《激光应用技术》教学大纲.PDFVIP

《激光应用技术》教学大纲 课程编号： 302082020 课程性质： 选修 课程名称： 激光应用技术 学时/学分： 32/2 英文名称： Technology of applied LASER 考核方式： 闭卷笔试 选用教材： 《激光原理及应用》第1版 大纲执笔人： 晋崇九 魏彪、盛新志 重庆大学出版社 先修课程： 《大学物理》、《近代物理导论》、 大纲审核人： 专业教学指导组 《电磁波理论》、《几何光学》、《应 用光学》、《物理光学》等 适用专业： 测控技术与仪器 一、课程目标 课程具体目标为： 1. 能解释激光的概念、性质、产生及应用相关的专业术语。  2. 能利用激光技术基本概念和理论分析解决实际超精密计量与测试工程中的 复杂问题，并且建立测控对象和任务的分析模型，对影响测量精度的频率 稳定度和频率复现度分析结果进行评价。  3. 能分析有关激光产生的经典和半经典理论，并以二能级系统为模型阐述激 光产生的先决条件和决定条件。深入解释激光的各种特性、工作方式、典 型激光器分类。介绍增益曲线及其对现代超精密计量与测量的影响。在激 光应用领域中重点讲解激光稳频原理以及各种稳频技术的优缺点，达到能 在实际超精密计量与测试工作中熟练掌握与应用激光技术，并且能在学术 和科研方面做出贡献。  4. 能正确分析和描述典型谐振腔。  5. 能根据爱因斯坦受激辐射理论（包括驰豫、三能级小信号系统、四能级小 信号系统），采用科学方法对实际超精密计量与测试工程中的测试计量及控 制问题进行研究，能设计能够在线测量大尺寸、超精密表面微观形貌测量 实验，对这些实验数据进行分析与解释，得到合理有效的结论。  6. 能解释和应用碰撞加宽、频率牵引、锁模技术的概念、含义。  7. 能解释双纵模激光热稳频装置和超精密大尺寸测量方法，解决长度、角度 和超精密表面微观形貌测量方面的一般工程问题。  8. 能解释纵模、横模、高斯光束、塞曼效应等基本原理和测量方法。  9. 能在设计或选择超精密计量与测试仪器时，综合考虑双纵模激光热稳频系 统频率稳定精度、频率复现精度、高阶模滤波、高斯光束准直、环境适应 性等方面要求，使用现代超精密计量与测试工具：能够针对超精密计量与 测试工程领域复杂测试计量及控制问题，开发与选用恰当的技术、资源及 现代工具对问题进行预测与模拟，并能够理解其局限性。  二、教学内容 第一章 绪论（支撑课程目标 1） 1. 激光的发展历史 讲解本课程学习内容，学习方法，学习难点和重点以及成绩评定方式。 讲解《光学》有关著名科学家，重要定理及其历史。 2. 激光的特点 讲解激光概念，重点讲解激光四大特点，详细讲解每个特点及其重要物 理意义，举例说明实际中如何应用激光四大特点。 3. 本课程的学习方法 讲解本课程体系结构和学习方法，重点讲解学习难点和重点以及学习方 法。 4. 习题 解释激光概念，解释激光四大特点。 第二章 光和物质的近共振相互作用（支撑课程目标 1、2、3） 1. 电磁波的吸收和发射 讲解电磁波的吸收和发射，重点讲解电介质极化理论，给出电偶极振子模 型，深入解释自发辐射和介质色散现象。 2. 电磁场吸收和发射的唯象理论 讲解光和物质相互作用三个过程概念，以二能级系统为模型，推导爱因斯 坦三个系数之间重要关系。 3. 光谱线加宽 讲解单色性概念及其重要物理意义，细致讲解谱线加宽机理及其对单色性 重要影响。 4. 激光器中常见的谱线