深圳大学激光原理论文
激光的原理与应用小论文
激光的原理与应用引言激光（Laser）是指将光能转化为一种特定波长、相干、单色、方向性非常好的光源。
自1960年构建第一台激光器以来，激光技术在各个领域得到了广泛应用，如医疗、工业、通信等。
本论文将介绍激光的原理与应用，并讨论其在不同领域的具体应用案例。
激光的原理激光的产生是基于激光谐振腔和工作物质的相互作用。
激光的原理可以概括为以下几个步骤：1.激发工作物质：通过能量输入，如电流或光束，激发工作物质的原子或分子的电子从基态跃迁到激发态。
2.反射和放大：在激光谐振腔中，将能量以一定的方式反射和放大，使光强得到增强。
3.反馈：通过合适的反馈机制，将一部分光能重新注入谐振腔，形成相干、单色的激光光束。
4.输出：通过一个输出镜使激光束从激光器中输出。
激光的应用激光在医疗领域的应用激光在医疗领域有广泛的应用，以下是一些具体案例：•激光手术：由于激光具有刀尖般的聚焦能力和较少的损伤，它被广泛用于手术中，如激光近视手术、激光白内障手术等。
•激光治疗：激光可用于治疗一些疾病，如激光激活药物、激光治疗皮肤疾病等。
•激光检测：激光能够提供高分辨率的成像，可以用于检测疾病、病变等，如激光眼底检查、激光红外成像等。
激光在工业领域的应用激光在工业领域也具有重要的应用价值，以下是一些具体案例：•激光切割：激光切割是工业中常用的加工方法，它能够实现精确、高速、无作用力的切割，广泛应用于金属、塑料、木材等材料的切割。
•激光打标：激光打标是一种永久性的标记方式，它适用于各种表面材料的标记，如金属、塑料、陶瓷等，应用于电子产品、机械设备等行业。
•激光焊接：激光焊接是一种高精度且无接触的焊接方法，可用于焊接金属和塑料等材料，常用于汽车、航空等领域。
激光在通信领域的应用激光在通信领域也有广泛的应用，以下是一些具体案例：•光纤通信：光纤通信采用激光光源将信息转换为光信号进行传输，具有高速、大容量、低损耗等优势，是现代通信技术的基础。
•激光雷达：激光雷达利用激光束探测和测量目标的位置和速度，广泛应用于自动驾驶、安全监测等领域。
激光的原理和应用论文
激光的原理和应用论文概述激光（Laser）是一种特殊的光源，具有高单色性、高亮度、高方向性等特点，广泛应用于科学研究、医疗、通信等领域。
本文将介绍激光的原理和应用。
一、激光的原理激光的原理基于激光介质中的受激辐射和增强反射。
以下是激光的原理的详细解释：1.受激辐射激光的产生依赖于受激辐射过程。
当激发能量施加到激光介质上时，介质中的一个激发原子释放出能量，引起其他原子被激发。
这个连锁反应会形成光子，产生一束相干光。
2.增强反射当光子在激光介质中来回传播时，它们会受到介质两端的衰减和失能。
为了保持光子的能量和相干性，需要在介质两端放置反射镜。
这种增强反射形成了光的反馈回路。
3.非线性光学效应除了受激辐射和增强反射，激光的原理还涉及到非线性光学效应。
这些效应包括倍频、自聚焦和自相位调制等，可以进一步改变激光的频率、强度和相位。
二、激光的应用由于其独特的特性，激光在多个领域有广泛的应用。
下面将列举一些主要的应用领域和案例：1.科学研究–激光在原子物理、核物理和粒子物理等研究中扮演着重要角色。
通过调控激光的频率和强度，科学家可以研究和操纵物质的微观结构。
–激光也广泛应用于光谱学研究中，例如拉曼光谱和荧光光谱等。
这些研究对于分析物质的成分和性质非常重要。
2.医疗–激光在医疗领域有多种应用，例如激光手术和激光疗法。
激光手术可以用于切割组织、凝固血管和焊接皮肤等。
激光疗法可以用于治疗癌症和其他疾病。
3.通信–激光在光纤通信中起着至关重要的作用。
激光束可以通过光纤传输大量数据，实现高速和远程的通信。
激光还可以用于光纤传感技术，监测和测量环境中的参数。
4.制造业–激光在制造业中被广泛应用于切割、焊接和打标等工艺。
激光切割能够实现高精度和高速度的切割过程。
激光焊接可以用于精细和复杂的零部件连接。
5.娱乐–激光在娱乐行业中有多种应用，例如激光演出和激光展示。
激光灯光效果可以创造出炫目的光影效果，给观众带来视觉盛宴。
以上只是激光应用的一部分例子，随着科技的不断进步和应用的扩大，激光将在更多领域发挥重要作用。
激光原理的应用论文
激光原理的应用论文引言激光是一种应用广泛的光学技术，具有高度的相干性和单色性，因此在许多领域中有着重要的应用。
本文将介绍激光的基本原理以及在不同领域中的应用情况。
激光的基本原理激光是一种特殊的光，其产生与放射性原子或分子的跃迁过程有关。
