激光技术课件ppt
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激光原理及应用PPT课件
激光治疗
通过激光照射病变组织，达到治 疗目的，如激光治疗近视、祛斑
等。
激光手术
利用激光进行微创手术，具有出 血少、恢复快、精度高等优点， 如激光心脏手术、激光眼科手术
等。
激光诊断
利用激光光谱技术对人体组织进 行检测和分析，为疾病诊断提供
依据。
军事国防领域应用
激光雷达
利用激光雷达进行目标探测、识别和跟踪，具有高分辨率、抗干 扰能力强等特点。
微型化与集成化
发展微型激光器，实现与其他光电器件的集成，推动光电子集成技 术的发展。
新型激光技术
研究新型激光技术，如光纤激光器、化学激光器等，拓展激光器的 应用领域。
高功率、高效率、高稳定性挑战
高功率激光器
提高激光器的输出功率，满足高能激光武器、激光聚变等领域的 需求。
高效率激光器
优化激光器的能量转换效率，降低能耗，提高激光器的实用性。
02
03
工作原理
通过激励固体增益介质 （如晶体、玻璃等）中的 粒子，实现粒子数反转并 产生激光。
特点
结构紧凑、效率高、光束 质量好。
应用领域
工业加工、医疗、科研等。
气体激光器
工作原理
利用气体放电激励气体分子或原子， 使其产生能级跃迁并辐射出激光。
特点
应用领域
激光切割、焊接、打孔等工业应用。
输出功率大、光束质量好、效率高。
激光原理及应用PPT课 件
contents
目录
• 激光原理基本概念 • 激光技术发展历程及现状 • 激光器类型及其特点分析 • 激光在各领域应用案例分析 • 激光安全问题及防护措施探讨 • 未来发展趋势预测与挑战分析
激光原理基本概念
激光原理与技术完整ppt课件
够存在于腔内的驻波(以某一波矢k为标志)称为电磁被的模式或光波模。一种模式是电
磁波运动的一种类型，不同模式以不同的k区分。同时，考虑到电磁波的两种独立的偏振，
同一波矢k对应着两个具有不同偏振方向的模。
精选ppt
9
下面求解空腔v内的模式数目。设空腔为V=ΔxΔyΔz的立方体，则沿三个
坐标轴方向传播的波分别应满足的驻波条件为
第八章 激光器特性的控制和改善
8.1 模式选择 8.2 频率稳定 8.3 Q调制 8.4 注入锁定 8.5 锁模
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5
第九章 激光器件
9.1 固体激光器 9.2 气体激光器 9.3 半导体激光器 9.4 染料激光器
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6
第一章 激光的基本原理
本章概激光器基本原理。讨论的重点是光的相干性和光波模式的联系、光的受激辐
（1.1.4）
式中E0为光波电场的振幅矢量，ν为单色平面波的频率，r为空间位置坐标矢量，k为波
矢。而麦克斯韦方程的通解可表为一系列单色平面波的线性叠加。
在自由空间，具有任意波矢k的单色平面波都可以存在。但在一个有边界条件限制的
空间V(例如谐振腔)内，只能存在一系列独立的具有特定波矢k的平面单色驻波。这种能
第六章 激光器的放大特性
6.1 激光放大器的分类 6.2 均匀激励连续激光放大器的增益特性 6.3 纵向光均匀激励连续激光放大器
的增益特性 6.4 脉冲激光放大器的增益特性 6.5 放大的自发辐射（ASE） 6.6 光放大的噪声
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4
第七章 激光振荡的半经典理论
7.1 激光振荡的自洽方程组 7.2 原子系统的电偶级距 7.3 密度距阵
二、光波模式和光子状态相格 从上面的叙述已经可以看出，按照量子电动力学概念，光波的模式和光子的状态是等
激光原理及应用ppt课件
• 声光调Q是一种广泛使用的 Q开关方式，其有重复频率高、性能可靠的优点。
激光调制前
激光调制后
4.机械运动系统
• 基片送入后，高精度伺服电机在微机的控制下转动振镜的角度；
• 激光束通过扫描镜的反射，由f-θ场镜聚焦到基片的边缘位置上；
• 在微机上通过专用的控制软件输入总的清边面积、激光束的行走速度 和需要重复的次数；
E2
E2
E1
E1
自发辐射跃迁
自发辐射光子
c. 受激辐射（激光）: 当频率为=ν（E2-E1）/h的光子入射时，会引发粒子以一定的概率，迅 速地从能级E2跃迁到能级E1，同时辐射一个与外来光子频率、相位、偏振态以及传播方向都 相同的光子。
E2
E2
入射光子
E1
E1
受激辐射光子 入射光子
