激光6
激光原理与技术--第六章 激光在精密测量中的应用
半波长的奇数倍时----- 出现明纹。
21
我们把k =士1的两个暗点之 间的角距离作为中央明纹的 角宽度．中央明纹的半角宽度
Δθ0≈λ∕a
◆暗纹中心位置公式:
◆明纹中心位置公式:
明纹 暗纹
◆光强分布公式:
单缝衍射测量仪器示意图
4
6.1.2 激光干涉测长系统的组成
除了迈克尔孙干涉仪以外，激光干涉测长系统还包括激光光源、可移 动平台、光电显微镜、光电计数器、显示记录装置
7.干涉条纹计数时，通过移相获得两路相差π/2的干涉条纹的光强信号， 该信号经放大，整形，倒向及微分等处理,可以获得四个相位依次相差π/2 的脉冲信号（图6-5）。
图6-2 反射器
3
6.1.2 激光干涉测长系统的组成
5.激光干涉仪的典型光路布局有使用角锥棱镜反射器的光路布局，如图6-3示。
图6-3 典型光路布局
6. 移相器也是干涉仪测量系统的重要组成部分。常用的移相方法有机械移相（图6-4）， 翼形板移相，金属膜移相和偏振法移相。
图6-4 机械法移相原理图
13
基本原理
The Michelson interferometer is shown in Figure 1. The basic optical path of laser interferometer length measurement is a Michelson interferometer, and this makes use of interference fringes ,which are the traces of points owing the same path difference, to reflect the information of measured object. It uses the partially reflecting element P to divide the light from laser source into two mutually coherent beams which are reflected by M1 and M2 .The output intensity of an interferometer is a periodic function of the length difference between the measuring path and the reference path of the interferometer. Typical length measurements with a laser interferometer are performed by moving one reflector of the interferometer along a guideway and counting the periodic interferometer signal, e.g. the interference fringes. These results are unambiguous as long as the length difference between two consecutive measurements is within λ/2. Interpolation of the fringes can lead to a resolution of the length measurement below 1nm. The bright fringes occur when the path difference is kλ and the dark fringes when it is (k+1/2)λ,where k is any integer.
流式细胞仪产品参数