其基本原理包括受激辐射和光放大。
当外界能量作用于原子或分子上时，原子或分子中的电子会发生跃迁，从低能级跃迁到高能级。
当有一个与电子跃迁前的能级之间能量差相等的光子入射时，电子会被激发并跃迁到高能级，释放出与入射光子相同的光子，使得光子的数目迅速增多，并且与入射光子具有相同的频率、相位和方向，达到激光的放大效果。
激光的应用领域激光技术已经在许多领域中得到广泛应用，以下是一些典型的应用案例：激光在医学中的应用•激光手术：激光具有较强的方向性、单色性和相干性，可以用于各种手术操作，例如激光烧灼、激光切割和激光焊接等。
激光手术具有较小的创伤和出血量，术后恢复快的优点，已经在眼科、皮肤整容和血管疾病治疗等方面得到广泛应用。
•激光医疗仪器：激光还可用于医疗诊断和治疗仪器，例如激光显微镜、激光光谱仪和激光治疗仪等。
这些仪器能够提供更准确的诊断结果和更有效的治疗方式，为医疗领域带来了革命性的变化。
激光在通信领域中的应用•激光通信：激光通信是一种通过激光进行数据传输的技术。
激光通信具有传输速度快、抗干扰能力强和传输距离远等优点，被广泛应用于卫星通信、光纤通信和激光雷达等领域。
•激光打印：激光打印技术是一种利用激光对打印介质进行加热后形成图像的技术。
激光打印具有打印速度快、分辨率高和细节表现力强等优点，已成为当前最常用的打印技术之一。
激光在制造业中的应用•激光切割：激光切割技术是一种利用激光束对材料进行切割的技术。
激光切割具有切割速度快、切割精度高和不会产生切割毛刺等特点，被广泛应用于金属加工、纺织品加工和电子制造等领域。
•激光焊接：激光焊接技术是一种利用激光束对材料进行焊接的技术。
谈谈激光的原理及应用论文
谈谈激光的原理及应用一、激光的原理激光（Laser）是一种特殊的光波，具有高度的单色性、聚束性和相干性。
激光的产生与三个基本元素密不可分：激活物质、激励源和光腔。
激活物质通过受激辐射的方式释放出光子，激励源提供能量来激发激活物质，而光腔则用来放大光子。
其原理可以概括为以下几个步骤：1.激励源对激活物质进行能量输入，使其处于激发态。
2.激活物质的激发态通过受激辐射的方式与光子发生相互作用，释放出更多的光子。
3.光子在光腔内不断反射和受激辐射，与开关装置的共振条件相符合时，将放大光子产生激光。
激光的原理与激励源、激活物质和光腔的选择有关，不同类型的激光有着各自的特点和应用领域。
二、激光的应用领域激光的独特性质使其在众多领域得到广泛的应用。
下面列举了一些常见的激光应用：1. 激光切割和焊接激光在工业领域中被广泛用于切割和焊接材料。
由于激光具有高度的聚束性和能量密度，可以在短时间内将材料加热至高温并进行切割或焊接。
2. 医学和生物科学激光在医学和生物科学领域的应用也非常广泛。
激光可用于眼科手术、皮肤治疗、激光共聚焦显微镜等方面，为医学诊断和治疗提供了更多的选择。
3. 光通信激光在光通信中扮演着重要的角色。
由于激光的单色性和相干性，可以高效地将信息转化为光信号传输，实现远距离的高速数据传输。
4. 激光雷达激光雷达利用激光的高强度和短脉冲特性，可以实现对目标的高精度探测和距离测量。
在无人驾驶、测绘等领域有着广泛的应用。
5. 科学研究激光在科学研究领域也发挥着重要的作用。
激光可以用于原子与分子物理研究、光谱分析、量子计算等方面，为科学家提供了强大的工具。
6. 激光成像技术激光成像技术利用激光的聚焦能力对物体进行扫描和成像。
激光成像技术广泛应用于三维扫描、工业检测、文物保护等领域。
三、总结激光作为一种特殊的光波，具有高度的单色性、聚束性和相干性，其原理和应用涉及到激励源、激活物质和光腔等关键元素。
激光在切割焊接、医学生物科学、光通信、激光雷达、科学研究和激光成像技术等领域都起着重要作用，为各行业的发展提供了强大的动力。
激光的产生原理及应用论文
激光的产生原理及应用论文引言激光，作为一种高度聚集的光束，具有独特的特性和广泛的应用领域。
本文将介绍激光的产生原理以及一些重要的应用领域。
激光的产生原理激光的产生基于光的放大和受激辐射的作用。
下面将详细介绍激光产生的原理。
1.光的放大作用–由于受到外界电场或其他光的激发，处在激发态的原子或分子会发射出光子。
–这些发射的光子通过与其他原子或分子碰撞，激发的原子或分子继续发射出更多的光子，形成光的放大效应。
2.受激辐射的作用–当光子与处在激发态的原子或分子碰撞时，这些原子或分子会通过受激辐射的过程，发射出与入射光子具有相同的频率、相位和方向的新光子。
–受激辐射的过程使得光的放大得到了更好的控制和调节。
