《激光产生的原理》课件

《激光产生的原理》ppt课件•激光简介目录•激光产生的原理•激光的应用CONTENTS•激光的未来发展•总结01激光简介激光的定义01激光定义激光是由原子或分子等物质在受到外部能量激发后，自发辐射产生的相干光02激光的产生需要满足三个基本条件工作物质、激励能源和光学谐振腔激光的特点01020304单色性好方向性强亮度高相干性好激光的波长范围很窄，频率单激光的发射方向基本一致，光激光的能量高度集中，亮度非激光的频率单一，相位一致，一，颜色非常纯正，单色性非束的发散角很小，平行度高，常高，比普通光源的亮度高出具有很好的相干性，能够实现常好方向性强几个数量级干涉和衍射等光学现象激光的分类根据工作物质分类固体激光器、气体激光器、液体激光器和半导体激光器等根据输出功率分类低功率激光器、中功率激光器和千瓦以上高功率激光器等根据波长分类可见光激光器、红外激光器和紫外激光器等02激光产生的原理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绕原子核旋转能级原子能级是指原子中电子运动的能量级，不同能级的电子具有不同的能量跃迁当电子从一个能级跃迁到另一个能级时，会吸收或释放能量光的吸收与辐射光的吸收当光子与原子相互作用时，原子吸收光子的能量，使电子从低能级跃迁到高能级辐射当电子从高能级跃迁回低能级时，会释放能量，以光子的形式辐射出去受激辐射当高能级上的电子受到特定频率的光子作用时，会跃迁到低能级并释放相同频率的光子光的受激辐射与放大受激辐射01在特定条件下，一个光子可以激发另一个高能级上的电子跃迁到低能级并释放相同频率的光子，产生两个相同的光子放大02当受激辐射产生的光子继续作用于其他高能级上的电子时，会产生更多的相同频率的光子，实现光的放大相干光03由于所有光子都是相同频率和相位，因此产生的光具有高度的相干性激光的形成谐振腔单色性为了使光得到放大并形成激光，由于所有光子频率相同，因此需要设置两个反射镜构成谐振激光具有高度的单色性腔，使光在腔内不断反射并放大阈值高亮度当光放大到一定程度时，产生由于光的相干性，激光可以形的光强达到阈值，此时光在谐成高亮度的平行光束振腔内振荡并输出03激光的应用工业领域激光切割激光焊接利用高能激光束对材料进行精确切割，具通过激光束的高能量实现金属或非金属材有高效、精准、环保等优点料的连接，具有焊接强度高、变形小、精度高等特点激光打标激光清洗利用激光的高能量密度在各种材料表面进利用激光的强光束照射物体表面，通过光行标记和刻蚀，具有标记清晰、耐久性好、热和光化学作用剥离和去除污垢，具有高适用范围广等优点效、环保、无损等优点医学领域激光治疗激光美容利用激光的生物刺激作用对皮肤、利用激光的光热和光化学作用改黏膜、肌肉等组织进行治疗，具善皮肤质地、减少皱纹、去除色有无痛、无出血、恢复快等优点斑等，具有安全、无创、效果显著等优点激光眼科激光牙科利用激光进行眼部疾病的诊断和利用激光的快速、精确和高效的治疗，如近视眼矫正、视网膜脱特点进行牙齿的切割、治疗和修离修复等，具有精度高、创伤小、复，具有精度高、创伤小、恢复恢复快等优点快等优点军事领域激光武器激光雷达利用激光的高能量密度和高速度对目利用激光的反射和散射特性进行目标标进行打击和摧毁，具有快速、准确、探测和识别，具有精度高、抗干扰能灵活等特点力强、隐蔽性好等特点激光制导激光通信利用激光的指向性特点进行导弹或炮利用激光的相干性和干涉性进行信息弹的精确制导，具有精度高、抗干扰的传输和接收，具有传输速度快、保能力强等特点密性好等特点科研领域激光光谱学激光物理激光化学激光生物学利用激光的相干性和单色性利用激光的特点和研究光与利用激光的强光束和高能量利用激光的特点和研究生物特点进行光谱分析和测量，物质相互作用规律的一门学密度特点进行化学反应的引体系结构和功能的学科，具具有精度高、分辨率高、测科，具有深入揭示物理现象发和调控，具有高效、环保、有深入揭示生命现象和本质量范围广等特点和规律的特点可控性强等特点的特点04激光的未来发展高功率激光总结词高功率激光在工业、军事、医疗等领域有广泛应用前景详细描述高功率激光具有高能量、高亮度的特点，可用于切割、焊接、熔覆、打标等工业制造领域在军事上可用于激光武器、致盲武器等在医疗领域可用于激光手术、光动力治疗等超快激光总结词超快激光在科学研究、工业制造、医疗等领域有重要应用价值详细描述超快激光具有极短的脉冲宽度和高重复频率，能够实现高效、高精度的微加工和超快过程控制在科学研究领域可用于超快光谱学、量子光学等领域在工业制造领域可用于表面处理、微纳加工等在医疗领域可用于眼科手术、牙科治疗等光子晶体激光器总结词光子晶体激光器具有独特的光学特性和应用前景详细描述光子晶体是一种具有周期性折射率变化的介质，能够控制光的传播光子晶体激光器利用光子晶体的特性实现低阈值、高亮度的激光输出，具有小型化、集成化的优势，可用于光通信、光计算、光传感等领域05总结激光的意义激光在科技、工业、医学等领域激光的产生原理涉及量子力学和激光的出现和发展对现代科技和具有广泛的应用，如激光切割、光学的知识，是现代物理学的重社会的进步产生了深远的影响激光焊接、激光雷达、激光治疗要成果之一等激光的局限性激光的输出功率有限，对于一激光的色纯度受到光学元件的激光的相干性会导致其光束发些需要高能量激光的应用场景，限制，难以达到完美的单色性散角较小，传输距离有限激光的输出功率可能不足未来展望随着科技的不断发展，未来有望通过新材料、新技术的研发，提高激光的输出功率和单色性探索新型的激光产生机制，如超快激光、量子级联激光等，将为科技发展带来新的突破结合其他技术领域，如人工智能、物联网等，实现激光技术的智能化和网络化，拓展其在各行业的应用前景THANKS感谢您的观看。