中科大激光技术课件.pptx

中科大激光技术课件

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目录

激光技术基础

01

激光技术发展史

03

激光技术前沿

05

激光技术应用

02

激光技术实验

04

中科大激光课程特色

06

激光技术基础

01

激光的定义和原理

在激光器中，受激发射产生的光子在谐振腔内来回反射，通过增益介质不断放大，形成稳定的激光输出。

光放大过程

受激发射是激光产生的核心原理，通过外部能量激发原子或分子，使其从高能级跃迁到低能级，释放出与激发光同频率的光子。

受激发射原理

激光是通过受激发射产生的高度相干的光束，具有单色性、方向性和高亮度等特点。

激光的定义

激光器的分类

按工作物质分类

激光器根据其工作物质的不同，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。

按输出波长分类

激光器按照输出激光的波长可以分为紫外激光器、可见光激光器和红外激光器等。

按激励方式分类

激光器根据激发方式的不同，可以分为电激励激光器、光激励激光器和化学激励激光器等。

激光的基本特性

单色性

激光具有极高的单色性，意味着它由单一波长的光组成，这使得激光在精密测量和通信中非常有用。

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02

相干性

激光的相干性极强，光波之间保持固定的相位关系，这使得激光能够用于全息成像和精密定位。

03

方向性

激光的方向性非常好，几乎所有的光能量都沿着一个非常狭窄的光束传播，这使得激光在远距离传输和聚焦方面具有优势。

激光技术应用

02

工业加工应用

激光焊接

激光切割

激光切割技术广泛应用于金属和非金属材料的精确切割，如汽车制造和航空航天领域。

激光焊接以其高精度和高速度在汽车、电子等行业中得到广泛应用，提高了生产效率。

激光打标

激光打标技术用于在各种材料表面进行标记，广泛应用于电子元件、医疗器械的标识。

医疗健康应用

激光技术在眼科手术中广泛应用，如激光矫正视力手术，帮助患者恢复清晰视力。

激光手术

激光技术用于提高医学影像的分辨率，如激光共聚焦显微镜在细胞水平上的诊断应用。

激光辅助诊断

利用激光治疗皮肤病变，如去除纹身、治疗痤疮疤痕，已成为皮肤科的常规治疗手段。

激光治疗皮肤疾病

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03

通信与信息技术

激光技术在光纤通信中用于传输高速数据，如互联网骨干网，实现远距离、大容量的信息传输。

光纤通信

利用激光读写数据的光盘技术，如CD、DVD，极大地提高了数据存储密度和传输速度。

光盘存储技术

激光雷达（LiDAR）技术在通信领域用于精确测量距离和速度，广泛应用于自动驾驶汽车和无人机导航。

激光雷达

激光技术发展史

03

激光技术的起源

1917年，爱因斯坦提出受激辐射概念，为激光技术的诞生奠定了理论基础。

1960年，西奥多·梅曼成功研制出世界上第一台激光器——红宝石激光器，开启了激光技术的新纪元。

爱因斯坦的受激辐射理论

第一台激光器的诞生

发展里程碑事件

1961年，第一例激光眼科手术成功实施，开启了激光在医疗领域广泛应用的先河。

激光在医疗中的应用

1970年代，激光通信技术的突破使得信息传输速度和质量得到显著提升，为现代通信奠定了基础。

激光通信技术的发展

1960年，西奥多·梅曼成功制造出世界上第一台激光器，标志着激光时代的开始。

激光的诞生

01、

02、

03、

当前技术趋势

超短脉冲激光技术正迅速发展，用于精确材料加工和生物医学成像等领域。

超短脉冲激光技术

01

光纤激光器因其高效率和高稳定性，在工业切割和医疗手术中得到广泛应用。

光纤激光器的进步

02

激光雷达技术在自动驾驶汽车和三维空间测绘中展现出巨大潜力，推动了相关产业的发展。

激光雷达技术

03

激光技术实验

04

实验设备介绍

介绍不同类型的激光器，如固体激光器、气体激光器，及其在实验中的应用和重要性。

激光器

介绍用于检测激光特性的探测器，如光电二极管，以及测量设备如功率计和光谱仪的使用。

探测器和测量设备

解释光学平台的稳定性和光学元件如透镜、反射镜在激光实验中的作用。

光学平台和光学元件

常用实验方法

光束质量分析

01

通过M²因子测量和光束轮廓分析，评估激光束的聚焦能力和光束质量。

光谱特性测试

02

利用光谱仪对激光的波长、带宽和光谱纯度进行精确测量，以确定激光的光谱特性。

功率和能量测量

03

使用功率计和能量计对激光的输出功率和能量进行实时监测和记录，确保实验数据的准确性。

实验安全须知

实验人员在操作激光设备时必须穿戴防护眼镜和手套，以防激光伤害。

穿戴适当的防护装备

妥善处理激光使用过程中产生的废弃物，如废光盘、废电池等，避免环境污染。

正确处理激光产生的废弃物

严格遵循激光设备的操作手册和实验室安全规程，确保实验过程的安全性。

遵守激光操作规程

激光技术前沿

05

必威体育精装版研究成果

中科大物理学家通过激光冷却技术，将原子冷却至接近绝对零度，为精密测量和量子模