受激辐射跃迁 3-2 粒子数反转
(Top flat)
高斯
多元高斯
• 减少脉冲时间，高的峰值能量，更多的能量密度
Less pulse time, high peak power more energy density
能量密度=功率/频率/光斑面积
pulse
1.1uW/um=220W/20KHz/900um2
Hz
4.重叠率计算——Overlap
全反光镜
反光镜： （越75%
）
Shutter
激光器外形 接光纤
Q-Switch
晶体腔
功率计
激光器内部分解图（P4）
Q-Switch 半反镜
晶体腔 光纤耦合器
镜头聚焦原理——凸透镜
激光刻划原理——以P1为例
光斑
1.Beam Shaping （激光束形状）
• 一般的激光都为高斯分布的波形，即高斯光束，为实现特殊的制程需求，需要转变 成为扁平式波形的平顶光束，即Top Hat，通过透镜组改变光束质量和形状产生。
激光调制前
激光调制后
4.机械运动系统
• 基片送入后，高精度伺服电机在微机的控制下转动振镜的角度；
• 激光束通过扫描镜的反射，由f-θ场镜聚焦到基片的边缘位置上；
• 在微机上通过专用的控制软件输入总的清边面积、激光束的行走速度 和需要重复的次数；
E2
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E1
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自发辐射跃迁
自发辐射光子
c. 受激辐射（激光）: 当频率为=ν（E2-E1）/h的光子入射时，会引发粒子以一定的概率，迅 速地从能级E2跃迁到能级E1，同时辐射一个与外来光子频率、相位、偏振态以及传播方向都 相同的光子。
E2
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入射光子
E1
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受激辐射光子 入射光子
受激辐射跃迁 3-2 粒子数反转
(Top flat)
高斯
多元高斯
• 减少脉冲时间，高的峰值能量，更多的能量密度
Less pulse time, high peak power more energy density
能量密度=功率/频率/光斑面积
pulse
1.1uW/um=220W/20KHz/900um2
Hz
4.重叠率计算——Overlap
全反光镜
反光镜： （越75%
）
Shutter
激光器外形 接光纤
Q-Switch
晶体腔
功率计
激光器内部分解图（P4）
Q-Switch 半反镜
晶体腔 光纤耦合器
镜头聚焦原理——凸透镜
激光刻划原理——以P1为例
光斑
1.Beam Shaping （激光束形状）
• 一般的激光都为高斯分布的波形，即高斯光束，为实现特殊的制程需求，需要转变 成为扁平式波形的平顶光束，即Top Hat，通过透镜组改变光束质量和形状产生。
激光ppt课件
利用激光的特定波长和能量对物质进行光谱分析，研究物质的组成和 结构。
激光雷达
利用激光的反射和散射特性对大气进行探测和研究，用于气象预报、 气候变化等领域。
激光冷却和囚禁原子技术
利用激光的相干性和偏振特性实现对原子的精确控制和囚禁，用于研 究量子力学和量子计算等领域。
激光操控和微纳加工技术
利用激光的强光束和高能量密度对微小颗粒和纳米材料进行精确操控 和加工，用于制造微型机械、传感器、集成电路等领域。
信、卫星还原度等特点，未来将逐渐取代传 统的显示技术，成为主流的显示方 式之一。
医疗领域
激光技术在医疗领域的应用将更加 广泛和深入，如激光手术、激光治 疗等，为医疗领域的发展提供更加 先进和安全的技术手段。
04
CATALOGUE
激光的安全与防护
激光的危害
激光辐射对眼睛的危害
01
高强度激光辐射直接照射眼睛，可能导致视网膜损伤、黄斑病
变等严重眼病。
激光辐射对皮肤的危害
02
激光辐射长时间照射皮肤，可能导致皮肤灼伤、色素沉着、皮
肤老化等问题。
激光辐射对其他生物体的危害
03
激光辐射可能对其他生物体产生影响，如影响植物的光合作用
、影响动物的视觉和行为等。
激光的安全标准
激光焊接
通过激光束的高能量密度实现 材料的快速、高效焊接，提高 焊接质量和效率。
激光打标
利用激光的高能量密度在各种 材料表面进行永久性标记，广 泛应用于产品追溯、防伪鉴别 等领域。
激光清洗
利用激光的强光束和高温去除 各种材料表面的污垢和杂质， 具有环保、高效、无损等优点
。
医疗美容
01
02
03
