激光的物质基用于向增益介质提供能量,使介质发生粒子础数反转光学谐振腔模式选择元件由反射镜构成,用于提供反馈并形成激光振用于控制激光的模式和波长荡激光器的工作过程泵浦源将能量传递给增益介质,使其达到粒子数反转状态在光学谐振腔的作用下,受激发射的光子在增益介质中不断放大并形成激光输出通过模式选择元件控制激光的模式和波长激光器的分类根据增益介质的不同,可以分为固体激光器、气体激光器、液体激光器和半导体激光器等根据输出波长的不同,可以分为可见光激光器、红外激光器和紫外激光器等根据工作方式的不同,可以分为连续激光器和脉冲激光器等04激光选模技术激光选模的原理激光选模的基本概念激光选模是指通过特定的方法,从多模激光器中选择出单模或少数模的激光,以满足应用需求激光选模的物理基础激光选模的物理基础主要包括光的干涉、衍射、偏振等原理,以及激光与物质的相互作用激光选模的基本原则激光选模应遵循的基本原则包括稳定性、相干性、光束质量等,以保证选出的激光具有良好的性能激光选模的方法主动选模法主动选模法是指通过外加控制方式,主动改变激1光器的参数,如注入电流、温度等,以选择所需的激光模式被动选模法被动选模法是指利用某些自然现象或结构,如光2学不稳定性、微腔效应等,实现激光模式的自然选择其他选模技术除了主动和被动选模法,还有一些特殊的选模技3术,如外腔选模、分布反馈选模等,可根据具体应用需求选择激光选模的应用激光雷达科学研究在物理、化学、生物等科学研究中,激光雷达是激光选模技术的重要应用激光选模技术可用于产生特定模式的之一,通过选择特定模式的激光,可激光,以进行高精度的实验测量和光以实现高精度、高分辨率的雷达探测谱分析光学通信在光学通信领域,激光选模技术可用于提高通信系统的传输质量和稳定性,实现高速、大容量的信息传输05激光技术的发展趋势与展望激光技术的发展现状固体激光器光纤激光器目前,固体激光器已成为激光技术的光纤激光器以其高效、紧凑和稳定的主流,其应用领域广泛,包括工业、性能在通信、传感和医疗等领域得到医疗、军事等广泛应用气体激光器半导体激光器气体激光器在科研、工业和军事等领随着微电子和光电子技术的发展,半域有广泛应用,尤其在光谱学、光学导体激光器在光通信、光存储和显示计量和光刻等领域等领域的应用越来越广泛激光技术的未来发展方向超快激光技术微型激光器超快激光技术以其超短脉冲宽度和高峰值微型激光器以其体积小、重量轻、可靠性功率的特点,在材料加工、生物医学和基高等特点,在光通信、光计算和光传感等础科学研究等领域有广阔的应用前景领域有巨大的应用潜力新型激光材料与器件多波段可调谐激光器随着新材料和器件的不断涌现,新型激光多波段可调谐激光器在光谱学、生物医学材料与器件将为激光技术的发展注入新的和环境监测等领域有重要的应用价值活力激光技术的前景展望01020304激光技术在军事领域的激光技术在科学研究中激光技术在工业制造中激光技术在医疗领域的应用将更加重要,提高的应用将更加广泛,推的应用将更加广泛,提应用将更加深入,提高武器装备的性能和战斗动科学技术的进步和发高生产效率和产品质量医疗水平和治疗效果力展THANKS感谢观看。