3.准确排列的原子或分子–激光的产生还需要一种手段来保持原子或分子处于准确的排列状态。
–通过光谱分析、光波导等技术，可以使原子或分子处于特定的能级分布，从而能够产生可控的激光。
激光的应用领域激光的独特特性使得它在许多领域中都有重要的应用。
下面将列举一些重要的激光应用领域。
1.医疗领域–激光在医疗领域中有广泛的应用，包括激光手术、激光治疗以及激光诊断等。
–激光手术的精确性和恢复时间短等特点，使其成为眼科手术和皮肤整形手术的首选方法之一。
2.制造业–激光在制造业中的应用包括激光切割、激光焊接、激光打标等。
–激光切割能够实现高精度、高速度的材料切割，被广泛应用于金属加工、电子制造等领域。
3.通信领域–激光在光纤通信中起到了至关重要的作用。
–激光的高速调制和传输能力，使得它成为现代通信领域中的核心技术之一。
4.测距和测速–激光测距和测速技术以其高精度和快速响应的特点，在测绘、建筑、航天等领域得到了广泛应用。
5.科学研究–激光在科学研究中也扮演着重要角色，包括物理学、化学、生物学等领域。
–激光的高亮度和单色性，使得它成为研究微观世界和探索新物质的重要工具。
结论激光作为一种高度聚集的光束，具有独特的特性和广泛的应用领域。
激光的原理及应用论文
激光的原理及应用概述激光是一种高度集中且具有高度定向性的光束，其原理是通过所谓的“受激辐射”来产生一种高度相干的光。
激光的应用领域非常广泛，包括医疗、工业、通信等。
本文旨在介绍激光的基本原理以及一些主要的应用。
激光的原理激光的原理是基于光的受激辐射现象。
当光的一个粒子通过一个已经激发的原子时，它会受到原子的影响，并激发其他原子。
这个过程会导致大量的原子处于激发状态，并最终产生一个高度相干的光束。
激光的原理可以通过以下步骤来说明： 1. 激发：通过提供能量（例如光、电流、化学反应等）来激发原子。
2. 受激辐射：一个已经激发的原子可以通过吸收光子来跃迁到更低能级。
这个过程中，它会释放出与吸收的光子具有相同频率和相位的光子。
3. 反馈：通过在激发原子周围放置一个反射器，可以将一部分受激辐射返回到已经激发的原子附近，从而增加受激辐射的强度。
4. 放大：通过将受激辐射通过一个放大介质（例如激光晶体或气体）传递，可以增加光的强度。
5. 出射：一个受激辐射的光通过一个输出镜反射出来，形成一个高度定向的光束。
激光的应用激光的应用非常广泛，具有很多独特的特性，因此在许多领域有着重要的应用。
以下是一些激光的主要应用：医疗•激光在医疗领域中有广泛应用，例如激光手术和激光治疗等。
•激光手术可以用于切割、烧灼或蒸发组织，常用于眼科手术、皮肤手术等。
•激光治疗可以用于治疗血管疾病、癌症等，具有非侵入性、高精度等优势。
工业•激光在工业领域的应用非常广泛，例如激光切割、激光焊接等。
•激光切割可以用于金属、塑料、木材等材料的切割，具有高精度、高效率等优势。
•激光焊接可以用于焊接金属零件，具有热输入小、焊缝细等优势。
通信•激光在通信领域中被广泛用于光纤通信。
•激光发射器通过将信息转换成光信号并通过光纤传输，可以实现高速、远距离的数据传输。
•激光在光纤通信中具有高度定向性、低损耗、大带宽等优势。
测距与测速•激光可以用于测距和测速应用，例如激光测距仪、雷达等。
毕业论文：激光技术论文
激光原理与应用技术简介摘要：本文简要的介绍了一下激光的产生和发展史，简述了产生激光的基本原理和激光器的组成，并在此基础上从工业、医疗、信息、军事等几个主要领域简单介绍了激光技术的重要应用及其发展前景。
关键词：激光；辐射；光学谐振腔；激光技术引言：激光是上世纪最大的、也是最实用的发明，是与热核技术、半导体、电子计算机和航天技术相媲美的一个举世瞩目的重大科技成就。
经过50多年的发展，激光的应用已经遍及科技、经济、军事和社会发展的许多领域，远远超出了人们原有的预想：激光针灸、激光裁剪、激光切割、激光焊接、激光淬火、激光唱片、激光测距仪、激光陀螺仪、激光铅直仪、激光手术刀、激光炸弹、激光雷达、激光枪、激光炮……，在不久的将来，激光肯定会有更广泛的应用。
一、激光特性简介激光的最初中文名叫做“镭射”、“莱塞”，是它的英文名称LASER的音译，是取自英文Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的各单词的头一个字母组成的缩写词，意思是“受激辐射的光放大”，受激辐射是基于爱因斯坦的理论：在组成物质的原子中，有不同数量的电子分布在不同的能级上，在高能级上的电子受到某种光子的激发，会从高能级跃迁到低能级上，这时将会辐射出与激发它的光相同性质的光，而且在某种状态下，能出现一个弱光激发出一个强光的现象。