规格Gallios双激光6色Gallios双激光8色Gallios三激光10色激光器22mW 488nm固态激光22mW 488nm固态激光25mW 638nm固态激光25mW 638nm固态激光40mW 405nm固态激光有效激光功能FS(三种角度)FS(三种角度)FS(三种角度) (检测区域激光功率)SS SS SSFL1-FL6FL1-FL8FL1-FL10光学滤片488nm 638nm488nm 638nm 488nm 638nm 405nm525BP 660BP525BP 660BP525BP 660BP 450BP575BP575BP 725BP575BP 725BP 550BP620BP620BP 755LP620BP 755LP695BP695BP695BP755LP755LP755LP荧光补偿6*68*810*10True View, 6 decade, 可进行离线补偿流动室150*480μm光学收集光胶耦合镜片，18度反射光收集系统，可更换光学滤片FS分辨率可区分0.1μm和0.3μm的颗粒检测灵敏度FITC <20MESFPE <19MESFPECy5 12MESFAPC 28MESF携带污染率<0.1%检测速度50,000/秒数据处理能力40MHz数字化样本采集速率，单一信号采用数字化精度为20bit(1,048,576通道)方式处理检测参数每一检测器可选择5种参数： 积分信号(面积)的线性及对数放大峰值信号(高度)的线性及对数放大TOF(高度)时间(Time)、比率(Ratio)最多可同时选择62个参数数据储存FCS 3.0 单一样本最大储存能力2400万细胞/文件进样方式32管连续进样，88样本/小时，进样前单独混匀Gallios 流式细胞分析仪产品参数：。
激光等级分类标准
激光等级分类标准激光器是一种利用受激辐射原理产生的高强度、高一致性光束的装置。
根据国际标准，激光器被分为几个等级，不同等级的激光器具有不同的危险性和使用范围。
本文将介绍激光等级分类标准，帮助大家更好地了解激光器的安全使用和管理。
一、激光等级分类。
1. 类别I，这是最安全的激光器等级，不会对人眼造成任何伤害。
即使在长时间直接观察下也不会造成损伤。
这种激光器通常是低能量、低功率的，比如指示激光笔等。
2. 类别II，这类激光器也是低功率的，但如果直接照射到眼睛上，可能会造成眼睛不适和短暂的视觉干扰。
但是，这种激光器一般不会造成永久性损伤。
3. 类别IIIa，这类激光器的功率较高，可能会对眼睛造成短暂的损伤，但只有在长时间暴露下才会产生永久性的伤害。
这类激光器通常用于教学和商业展示。
4. 类别IIIb，这种激光器具有较高的功率，即使短时间内也可能对眼睛造成永久性损伤。
因此，在使用时需要特别小心，避免直接照射到人眼。
5. 类别IV，这是最危险的激光器等级，具有极高的功率，即使短时间内也可能导致严重的眼睛损伤甚至失明。
此外，类别IV激光器还可能对皮肤造成灼伤，甚至引发火灾。
二、激光器的安全使用。
1. 对于类别I和II的激光器，一般来说不会对人眼造成伤害，但也要避免直接照射到眼睛上，以免引起不适。
2. 对于类别IIIa和IIIb的激光器，使用时要注意避免直接照射到眼睛，并且尽量减少暴露时间，以免造成眼睛损伤。
3. 对于类别IV的激光器，使用时必须佩戴特制的激光护目镜，严禁直接照射到人眼，以免造成严重的眼睛损伤。
4. 在使用激光器时，要注意避免将光束照射到反射表面上，以免产生危险的散射光。
5. 激光器的使用和管理必须遵守国家和地方的相关法律法规，严格控制激光器的购买和使用。
三、激光器的管理和维护。
1. 激光器的管理人员必须接受专业的培训，了解激光器的危险性和安全操作规程。
2. 定期对激光器进行检查和维护，确保其工作状态良好，避免因激光器本身故障导致的安全事故。
激光原理(周炳琨)
激光原理(周炳琨)概述激光（Laser）是指由物质在受到外界能量激发时，通过放射出的光束具有高度的单色性、相干性和方向性的一种光源。
激光原理是指实现激光的产生以及激光的特性与作用的基本原理。
激光技术已经广泛应用于科学研究、医疗、通信、材料加工等领域。
激光产生原理1. 激光器的构成激光器通常由激活介质、光腔和泵浦三部分构成。
其中，激活介质是激光的源头，光腔用于放大激光信号，而泵浦则用于向激活介质输送能量。
2. 激活介质激活介质是产生激光所必需的物质，它具有可以被激活、通过受激辐射放出高度单色的光等特性。
常见的激活介质有气体、固体和液体。
2.1 气体激光气体激光器是使用气体作为激活介质的激光器，常见的气体激光器有CO2激光器、氦氖激光器等。
它们的激活介质分别是二氧化碳和氦氖气体，通过电子激活气体分子，使其达到受激辐射的能级，从而产生激射。
2.2 固体激光固体激光器是使用固体晶体作为激活介质的激光器，常见的固体激光器有Nd:YAG激光器、Nd:YVO4激光器等。
它们的激活介质通常是镨钇掺杂的钇铝石榴石晶体，通常使用光泵或电泵的方式来激发晶体。
