4.3激光 课件 (1)61张PPT

课件61张PPT。介绍激光 激光产生机理 激光发展历史 激光器的类型 激光应用领域aPage 1激光产生机理一 激光产生机理Page 11 激光产生机理1. 什么是 Laser ? 2. 激光与普通光有何区别 ？ 3. 为什么有这些区别 ？ 4. 如何产生激光 ？ 四个基本问题：Page 11. 什么是 Laser ?LaserLight Amplification by Stimulated Emission of Radiation “受激辐射的光放大”激光是20世纪继原子能、计算机、半导体之后，人类的又一重大发明。“激光” 1964年大陆定名； “镭射” 香港，台湾Page 12. 激光与普通光有何区别？激光普通光(1)激光的单色性好； 单色性最好的氪灯Kr86 Δ?=4.7×10-3 nm 稳频He—Ne激光器 Δ?=1.0×10-9 nmPage 12. 激光与普通光有何区别？激光普通光(2)激光的方向性好； 一束激光射到~38万km的月球上，光斑的直径只有~2km手电筒的光射到~m处，扩展成很大的光斑。Page 12. 激光与普通光有何区别？(3)激光的亮度高； 太阳表面的亮度几百倍于白炽灯； 普通的激光器的亮度10亿倍于太阳表面亮度； 激光是当今世界上最高亮度的光源(4)激光是高相干光源Page 13. 为什么有这些区别？普通光源发光：原子系统发光过程中，自发辐射占优势。发出的光频率不是单一的，偏振方向、传播方向各不一样，位相是随机的。自发地，各自独立地， 彼此无关地，无规律地h?Page 13. 为什么有这些区别？激光光源发光：原子系统在发光过程中受激辐射占优势，受激辐射中所发出的光与外来激发光子的性质完全相同（四同光子），使某模式内的光子数增大。同频率，同相位， 同方向，同偏振全同光子Page 13. 为什么有这些区别？激光光源发光 “受激辐射”普通光源发光 “自发辐射”Page 14. 如何产生激光？有了受激辐射机制就能产生激光吗？（1）受激辐射存在逆过程受激吸收h?受激辐射 复制产生光子 + 受激吸收 吸收消耗光子 -哪种作用更强？Page 14. 如何产生激光？（2）粒子数按能级的统计分布 由大量原子组成的系统，在热平衡态，原子数目按能级的分布服从玻耳兹曼统计分布受激辐射 < 受激吸收Page 14. 如何产生激光？（3）粒子束反转分布 1．气体放电激励 2．光激励(光泵)泵浦源（激励源）能量注入Page 14. 如何产生激光？有了受激辐射，粒子束反转分布机制就能产生激光吗？（4）激光谐振腔使光往返放大Page 14. 如何产生激光？激光器的组成1. 工作物质 2. 激励源 3. 腔镜三个组成部分1. 受激辐射 2. 粒子数反转分布 3. 激光谐振腔Page 1激光发展历史二 激光发展历史Page 1（一） 光认识的初级阶段（一） 光认识的初级阶段光的微粒说 公元前5世纪—17世纪末，18世纪初 观点：光是发光体发射出的微小粒子，所以光是沿着直线行进的。光的机械波动说 17世纪末—19世纪上半叶 观点：光是一种在“以太”的弹性介质中传播的机械波。Page 1（一） 光认识 的初级阶段光的电磁波动说 19世纪初，托马斯·杨和菲涅耳等人对光的干涉、衍射、偏振现象的研究，推动了波动理论，并使之得到广泛承认；1860年，麦克斯韦建立电磁理论，确信光是一种电磁波。能解释光的反射，折射，干涉，衍射，偏振，双折射等现象。至此，光的波动说趋于完善； Page 1（一） 光认识的初级阶段电磁波谱图Page 1（二） 量子理论的创立及受激辐射的提出（二） 光的量子学说的创立 及 受激辐射的提出20世纪初一些新的物理现象，例如黑体辐射，原子的线状光谱，光电效应，光化学效应，康普顿散射等无法用波动理论解释。Page 1（二） 量子理论的创立及受激辐射的提出 1905年，爱因斯坦用光量子理论解释光电效应现象，承认并发展了普朗克的能量子假说，提出了“光子”概念，认为光不仅是一种波动，而是一种粒子，即所谓“波粒二象性”； Page 1（二） 量子理论的创立及受激辐射的提出1916年,爱 ... ...