这就叫做“受激辐射的光放大”，简称激光。
激光主要有四大特性：激光高亮度、高方向性、高单色性和高相干性。
[1]亮度高——激光是当代最亮的光源，只有氢弹爆炸瞬间强烈的闪光才能与它比拟。
但是，激光的总能量并不一定很大，由于激光能量高度集中，很容易在某一微小点处产生高压和几万摄氏度甚至几百万摄氏度高温。
激光打孔、切割、焊接和激光外科手术就是利用了这一特性。
方向性好——普通光源向四面八方发光，而激光的发光方向可以限制在小于几毫弧度立体角内，这就使得在照射方向上的照度提高千万倍。
激光检测的原理及应用论文
激光检测的原理及应用论文引言激光检测技术是一种基于激光器的非接触式测量技术，具有高精度、高速度、非破坏性等优点，被广泛应用于各个领域。
本文将介绍激光检测的原理及其在不同领域的应用。
激光检测的原理激光检测的原理基于激光器的发送和接收技术，其工作流程如下： 1. 发送器向目标物体发射激光束。
2. 激光束照射到目标物体上。
3. 物体表面反射激光束。
4.接收器接收到反射的激光束。
5. 接收器测量激光束的时间延迟或相位差。
6. 根据延迟或相位差计算出目标物体与发送器之间的距离或表面形状。
激光检测的应用领域激光检测技术在许多领域中得到了广泛应用，包括但不限于以下几个方面：工业制造•3D打印：激光检测技术可以实现对3D打印产品的精准测量，用来检查打印实体的几何形状和尺寸是否符合要求。
•焊接：激光检测可以在焊接过程中检测焊缝的质量，并及时进行调整和修正。
•切割：激光切割技术依赖于激光检测来控制切割位置和质量，确保切割的精确性和一致性。
医疗保健•医学成像：激光检测技术可以应用于医学成像，如激光扫描内窥镜和激光测量心脏功能。
•皮肤治疗：激光检测可以用于皮肤治疗，如激光红光疗法和激光脱毛。
环境监测•大气污染检测：激光检测技术可以实时检测大气中的污染物，如颗粒物和气体浓度。
•水质检测：激光检测技术可以测量水体中的浑浊度和化学成分，帮助监测水质。
交通运输•精准测距：激光检测技术可以应用于精准测距，帮助车辆和机器人实现避障、导航等功能。
•车辆安全：激光检测技术可以用于车辆安全系统，如自动紧急制动和自适应巡航控制系统。
科学研究•粒子物理学：激光检测技术可以用于研究粒子的能谱和粒度分布。
•材料科学：激光检测技术可以应用于材料表征和性能测试，如材料的红外光谱和拉曼光谱分析。
结论激光检测技术在工业制造、医疗保健、环境监测、交通运输和科学研究等领域中发挥了重要作用。
通过采用激光检测技术，可以实现高精度、高速度、非破坏性的测量，提升生产效率和产品质量，并在各个领域产生创新和突破。
“激光原理”课程的专题研究型教学方案探讨
“激光原理”课程的专题研究型教学方案探讨苏红【摘要】在课程中进行研究型教学已成为我国高校教学改革的一个方向，本文根据“激光原理”课程特点，探讨了该课程专题研究型教学方案。
通过改革教学模式和实践教学方法，对培养学生的自主学习能力、创新思维能力和科学研究能力以及综合素质具有一定的促进作用。
该方案已在教学实践中得到应用，取得了比较好的教学效果。
%Research-based teaching has become the trend of higher education reform. In the paper, based on the course characteristic of Laser Principle, a particular subject study teaching scheme is explored. By reforming the teaching mode and realizing teaching met【期刊名称】《电气电子教学学报》【年(卷),期】2011(033)003【总页数】2页(P34-35)【关键词】激光原理;课程改革;专题教学【作者】苏红【作者单位】深圳大学电子科学与技术学院,广东深圳518060【正文语种】中文【中图分类】TN241“激光原理”［1］是一门理论性很强的专业基础课，可以为学生们以后从事激光技术、光通信、信息处理、红外探测、生物医疗诊断、材料加工和环境检测等方面的相关光学工程研究打下基础。
多年教学经验显示，该课程物理概念抽象和理论性强，基础知识面广，学生往往因缺乏感性认识，不易理解，感到难学，所以只靠课堂讲授很难达到预期的教学效果。
