激光简介2017.6.5PPT.pptx

激 光一、激光诞生二、什么是激光三、激光特性四、激光器分类五、激光器应用六、激光安全一、激光诞生 1917年爱因斯坦：在物质与辐射场的相互作用中，构成物质的原子可以在光子的激励下产生光子的受激吸收和发射。第一台激光器： 1960年7月7日，美国加利福尼亚州休斯实验室的科学家梅曼宣布世界上第一台激光器由诞生。 1961年中国科学院长春光学精密机械研究所王之江领导设计并和邓锡铭、汤星里、杜继禄等人共同实验研制成的，它的完成仅仅比梅曼发明激光器晚了一年。二、什么是激光激光基本原理2、定向发光：激光器发出的激光天生就是朝一个方向射出，发散角较小，通过光学镜头，可将激光发散角压缩到毫弧度量级。3、高亮度：由于大量光子在极小空间内射出，能量密度极高，因此相较于自然光，激光具有高亮度的特征，且激光能耗较低。LED与激光光束对比图四、激光器分类4.1 按运行方式分类：脉冲激光器 脉冲激光器按一定频率，间隔一定时间才工作一次的方式运行，在一定平均功率下，可获得较高峰值功率，在激光与物质相互作用过程中可以使物体在极短时间内吸收巨大能量。连续激光器 连续激光器激光连续工作，可以在一段较长的时间范围内以连续方式持续进行，能量转化效率较脉冲激光器高，工作状态稳定。4.2 按工作物质分类：固体激光器： 由掺杂Nd离子等稀土粒子的玻璃、陶瓷或晶体作为工作物质的激光器被称作固体激光器。新型固体激光器传统固体激光器气体激光器： 由特殊的CO2等气体作为工作物质的激光器被称作气体激光器。二氧化碳激光器氦氖激光器光纤激光器： 由掺杂Yb离子、Nd离子等稀土粒子的光纤作为工作物质的激光器被称作光纤激光器。脉冲光纤激光器平均功率50W～100W峰值功率可达到20000W连续光纤激光器功率100W～20000W半导体激光器： 由特殊结构半导体作为工作物质的激光器被称作半导体激光器。中高功率半导体激光器小功率单管半导体激光器五、激光器应用5.1、激光与物质相互作用： 激光照射到物质表面上时，一部分反射，一部分透过，一部分被物质吸收。不同物质对不同波长激光的反射率、吸收率和透过率不同。5.2、激光加工：激光切割： 将高功率激光聚焦到很小光斑（直径几十微米），具有极高的能量密度将材料快速加热至汽化温度，使材料在激光照射下快速汽化，同时使光束与工件相对移动，从而获得窄的切缝。非金属材料切割机金属材料切割机非金属激光切割实例金属激光切割实例激光焊接： 将激光聚焦到较小光斑（几十到几百微米），照射焊件的结合部，焊件表面吸收光能而使温度升高，热量向金属内部传播扩散，达到熔点后冷却凝固，焊件熔接在一起。手动激光焊接机手持式激光焊接机扫描式激光焊接机机器人式激光焊接机各种激光焊接机一般工业品电子产品汽车车身飞机组件激光焊接应用实例激光标刻： 激光标刻是利用脉冲激光组用于被标刻物体表面，并快速移动，物体表面瞬间汽化或氧化并留下痕迹的原理，快速在物体表面标刻图案或文字。激光标刻应用实例激光3D打印： 利用在高激光能量密度作用下，金属粉末快速熔化，快速冷却的原理，逐层铸造金属零件，直接将计算机软件设计出的模型转化成三维实体。医疗汽车航空航天5.3、激光照明：夜视成像： 人眼近能相应波长390nm-760nm的光，也就是紫光到红光的可见光波段。人眼对不同波长光响应度 而CCD或CMOS图像采集器可以响应大于800nm的近红外光波段。红外照明成像即利用这个原理，采用近红外波段光进行照明，可在人眼不可见的情况下，对目标进行照明成像。CCD对不同波长光响应度 传统LED红外夜视成像系统应用较为广泛，成本较低，但成像距离较近，通常在100m以内。LED红外夜视成像系统 新型的激光夜视成像系统，利用红外波段激光作为照明光源，辅助CCD或CMOS相机采集目标图像，成像距离较远，可达到3000m，主要应用于边防、海防、公共安全、油田、渔场等领域。红外激光夜视成像系统500m800m1500m2500m激光车灯： 蓝光激光贯穿荧光粉材料，将其转换成白光，这种白光具备激光所具有的方向性好、能量集中、亮度高、传输距离远的优点，利用这种白激光做激光车灯照射距离可达到600米。宝马7、8系奥迪R85.4、激光测距： 测距仪发出激光脉冲，经目标反射后，回到测距仪接收系统，测量其发射和接收光脉冲的时间间隔，即光脉冲在待测距离上的往返传播时间t，即可计算测距仪到目标的距离。测距精度大多为 cm～m 的量级。航天测绘太空探索军事侦察野外考察装修测量激光雷达5.5、信息技术：激光通信 利用激光方向性好、能量集中、单色性好传输距离远的特点，利用激光进行远距离传输，由于激光频率可以比微博频率大几千倍以上，因此可承载的信息容量也大几千倍以上。大气通信：利用激光方向性好，能量集中，传输距离远的优点光纤通信：利用激光单色性好的优点，