2.3 液体激光液体激光器是使用液体作为激活介质的激光器，常见的液体激光器有染料激光器、红宝石激光器等。
它们的激活介质通常是含有染料的溶液，通过外界刺激能激活染料分子，产生激射。
3. 光腔光腔是激光器中光信号的放大装置，其作用类似于谐振腔。
光腔有两端透明的镜子，称为半反射镜和全透射镜。
其中，半反射镜只透过一部分光，而全透射镜使光完全透过。
4. 泵浦泵浦是为激活介质提供能量的装置，通过各种能量输入方式将能量输入到激活介质中。
常用的泵浦方式有光泵和电泵两种。
光泵是指通过光能量向激活介质输送能量，而电泵则是指通过电流向激活介质输送能量。
激光特性与应用1. 激光特性激光具有以下几个独特的特性：•高度单色性：激光光束的频率很单一，其波长非常狭窄，通常只有几个纳米的范围。
•相干性：激光具有相位高度一致的性质，可以保持光束的干涉性质，实现干涉光的实验和应用。
色素激光(MEDLITE C6激光治疗仪)操作常规
色素激光(MEDLITE C6激光治疗仪)操作常规
【适应症】
主要用于治疗皮肤色素增加性病变，如太田痣、咖啡斑、纹身、雀斑、黄褐斑、褐青色痣。
【禁忌】
1、禁止用激光照射人体眼部、非病变部位皮肤。
2、禁止用激光照射光亮表面，以防反射光造成意外损伤。
3、禁止用激光照射易燃、易爆物品(如酒精、棉花等)。
4、治疗相对禁忌症包括：孕妇、光过敏者、癫痫症、光敏药物治疗者、有瘢痕疙瘩史、活动性传染病、外伤、待治区域有疱疹、维A酸治疗者。
【操作步骤】
1、开机
(1)打开机器后面开关，接通电源，面板上灯亮起。
(2)经过数分钟预热，当控制面板上显示OFF，把钥匙旋转到ON的位置，面板上显示CK KEY。
(3)机器开始自检，直至面板上显示ON STB，按下READY按钮进入准备模式。
(4)将导光臂取下，准备治疗。
(5)根据病变选择合适的激光波长、能量、光斑大小、频率。
(6)踩脚踏开关发射激光至治疗部位，至治疗完毕。
(7)治疗时对患者眼睛进行避光保护，操作人员戴防护镜。
2、关机
(1)把钥匙旋转到OFF的位置, 控制面板上显示OFF。
(2)关闭机器后面开关，关闭电源，面板上灯熄灭。
(3)合拢及放好导光臂。
【日常维护】
1、用目视观察治疗头内镜片表面是否被污染，如污
染用镜头纸加无水酒精将其擦拭干净。
2、保持房间内干燥无尘，定期室内消毒。
3、尽量少移动机器，减少震动。
第六章激光调制技术
1.5 1.0 0.5
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
0.5
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1.2
为什么要用光波作为信息载体？
信息
调制信号
信息
转播速度快
调制
信息容量大
激光
传输
接受
可以用光学系统进行变换,光盘存储
可以在透明介质中传输（光纤、水……）载波
大气、光纤
可以不用介质传输（真空、太空……）
可独立传播，互不干扰。
加载了信号的光波以群速度传播。
§6.1调制的基本概念
m a 为调制深度，即调幅系 数。 m a 1
调制波形为以信号波为上下 对称包络的波形。
1.5 1.5
1.0
0.5
0.2 0.5
1.0
1.5 1.5
1.0
频域分布
e(t) Ac cos(ct c )
ma 2
Ac cos((c
m )t c )
0.5
0.2 0.5 1.0 1.5
§6.2电光调制
(1)折射率椭球(D,n)
对于任意方向入射的光波波矢K，通 过坐标原点O做以K为法线的平面Σ ， Σ 与椭球面相交，交线为一椭圆 ，该椭圆的两个主轴的方向就是两 个相互正交的D1和D2，两个主半轴的 长度对应的折射率是n1和n2。
LDS 6说明书
应用
应用领域 • 过程优化 • 对各种燃料（油，气体，煤和其它）进行连续的 排放监控 • 在电力设备和所有类型的焚烧炉中进行过程测量 • 过程控制 • 爆炸性防护 • 在腐蚀性和有毒性气体中进行测量 • 质量控制 • 环境保护 • 工厂和工作安全
其它领域
• 发电厂 • 废品焚烧炉 • 水泥行业 • 化工厂和石油化工厂 • 汽车行业 • 玻璃和陶瓷生产 • 研究和开发
一种吸收线的典型光谱宽度被比作为激光发射的宽 度