专题研究型教学的理念是通过教学过程引导学生进行研究性学习，培养学生的研究与创新能力，学会知识的应用，学会研究与探索，表现出更多的灵活性和多样性，更具开放性［2］。
本文在“激光原理”课程中进行了专题研究型教学方案的探索和实践，使教学实现层次性的教学目标，并将其分成三个阶段：准备阶段是增强学生求知欲；学习阶段是使学生获取课程要求的理论知识，训练思维和培养能力；实施阶段，教师把课程所要讲授的主要内容划分成若干研究专题，让学生在探索中掌握科学研究的方法，在研究中获得知识。
激光原理及应用课程论文
激光原理及应用课程论文通过一个学期对《激光原理及应用》的学习，使我对激光这一物理分支学科有了更加深入的了解，从光的本性到激光的工作原理，再到激光的输出特性及基本技术，理论结合应用。
激光在日常的生产生活中的作用日益增加。
根据课本中最后一章得内容和自己的总结对激光在科学技术前沿问题中的应用做一个归纳。
其中包含课本中的知识，以及我自己对知识的看法，还有激光在生活中的应用。
一．激光核聚变1受控核聚变*为什么选择核聚变？核聚变有突出的优点，低原子序数的元素通过聚变反应为更高序数的元素，反应中损失的质量转化成能量放出，提高能量效率比裂变更高。
1）发展聚变能应用是替代化石类燃料与裂变能，推动人类文明发展的理想途径。
2）聚变时，参加反应的原子核都带正电，彼此之间互相排斥。
粒子必须具有极高的动能，才能克服这种排斥作用，彼此接近到足以发生反应的程度。
2磁力约束和惯性约束方法1）利用核聚变提取能量有两个条件：一是保证充分的反应时间；二是约束高温等离子体。
2）目前比较实用的能达到劳森条件的装置有两大类。
一是利用一定的强磁场将高温等离子体进行约束和压缩，使之达到劳森判据，即所谓的“磁力约束方法”（magneticconfinement fusion, MCF）。
二是惯性约束(inertialconfinement fusion, ICF)法，利用高功率的激光束或粒子束均匀照射用聚变材料制成的微型靶丸，在极短的时间内迅速加热压缩聚变材料使之达到极高的温度和密度，在其分散远离以前达到聚变反应条件，引起核聚变反应条件。
3） 3.自20世纪60年代初梅曼成功地研制出激光器后不久，在美国及前苏联就开始了激光核聚变——惯性核聚变的研究。
3激光压缩点燃核聚变的原理压缩点燃的方式有两种：一种是直接照射方式——多束激光以球对称方式直接照射在靶丸表面；一种是间接照射方式——将靶丸放入由金等重金属制成的空腔中，通过激光照射空腔内表面产生的X射线再照射靶丸。
激光原理论文范文
激光原理论文范文标题：激光原理与应用摘要：激光（Laser）是一种特殊的光源，具有高度的单色性、方向性和相干性，广泛应用于科学研究、医疗、通信、材料加工等领域。
本文将深入探讨激光的原理，包括激光如何产生、工作机制以及常见的激光器类型。
同时，还将介绍激光的应用领域，如激光医疗、激光通信和激光加工等。
最后，对激光技术的未来发展进行了展望。
1.引言激光是由一束窄而强烈的光束组成的，它具有特殊的性质，因此在众多领域得到了广泛的应用。
激光产生于20世纪60年代，自那时以来激光技术得到快速发展。
本文旨在详细介绍激光的原理与应用。
2.激光的原理2.1激光的产生激光的产生主要依靠激光器，激光器是将输入的能量转化为激光的设备。
常见的激光器有固体激光器、气体激光器和半导体激光器等。
激光器的核心组成部分是激光介质，激光介质中的原子或分子在受到光激发后，可以产生强烈的放射。
2.2激光的工作机制激光工作的基本原理是受激发射和自发辐射。
受激发射是指当激光介质处于光激发态时，外界的一个光子可以使一个受激发射中的激发态原子或分子跃迁到一个更低的能级，并放出一个与受激发射光子完全相同的光子。
这两个光子具有相同的频率、相位和方向，这种现象称为强度和相干增强的受激辐射。
3.常见的激光器类型3.1固体激光器固体激光器使用固体材料作为激光介质，如Nd:YAG、Nd:Glass等。
通过在激光介质中通入外界能量，激发介质中的原子或离子，从而产生激光。
固体激光器具有高度的功率和稳定性，广泛应用于科研领域和材料加工等领域。
3.2气体激光器气体激光器使用气体作为激光介质，如二氧化碳激光器、氦氖激光器等。
气体激光器具有高功率和高效率的优点，广泛应用于医疗、材料加工和激光雷达等领域。
3.3半导体激光器半导体激光器基于半导体材料的特性，通过PN结及其结构的激励来产生激光。
半导体激光器具有体积小、功率密度高、效率高等优点，广泛应用于光通信和激光打印等领域。
激光的原理、发展 历程以及应用的研究(激光原理论文)