对测量的影响 • 含尘量：只要检测器可以检测到激光束发出的一 个合适信号，那么过程气体的含尘量就不会影响分 析的结果。通过使用一种动态的背景校正，测量可 以无任何负面影响地进行。从小于1 mg/Nm3到100 g/Nm3 之间的典型微粒密度都可以被LDS 6处理。 通过在气体吸收线和内部背景上扫描激光来补偿变 化的含尘量。在吸收线旁的一个扫描位置，仪器可 以“看到”由于含尘量所引发的吸收，在谱线中心 处信号由分子吸收和连续的、非特定的背景吸收所 构成。当使用一种波长调制技术时，实际的测量传 输始终都会和基线相比较。在信号处理过程中，只 有在没有背景时，一个锁定的检测方案才会从分子 谱线中发出一个信号。 含尘量和光程相互制约：过程中的含尘量越高，最 大可能的光程越短。
LDS 6，带有连接导管传感器的典型装置
特殊应用 • 除了以上的标准应用，根据客户的要求，也可以 进行一些特殊应用。
好处
现场气体分析仪LDS 6以其具有一个高可操作性， 独一无二的分析选择性和一个广泛的应用范围而著 称。LDS 6可以测量一种或者两种气体组分或者-如 果需要-可以直接测量以下过程中的气体温度： • 存在多达100 vol.%蒸汽 • 含尘量的等级高（多达100 g/Nm3） • 热的，腐蚀性，爆炸性，或者有毒性气体 • 在应用中可显示气体组分的大幅度变化范围 • 在测量点具有恶劣的环境状况 • 高度的选择性，例如，大多数情况不带有交叉干 扰。
激光的原理与特点
激光的原理与特点
激光，是指具有高度一致的光波振荡特性的一种光束。
激光的原理是通过三级系统（包括基态、激发态和亚稳态）之间的电磁辐射相互作用而产生的。
具体来说，激光的原理包括光放大、光共振、正反馈等。
激光的特点主要有以下几个方面：
1. 高度的单色性：激光的频率非常纯净，只有极少的频率成分，因此它具有非常高的单色性。
这是由于激光光波是由一个频率极为准确的谐振振荡系统所产生的。
2. 高度的方向性：激光光束具有非常高的方向性，激光光束在传播过程中很少发生散射，能够以非常窄的角度进行定向传播。
这是由于激光的振荡介质是一个长而细的谐振腔。
3. 高度的相干性：激光光束具有非常高的相干性，所有的光波的振幅和相位都高度一致。
这是由于激光光波是由许多同样频率和相位的原子或分子发射的。
4. 高度的能量密度：激光光束具有非常高的能量密度，能够集中大量的能量在一个很小的空间范围内。
由于激光的强度非常大，因此它可以用来进行高精度的切割、焊接等工业加工。
总之，激光作为一种特殊的光线，具有高度的单色性、方向性、相干性和能量密度，这些特点使得激光被广泛应用于科学、医学、工业等多个领域。
6激光打标设备控制端口连接。
EFE-FM-20型激光标刻机设备控制端口的连接。
控制计算机
USB接口
打标板卡
伺服器
连接光路
连接控制 计算机
动作控制 程序控制 核心单元 核心，可 通过串口 进行扩展， 连接到自 动化生产 线
激光打标设备控制端口的连接
作业
1、EFE-FM-20激光标刻机的端口连接设备有哪些？ 控制计算机、控制电路板、伺服器。
《激光成套设备与维护》课程
激光打标设备控制端口连接
主讲教师：聂波
Xianning Vocational Technical College
激光打标设备控制端口的连接
教 学 目 标
一
二
了解激光打标机
了解激光打标机控制端口的连接
激光打标设备控制端口定义
1 激 光 打 标 设 备 EFE-FM-20 激光标刻机主要应用于激光控制系统。系 主要应用领域包括：汽车机械行业、电子通讯 CO 2激光打标机、灯泵YAG激光打标机、 种类 行业、五金器材行业、饰扣标牌行业、仪表眼 应用 统稳定可靠，易学易用，性能优越，功能强大。 半导体侧泵激光打标机、半导体端泵浦激
如图所示位置，通过USB接口连接控制计算机。
激光打标设备控制端口的连接
2 EFE-FM-20 激光标刻机端口定义
由USB接口通过连接线连接到打标板卡。
激光打标设备控制端口的连接
2 EFE-FM-20 激光标刻机端口定义
由打标板卡连接到伺服控制器，进而实现对设 备工作状态的控制。
激光打标设备控制端口的连接
2、EFE-FM-20激光标刻机的端口无法进行扩展说法是否正确？
A 正确 B错误 （B）
谢 谢！
Xianning Vocational Technical College
ce6 波长 光动力
ce6 波长光动力
CE6波长是指光电子器件的工作波长范围，通常用于激光器、光电探测器和其他光电子设备。
在光动力学中，波长是指光波的波长，通常以纳米（nm）为单位。
光动力学是研究光对物质的作用以及光在物质中的传播规律的学科。
在这个领域中，波长的概念是非常重要的。
在光电子器件中，CE6波长通常指的是激光器或光电探测器的工作波长范围。
激光器的波长决定了其在光谱中的位置，不同波长的激光器在不同应用中有着不同的作用。
比如在医疗美容领域，不同波长的激光器可以用于不同类型的皮肤问题的治疗。
而光电探测器的波长范围则决定了其对光信号的响应能力，不同波长的光电探测器在不同波长范围内有着不同的灵敏度和响应速度。
从光动力学的角度来看，不同波长的光对物质的作用也是不同的。
一些物质对特定波长的光有着很强的吸收能力，而对其他波长的光则具有较弱的吸收能力。
这种特性被广泛应用于光谱分析和光敏材料的研究中。
因此，CE6波长在光动力学研究中也具有重要的意义。
总的来说，CE6波长涉及到光电子器件的工作波长范围以及光在光动力学中的作用，对于激光器、光电探测器以及光谱分析等领域都具有重要意义。
对于研究和应用这些光学器件和光学现象都需要对CE6波长有深入的了解。
激光原理第6章平行平面腔
平行平面腔是历史上最早被采用的，如世界上第一台 红宝石激光器就是用的平行平面腔，平行平面腔的优点是， 光束方向性好，模体积大，容易获得单横模振荡。缺点是 调整精度要求很高，属于非稳腔，衍射损耗、几何损耗都 比较大。因此，小增益激光器不适用平行平面腔，目前， 平行平面腔在中等以上功率的激光器中仍有普遍应用。平 行平面腔的自再现模积分方程至今尚未得到精确的解析解， 可用迭代法对积分方程做数值计算，其结果用图表反映。 本章介绍条形、方形、圆形镜面的平行平面腔的积分方程 解法以及模式特征。
umn (x, y)e 2L e 2L dxdy 3
2、变量分离 mn=mn umn(x,y)=um(x)un(y)
mum
(x)
nun (y)
ieikL
L
a
ik (xx)2
a um (x)e 2L dx
ieikL
L
a
ik (y y)2
a un (y)e 2L dy
二、求解方法——迭代法（为了简化，考虑一维条形腔）
程衍射损耗率应由下式计算
F F F
mn
m
n
m（F）与n（F）分别为菲涅尔数为F的条形
腔的m和n阶模的单程衍射损耗。
10
§2 圆形镜平行平面腔
一、积分方程的简化形式
1、变量未分离
(r cos r cos )2 (r sin r sin )2 L2
r 2 r2 2rr(cos cos sin sin ) L2
x
(x x)2 (y y)2 L2
x
z (x,y)
L[1
x
x
2
y
y
2
1
]2
L
L L
简述激光产生的基本原理
简述激光产生的基本原理
摘要：
一、激光的产生原理概述
二、激光的产生过程
1.原子能级跃迁
2.激发态原子辐射
3.受激辐射
4.光放大
三、激光的特性与应用
1.高度单色性
2.高度方向性
3.高峰值功率
4.激光的应用领域
正文：
激光，全称为激光光束，是一种具有高度单色性、高度方向性和高峰值功率的电磁波。
激光的产生基于原子能级跃迁的原理。
激光的产生过程可以分为以下几个步骤：
1.原子能级跃迁：原子在吸收能量后会从基态跃迁到激发态。
这一过程可以在气体、液体或固体中发生。
2.激发态原子辐射：处于激发态的原子会释放出一定波长的光子，这个过程称为辐射。
辐射的光子具有一定的能量和频率。
3.受激辐射：当一个光子进入激发态原子时，会与原子内的电子发生相互作用，使电子从激发态跃迁到基态。
这个过程会释放出与入射光子相同波长的光子，称为受激辐射。
4.光放大：受激辐射的光子与周围的原子发生相互作用，使更多原子跃迁到激发态。
这些激发态原子再次产生受激辐射，从而形成光放大现象。
激光具有高度单色性、高度方向性和高峰值功率的特性，使其在众多领域得到广泛应用。
例如，激光在通信、测量、切割、打标、医疗等方面具有重要应用价值。
总之，激光的产生基于原子能级跃迁的原理，通过受激辐射和光放大过程形成高度单色性、高度方向性和高峰值功率的电磁波。
激光焊接工艺的6个基本流程详解
激光焊接工艺的6个基本流程详解下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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6kw激光武器技术参数
6kw激光武器技术参数
激光武器的技术参数通常包括以下几个方面：
1. 输出功率，激光武器的输出功率通常以千瓦（kW）为单位进行描述，6kW表示输出功率为6000瓦特。