成绩《激光原理》课程论文（设计）题目：激光的原理、发展历程以及应用的研究学生姓名学号2011 112 172院系物理学系专业光信息科学与技术年级2011教务处制激光的原理、发展历程以及应用研究摘要：随着科技的进步，激光的相关应用一直处于当代社会各行各业的最高端，引领着各行各业的发展。
本文阐述了激光的基本原理，并在此基础上展开了这一技术的发展历程与其在军事、工业、医学等应用方面的研究分析。
关键词：激光原理激光医用受激辐射微波波谱激光武器激光治疗工业正文“激光”一词是“ LASER”的意译。
“LASER”是Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的缩写。
随着激光原理的提出以及科技的发展，激光这一技术已用到了现在的军事、工业、医疗、农业等多种领域。
它的诞生为我们认识世界和改造世界增加了很多崭新的手段，作为社会发展科技进步的产物，它也必将促进社会的发展与科技的进步，继续深刻而重要的影响着世界。
一、激光原理激光原理，是在激光的产生、形成、输出、传播和应用过程中，带有普遍性的、最基本的规律和道理。
它可作为研究激光器件、技术及应用开发的规律及特性的理论基础之一。
它从产生激光的装置——激光器的结构特点出发，研究讨论激光的产生、形成、输出、传播和应用过程的规律特征和机理。
[1] 激光的最初中文名叫做“镭射”、“莱塞”，是它的英文名称LASER的音译，是取自英文Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的各单词的头一个字母组成的缩写词。
意思是“受激辐射的光放大”。
什么叫做“受激辐射”？它基于伟大的科学家爱因斯坦在1916年提出了的一套全新的理论。
这一理论是说在组成物质的原子中，有不同数量的粒子（电子）分布在不同的能级上，在高能级上的粒子受到某种光子的激发，会从高能级跳到（跃迁）到低能级上，这时将会辐射出与激发它的光相同性质的光，而且在某种状态下，能出现一个弱光激发出一个强光的现象。
激光原理课程教学方法的探讨与实践
激光原理课程教学方法的探讨与实践
杜戈果
【期刊名称】《教育教学论坛》
【年(卷),期】2016(000)040
【摘要】“激光原理”是高等院校电子科学与技术专业（光电子技术方向）、光电信息科学与工程等专业的一门极其重要的专业基础课程。
本课程是一门理论性较强的课程。
笔者在“激光原理”课程的教学实践中，通过不断学习、不断摸索与改进，结合自身实践，重点提出了表格对比法和其他如量纲法、一步到位法、类比法等几种有效的教学方法，给出了具体的操作示例，得到了好的教学效果。
【总页数】3页(P199-201)
【作者】杜戈果
【作者单位】深圳大学电子科学与技术学院，广东深圳 518060
【正文语种】中文
【中图分类】G642.41
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第二种CO2激光直接加工PMMA导光板表面而形成网点。
此二法操作简单，易加工，环保无污染，导光板光学效率高，效果也均匀。
关键字：激光；加工；导光板；一引言激光自1960年问世后, 很快在生产中得到应用。
其后,随着对有关基本理论研究的不断深化。
各类激光器件不断地发展, 使其应用领域也不断拓宽, 应用规模逐渐扩大, 所获得的社会效益和经济效益更加显著。
作为高科技之一的激光技术, 是20世纪科学技术发展的重要标志和现代信息社会光电子技术重要支柱之一。
激光技术不仅受到技术先进国家的高度重视, 而且也受到许多发展中国家的高度重视, 并给与大量的投入。
20世纪80年代以来, 在很多国家, 政府都把激光技术列为国家级发展计划。
例如, 英国的阿维尔几乎阿!, 美国的激光核聚变计划.日本的激光研究五年计划! 等。
这些计划的实施使激光技术得到迅速发展, 且已经形成了一个生机勃勃的新兴产业。
与此同时, 激光技术的发展大大促进了多种技术、学科、多种生产水平的进步和提高, 影响之大,举世瞩目。
YAG激光器在金属材料加工中具有优势, 而对于非金属材料的加工, CO2 激光器具有优势, 而准分子激光在微细加工、高精密方面具有优势。
Nd: YAG激光雕刻技术用于导光板模具的加工, 有力地推动导光板产品性能的提高, 也带动了激光雕刻技术的进步. 随着这方面技术的不断完善,预期今后将取得更多的成果。
从目前世界激光雕刻技术的发展现状看, CO2 激光雕刻、YAG 激光雕刻和准分子激光雕刻都在某些方面体现了它们各自的优点, 也存在着某些不足。