2. 波长，激光武器的波长是指激光光束的波长范围，通常以纳米（nm）为单位进行描述。
3. 脉冲能量，对于脉冲激光武器，脉冲能量是指每个脉冲的能量大小，通常以焦耳（J）为单位进行描述。
4. 焦斑直径，焦斑直径描述了激光束的聚焦效果，通常以毫米（mm）为单位进行描述。
5. 射程，激光武器的射程是指有效射程，即激光束能够有效打击目标的最大距离。
这些参数可以用来评估激光武器的性能和实际应用能力。
在实
际应用中，还需要考虑激光武器的稳定性、耐久性、冷却系统等其他技术参数。
《第四章 6 光的偏振 激光》教学设计教学反思
《光的偏振激光》教学设计方案（第一课时）一、教学目标1. 理解光的偏振的基本观点，掌握偏振光的产生和检测方法。
2. 了解激光的基本性质和特点，理解激光的产生原理。
3. 学会利用偏振特性控制激光的传播方向和强度，掌握激光的应用。
二、教学重难点1. 教学重点：理解光的偏振特性，掌握偏振光的产生和检测方法。
2. 教学难点：如何将光的偏振特性与激光应用相结合，利用偏振特性控制激光的传播方向和强度。
三、教学准备1. 准备教学PPT和相关视频素材。
2. 准备实验器械，包括偏振片、检偏器、激光笔等。
3. 准备案例资料，包括激光在医学、工业、通信等领域的应用实例。
4. 设计教室互动环节，引导学生思考和讨论激光与偏振的关联性。
四、教学过程：本节课程的教学目标是让学生掌握光的偏振的基本观点和原理，理解激光的特点和应用，并能够在实际操作中应用这些知识。
以下是具体的教学过程：1. 引入：起首，通过一些平时生活中的例子引入光的偏振观点，例如雨后阳光下空气中的七色彩虹，以及眼镜片为何要选择偏振片等等。
引导学生思考这些现象背后的物理原理，激发他们的学习兴趣。
2. 观点讲解：接下来，详细诠释光的偏振观点，包括自然光和偏振光的区别，以及偏振片的作用。
通过实验和图片展示，帮助学生理解这些观点。
同时，介绍激光的产生原理和特点。
3. 实验操作：让学生亲手操作实验，观察偏振片对自然光和激光的影响。
通过实验，学生可以直观地看到偏振片对光的过滤作用，以及激光的特殊性质。
这个过程有助于加深学生对这些观点的理解。
4. 小组讨论：组织学生进行小组讨论，让他们思考激光在平时生活中的应用，如激光打印机、激光测距仪等。
通过讨论，学生可以更好地了解激光的实际应用，并培养他们的思考和表达能力。
5. 教室总结：最后，教师进行教室总结，强调本节课的重点和难点，帮助学生梳理所学知识。
同时，鼓励学生在平时生活中多观察、多思考，将所学知识应用到实际生活中。
6. 课后作业：安置一些与光的偏振和激光相关的思考题，让学生在家中继续思考和探索。
激光的名词解释
激光的名词解释激光，即激发放射，是由受激辐射产生的具有高度严格的特性的电磁辐射。
它是一种高度集中的、单色的、相干的光束，其波长狭窄，几乎是单一波长，且光束几乎是平行的。
激光具有许多独特的特性，使得它在许多领域有重要的应用。
本文将对激光的原理、特性和应用进行解释。
1. 激光的原理激光的产生基于受激辐射的原理。
在激光器中，有一种用于激发的活性介质，如气体、固体或液体。
当活性介质中的粒子受到外部能量（电流、光、化学反应等）的作用，激发能级上的电子跃迁到一个较高的能级，形成一个受激态。
当一个处于受激态的粒子再次回到基态时，会释放出光子，这些光子与原来引起激发的光子具有相同的特性，即频率、相位和方向，从而形成一个激光光束。
2. 激光的特性激光的特性使其在许多领域有重要的应用。
首先，激光的单色性是指其具有非常狭窄的频谱宽度，几乎是单一频率的光。
这使得激光能够提供高度精确的测量和控制。
其次，激光的相干性指的是所有光子之间具有相同的相位关系。
这种相干性使得激光能够产生干涉、散射等相干光现象。
此外，激光的方向性非常好，几乎是平行的光束，这使得激光能够实现远距离传输和精确的定位操作。
最后，激光的高度集中性使其能够在非常小的空间范围内提供高能量密度，从而实现精确的切割和焊接等加工工艺。
3. 激光的应用激光在众多领域中都有广泛的应用。
在医学领域，激光被用于眼科手术、皮肤治疗和癌症治疗等。
在通讯领域，激光被用于光纤通信，其高速、高带宽的特性能够实现快速而稳定的数据传输。
在制造业中，激光被用于切割、焊接和打印等工艺。
此外，激光还被应用于激光雷达、激光制导武器、光学传感器以及科学研究等方面。
4. 激光的未来发展随着科技的不断进步，激光技术也在不断发展。