本文讲通过两种激光加工方式制作导光板，第一种是YAG激光雕刻技术，在模具上加工出精细的光学网点，转而复写在导光板上。
第二种是CO2 激光直接加工在导光板表面形成网点。
这两种方法都可以形成表面光滑的导光板，亮度高，均匀度好，是导光板网点加工的一种新趋势。
二激光简介激光是在1960 年正式问世的。
但是，激光的历史却已有100 多年。
确切地说，远在1893 年，在波尔多一所中学任教的物理教师布卢什就已经指出，两面靠近和平行镜子之间反射的黄钠光线随着两面镜子之间距离的变化而变化。
他虽然不能解释这一点，但为未来发明激光发现了一个极为重要的现象。
1917 年爱因斯坦提出“受激辐射”的概念，奠定了激光的理论基础。
激光，又称镭射，英文叫“LASER”，是“Light Amplification by Stimu Iatad Emission of Radiation”的缩写，意思是“受激发射的辐射光放大”。
激光的英文全名已完全表达了制造激光的主要过程。
1964年按照我国著名科学家钱学森建议将“光受激发射”改称“激光”。
三 激光产生原理1、激光产生的物质基础光与物质的共振相互作用，特别是这种相互作用中的受激辐射过程是激光器的物理基础。
爱因斯坦认为光和物质原子的相互作用过程包含原子的自发辐射跃迁、受激辐射跃迁和受激吸收跃迁三种过程。
为了简化问题，我们只考虑原子的两个能级1E 和2E ，处于两个能级的原子数密度分别为1n 和2n ，如图2-1所示。
构成黑体物质原子中的辐射场能量密度为ρ，并有21E E h ν-=。
（Ⅰ）、自发辐射处于高能级2E 的一个原子自发地向低能级1E 跃迁，并发射一个能量为h ν的光子，这种过程称为自发跃迁过程，如图2-2所示。
（Ⅱ）、受激辐射处于高能级2E 的原子在满足21()E E h ν=-的辐射场作用下，跃迁至低能级1E 并辐射出一个能量为h ν且与入射光子全同光子，如图2-3所示。
受激辐射跃迁发出的光波称为受激辐射。
（Ⅲ）、受激吸收受激辐射的反过程就是受激吸收。
处于低能级1E 的一个原子，在频率为ν的辐射场作用下吸收一个能量为h ν的光子，并跃迁至高能级2E ，这种过程称为受激吸收，如图2-4所示。
受激辐射和自发辐射的重要区别在于相干性。
自发辐射是不相干的；受激辐射是相干的图2-3原子受激辐射2、激光产生的基本原理和方法1）光学谐振腔及其选模和反馈作用由受激辐射和自发辐射相干性可知，相干辐射的光子简并度很大。
普通光源在红外和可见光波段实际上是非相干光源。
如果能够创造这样一种情况：使得腔内某一特定模式的νρ很大，而其他所有模式的都很小，就能够在这一特定模式内形成很高的光子简并度。
也就是说，使相干的受激辐射光子集中在某一特定模式内，而不是平均分配在所有模式中。
激光器就是采用各种技术措施减少腔内光场模式数、使介质的受激辐射恒大于受激吸收等来提高光子简并度，从而达到产生激光的目的。
光腔的反馈作用——光放大器在许多大功率装置中广泛地用来把弱的激光束逐级放大，但在光放大的同时通常还存在着光的损耗，根据研究光强达到稳定的极限值只与放大器本身的参数有关，而与初始光强无关。
特别是，不管初始光强多么弱，只要放大器足够长，就总能形成确定大小的光强稳定极限值，而实际上，既不需要给激活物质输入一个弱光信号，也不需要真正把激活物质的长度无限增加，而只要在具有一定长度的光放大器两端放置前述的光学谐振腔。
这样，沿轴向传播的光波模在两反射镜间往返传播，就等于增加放大器长度。
这种作用称为光学谐振腔的反馈作用。
2）光的受激辐射放大条件实现光放大的两个条件：①激励能源——把介质中的粒子不断地由低能级抽运到高能级去；②增益介质——能在外界激励能源的作用下形成粒子数密度反转分布状态。
3）产生激光的基本条件及激光器的组成部分产生激光的基本条件是：①能在外界激励能源的作用下形成粒子数密度反转分布状态的增益介质；②要使受激发射光强超过受激吸收，必须实现粒子数反转2211gn ng->（方法是利用外界激励能源把大量粒子激励到高能级。
）；③要使受激发射光强超过自发发射，必须提高光子简并度n（方法：利用光学谐振腔造成强辐射场，以提高腔内光场的相干性。
）。
激光器的组成部分及其作用：一个激光器应包含泵浦源、光放大器和光学谐振腔三部分。
其作用分别是使激光物质成为激活物质、对弱光信号进行放大、模式选择和提供轴向光波模的反馈。
四激光加工1. 激光打标设备工作原理利用振镜扫描器使激光束发生偏转及运动。
由激光器射出的激光束顺序投射到第一、第二振镜扫描器上，它们分别使激光束在平面的X、Y两个方向上扫描，在计算机的控制下，激光束经聚焦透镜聚焦后就会在平面上扫描出所要求的图案（见图 2.3）。
这种打标方式我们称之为“振镜扫描式”，它的最大优点是打标速度快，打标精细，可以处理各种精细文字、图案的打标，缺点是造价较高，很难扩大打标视场。
但由于它打标速度快，打标精细，已经成为激光打标机的主流产品。
“振镜扫描式”激光打标机工作原理示意图激光打标机还可按照所选用的激光器类型来分类，诸如：CO2 激光打标机、Nd: YAG激光打标机等等。
YAG系列激光打标机属于振镜扫描式Nd: YAG打标机，它采用的是Nd: YAG激光器。
该类打标机一般由激光器及电源、声光Q开关及驱动电源、振镜扫描器及驱动电源、光学系统、计算机控制系统、打标机专用D/A转换控制器、专用水循环制冷系统等组成；CO2系列激光打标机属于振镜扫描式CO2打标机，它采用的是射频激励CO2激光器。
该类打标机一般由激光器及电源、振镜扫描器及驱动电源、光学系统、计算机控制系统、风冷却或水循环系统等组成。
扩束镜对光斑进行处理，通过振镜扫描系统，最后经过聚焦镜进行聚焦，发挥激光的打标作用扩束镜是能够改变激光光束直径和发散角的透镜组件。
从激光器发出的激光束具有一定的发散角，对于激光加工来说，只有通过扩束镜的调节使激光光束变为准直（平行）光束，才能利用聚焦镜获得细小的高功率密度光斑；在激光打标设备中，必须通过扩束镜最大限度地改善激光的准直度才能得到远距离打标效果；不同倍数的扩束镜和相应激光器配合能更好的发挥激光器的作用；扩束镜配合空间滤光片使用则可以使非对称光束分布变为对称分布，并使光能量分布更加均匀。
扩束系统和聚焦系统组成了一个后焦距很长的，而实际焦距很短的一个长工作距离系统.即是为了得到长的工作距离和小的聚焦光斑。
先扩束是为了改善光斑的质量,为了以后的加工。
扩束应该包括了先聚焦,再准直。
后面的再聚焦是为了缩小光斑尺寸，提高功率密度，更好的用于加工。
扩束镜的最大出射光直径=最大入射光直径×扩束倍数，最终以最大出射光直径来限制，如一扩束镜最大出射光直径5mm，扩数倍数为5倍，最大出射光直径为18mm，则入射光直径为4mm，出射光为18mm。
2. 激光热加工原理无论是哪一种激光加工的方法，都要将一定功率激光束聚焦于被加工物体上，使激光与物质相互作用。
在不同激光参数下的各种加工的应用范围如图7-1示对激光与材料的相互作用过程的物理描述可以分为以下四个方面：1）材料对激光的吸收激光热加工时首先发生的是材料对激光能量的吸收。
透入材料内部的光能主要对材料起加热作用。
不同材料对不同波长激光 吸收率不同。
假设材料表面反射率为R ，则吸收率为A=1-R 。
当激光由空气垂直入射到平板材料上时，根据菲涅尔公式，反射率为()()221222121111n n n n n n R +++-=+-=2）材料的加热设入射激光束的光功率密度为qi ，材料表面吸收的光功率密度为q0 ，则有()R q Aq q i i -==10激光从表面入射到材料内部深度为处的光强一般将激光在材料内的穿透深度定义为光强降至I0/e 时的深度，因而穿透深度为1/a 。
为了得到加热阶段的温度分布，必须求解热传导微分方程。
对于各向同性的均匀材料，激光加热的热传导偏微分方程的一般形式为()t z y x Q z T z y T y x T x t T c t t t l ,,,=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂∂∂+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂∂∂+⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂∂∂-∂∂λλλρ如果光功率的损耗全部变成热量，则有 ()()t z y x q t z y x Q ,,,,,,-∇= 从理论上讲，根据加工时的各工艺参数以及初始条件，可以解出加工过程中激光照射区的温度场分布。
但实际加工时，各方面的因素使热传导方程的求解十分困难 。
简化：如果半无限大（即物体厚度无限大）物体表面受到均匀的激光垂直照射加热，被材料表面吸收的光功率密度不随时间改变，而且光照时间足够长，以至被吸收的能量、所产生的温度、导热和热辐射之间达到动平衡，此时圆形激光光斑中心的温度可以由下式确定()t r APT λπ0,0=∞3）材料的熔化与汽化激光功率密度过高，材料在表面汽化，不在深层熔化；激光功率密度过低，则能量会扩散到较大的体积内，使焦点处熔化的深度很小。