例如，通过改变激光器的构造和激发方式，研究人员已经开发出了更小、更高功率和更高效率的激光器。
此外，激光技术还在纳米材料的制备和生物医学诊断等领域有着巨大的潜力。
未来，激光技术还将继续发展和创新，为人类的生活带来更多的便利和突破。
第6章激光器的工作特性课件
固体（或半导体）激光器发出的一个脉冲，不是一个平滑 的连续脉冲，而是一个衰减尖峰序列。
光泵激励： 反转粒子数密度
受激辐射： 反转粒子数密度
增加 减少
——振荡带宽： 激光器小信号增益系数中大于 阈值增益系数的那部分曲线所 对应的频率范围。
起振模式数：
例 6-1 ：红宝石激光器腔长L=11.25cm，棒长
，折射
率 n=1.75 ，均匀加宽线宽
，激发参数
，求（1）满足阈值条件的振荡带宽；（2）起振纵模数。
6.3.2 均匀加宽激光器的输出模式 1. 模式竞争
2. 激光器的振荡阈值
阈值增益系数：
增益与损耗达到动态平衡，光强饱和，维持 稳定振荡
激光器的阈值反转粒子数密度： 阈值泵浦功率和能量： 3. 激光器的振荡模式 思考：激光器中能够起振的模式数有多少 ？ 1 均匀加宽激光器的纵模竞争
空间烧孔引起多模振荡
2 非均匀加宽激光器中的多纵模振荡
6.4 连续激光器的输出功率
小信号增益系数
阈值增益系数
腔内光强增大：
增益系数
下降（增益饱和作用）
稳定工作状态
6.4.1 均匀加宽单模激光器
且增益系数不太大时： 腔内平均光强：
为介质长度； 为单程损耗； 激光器单纵模振荡。
——激光束的有效截面面积（设横截面内光强均匀） 若除输出损耗以外的其它往返损耗率为 ， 则总平均单程损耗：
n2
Laser Radiation
Absorption
1E1
n1
n
阈值泵浦功率：
能级阈值粒子数密度
2. 短脉冲
激光器的阈值泵浦功率：
650nm激光 光斑大小
650nm激光的光斑大小会受到多种因素的影响，包括激光发射器的特性、激光功率、聚焦系统的性能以及距离目标物体的距离等。
以下是一些关于650nm激光光斑大小的信息：
1. 激光模组650NM红光5mw点模组：
•在10米处的光点大小：小于φ10mm～15mm（工业级可选择）。
2. 650nm红光激光笔：
•光斑直径：最小光斑直径≤φ1.0mm；
•在15米处的光点大小：＜Φ8mm。
需要注意的是，这些数据是特定产品的规格，并且光斑大小可能会随着距离的增加而增大，因为激光束在传播过程中会发散。
此外，如果使用了光学元件如透镜来聚焦或扩散激光束，光斑大小也会受到影响。
在实际应用中，如果需要更精确的光斑大小控制，可能需要考虑使用具有可调焦功能的激光设备或者根据具体应用场景选择合适的激光功率和光学配置。
激光安全等级分类
激光安全等级分类激光器是一种将光能转化为高能光束的装置，广泛应用于科研、医疗、工业和军事等领域。
然而，激光器产生的强光束也带来了一定的安全风险。
为了保障人们的安全，国际上制定了激光安全等级分类标准，将激光器分为不同等级，以便人们在使用激光器时能够采取相应的安全措施。
激光器的安全等级分类主要基于激光器输出功率和激光束对人眼的危害程度，国际标准将激光器分为1类、2类、3类和4类四个等级。
1. 1类激光器：无危害1类激光器是最安全的激光器等级，不会对人眼造成任何危害。
无论激光束的输出功率有多高，人们在正常使用激光器时无需采取任何防护措施。
例如，指示激光笔常常属于1类激光器。
2. 2类激光器：低危害2类激光器对人眼可能造成一定的危害，但是只有在直接注视激光光束的情况下才会产生风险。
一般情况下，人眼会自动闭上或转移视线，以避免受到激光束的伤害。
2类激光器的输出功率较低，对人眼造成的损伤通常是暂时性的。
在使用2类激光器时，人们应该避免直接注视激光光束，并且可以考虑佩戴适当的激光安全眼镜。
3. 3类激光器：中危害3类激光器对人眼造成的危害较大，可以造成永久性的眼睛损伤。
与2类激光器相比，3类激光器的输出功率更高，激光束更容易引起眼睛损伤。
在使用3类激光器时，人们必须采取严格的安全措施，如佩戴特制的激光安全眼镜或面罩，以保护眼睛免受激光束的伤害。
4. 4类激光器：高危害4类激光器是最危险的激光器等级，对人眼和皮肤都具有严重的危害。
4类激光器的输出功率非常高，激光束能够直接穿透绝大部分材料，具有极高的破坏力。
在使用4类激光器时，人们必须采取高度的安全措施，避免直接接触激光束，必要时需要佩戴全套防护装备，如激光安全眼镜、防护服等。
除了以上四个基本等级，国际标准还对激光器的额外特性进行了分类，包括激光束的可见性、脉冲宽度、紧急停止时间等。
这些特性对激光器的安全性和使用方式也有一定影响。
激光器的安全等级分类是为了保护人们的安全而制定的一项重要标准。
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例．(1)普通光源发射＝0.6000μm波长时，如受激辐射与自
(3) 必须有谐振腔
光子数密度 φ=φ0eGz 式中， φ0 是 z=0 处光子数密 度， z 为光通过工作物质的总长度。
由于各种原 因，激光工作物质不可能做得很长，若让光多次 通过激光工作物质，这即等效于加长了激光工作 物质φ=φ0eGml，式中l为工作物质的长度，m为通过 工作物质的次数。
可见，通过工作物质的次数越 多，光子数密度φ越大，这就需要一个提供反馈的 光反射装置，即由两面反射镜组成的谐振腔。
激光介质中粒子数布居反转的实现
二能级系统的不足： 由于 B12=B21 ，最终只能达到两个能级的粒子数相等而使系统趋于稳 定，不能实现两个能级之间的粒子数布居反转。
激光增益介质的两种实际工作模式： 三能级系统的特点： 粒 子 被 从 基 态 E1 抽 运 到 激 发 态 E3，然后从E3态无辐射跃迁到亚稳态 E2。
随着E1上的粒子数不断减少，E2 上 的 粒 子 数 N2 不 断 增 多 。
当 N2>N1 时，实现粒子数布居反转。
三能级结构 激励
E 3 激发态
E2 （亚稳态）
E 1 基态
四能级系统的特点： 粒子被从基态E1抽运到激发态E4，然后通过无辐射跃迁到亚稳态E3。
当E2为非稳态能级时，粒子经受激辐射从E3能级跃迁到E2能级后，会很快 通过无辐射跃迁回到基态，极易实现E3和E2之间粒子数布居反转。
E4
激发态
E 3（亚稳态）
激励
E 2 激发态 E1
基态
四能级结构
增益系数G 增益介质：处于粒子数反转态的介质.光传播时被放大. 经过介质薄层, 光强增量为
dI ( z ) = G ( z )Idz
dI ( z ) z ∫I 0 I = ∫0 G (z )dz
I
I0
I
I+dI
增 益 介 质
事实上，只有当I很小时， G(z)才为一常数G0，称为 小讯号增益。
I
o z ¾ 结论：在增益介质内，光强 I 随传播距离按指数增加.
I = I 0e
Gz
I0
dz
z
光强的增加是由于高能级粒子向低能级受激跃迁的结果，则光 强增加越多，集居数反转程度减少越多，所以集居数反转程度 随z的增加而减少。
于是增益系数G 也随 z 的增加而减少。
使增 益系数随光强的增大而下降，这种现象称为增益饱和。
同时，光在增益介质中传输时，总存在各种损耗，规定α 为光 通过单位长度介质后光强衰减的百分数。
可表示为
dI 1 α =− dz I ( z )
同时考虑介质的增益和损耗，则有
dI ( z ) = [G ( z ) − α ]I ( z )dz
则一弱光I0进入无限长放大器，其光强I(z)按小信号放大规律为
I ( z ) = I 0 exp[(G0 − α )z ]
G Gn
I(z) Im
α
0 z 0 z
设激光器的增益系数为 G，谐振腔腔长为L，两个反射镜的强度反射 率分别为r1、r2 ，光束的初始强度（z=0处）为I0 。
I0 增益介质 r1r2I0 e2 (G-α)L I0 e (G-α)L
I ( z ) = I 0 e (G0 −α ) z
≥ I0
r1I0 e(G-α) Lr (r ,r 反射率) 1 1 2 (阈值条件)
r2
r1I0 e2 (G-α)L
r1r2 e 2 (G −α )L ≥ 1
产生激光的阈值条件（谐振腔必须达到的最小增益）：
1 G (ν ) ≥ α − ln (r1r2 ) 2L
要形成激光, 必须满足粒子数反转和阈值条件.
(1) 激光工作物质 (2) 谐振腔 (3) 外界激励源
固体激光器示意图
激光器的组成 通常激光器的构成是： 工作物质、谐振腔和激励系 统三部分构成。
在激光腔内 加入激光工作物质，并用激 励系统泵浦使其处于激活状 态（粒子数反转分布状 态），当光在谐振腔内往返 传播时，非轴向光将很快损 耗掉，而沿轴向传播的光将 不断地放大，很快形成极强 的激光振荡而输出。
固体激光器示意图
激光的物理基础
一、光的电磁波理论 二、相干性的光子描述 三、物质辐射 四、激光器的构成思想 五、激光器的组成 六、激光特性和激光器的分类
。