04
激光雷达
利用激光的反射和散射特性对大气进行探测和研究，用于气象预报、 气候变化等领域。
激光冷却和囚禁原子技术
利用激光的相干性和偏振特性实现对原子的精确控制和囚禁，用于研 究量子力学和量子计算等领域。
激光操控和微纳加工技术
利用激光的强光束和高能量密度对微小颗粒和纳米材料进行精确操控 和加工，用于制造微型机械、传感器、集成电路等领域。
信、卫星还原度等特点，未来将逐渐取代传 统的显示技术，成为主流的显示方 式之一。
医疗领域
激光技术在医疗领域的应用将更加 广泛和深入，如激光手术、激光治 疗等，为医疗领域的发展提供更加 先进和安全的技术手段。
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激光的安全与防护
激光的危害
激光辐射对眼睛的危害
01
高强度激光辐射直接照射眼睛，可能导致视网膜损伤、黄斑病
变等严重眼病。
激光辐射对皮肤的危害
02
激光辐射长时间照射皮肤，可能导致皮肤灼伤、色素沉着、皮
肤老化等问题。
激光辐射对其他生物体的危害
03
激光辐射可能对其他生物体产生影响，如影响植物的光合作用
、影响动物的视觉和行为等。
激光的安全标准
激光焊接
通过激光束的高能量密度实现 材料的快速、高效焊接，提高 焊接质量和效率。
激光打标
利用激光的高能量密度在各种 材料表面进行永久性标记，广 泛应用于产品追溯、防伪鉴别 等领域。
激光清洗
利用激光的强光束和高温去除 各种材料表面的污垢和杂质， 具有环保、高效、无损等优点
。
医疗美容
01
02
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04
激光PPT精品课件
一、维维止一 止
努尔哈赤即位
2、大兴文字狱：
1）、康熙、雍正、乾隆三朝最残酷
2）、文字狱的严重后果：
（1）、造成了社会恐怖，摧残了人才。 （2）、许多知识分子不敢过问政治，从而 禁锢了思想，严重阻碍了中国社会的发展和 进步。
沈阳故宫大政殿
二、君主集权的强化
1、军机处的设立
皇帝
内阁和六部
议政王大臣会议
3、激光的特性及应用
1.相干性应用：光纤通讯、激光全息技术
2.平行度好：测距、测速（激光雷达测 速）信息存储和阅读（DVD、CD唱机、计 算机光盘
3.亮度高：工业切割、焊接；医学“光 刀”、焊接。利用强激光产生的高压引 发核聚变。
4、全息照相
参考光
物光 物
照相底 片
反射光
同一激光束被分成两束，参考光直接照 到底片上，物光也到达底片。两者干涉， 在底片上形成复杂的干涉条纹，各点的 明暗程度反映了叠加的加强和减弱的情 形。
全息照片的观看：
用激光照射全息照片，在照片的另一侧 观看原物体的立体的像。
照明光
全
息 照
人眼
片
第17课 君主集权的强化
满族服饰
请问：皇太极 的主要历史活 动是什么？
皇太极
1、改女真族名为满洲 2、 1636年，改国号为清
史料阅读
1、军机大臣“只供传述缮撰，而不能 稍有赞画于其间。”
（1）上文是什么意思？军机大臣有实权吗？ （2）军机处是谁设立的？有什么意义？
军机处值房
二、君主集权的强化
1、军机处的设立
A、目的：加强君主专制
B、雍正帝时设立 乾隆帝时，彻底取代议政王大臣会议。
C、军机处的设立，标志着我国封建君主 集权的进一步强化
努尔哈赤即位
2、大兴文字狱：
1）、康熙、雍正、乾隆三朝最残酷
2）、文字狱的严重后果：
（1）、造成了社会恐怖，摧残了人才。 （2）、许多知识分子不敢过问政治，从而 禁锢了思想，严重阻碍了中国社会的发展和 进步。
沈阳故宫大政殿
二、君主集权的强化
1、军机处的设立
皇帝
内阁和六部
议政王大臣会议
3、激光的特性及应用
1.相干性应用：光纤通讯、激光全息技术
2.平行度好：测距、测速（激光雷达测 速）信息存储和阅读（DVD、CD唱机、计 算机光盘
3.亮度高：工业切割、焊接；医学“光 刀”、焊接。利用强激光产生的高压引 发核聚变。
4、全息照相
参考光
物光 物
照相底 片
反射光
同一激光束被分成两束，参考光直接照 到底片上，物光也到达底片。两者干涉， 在底片上形成复杂的干涉条纹，各点的 明暗程度反映了叠加的加强和减弱的情 形。
全息照片的观看：
用激光照射全息照片，在照片的另一侧 观看原物体的立体的像。
照明光
全
息 照
人眼
片
第17课 君主集权的强化
满族服饰
请问：皇太极 的主要历史活 动是什么？
皇太极
1、改女真族名为满洲 2、 1636年，改国号为清
史料阅读
1、军机大臣“只供传述缮撰，而不能 稍有赞画于其间。”
（1）上文是什么意思？军机大臣有实权吗？ （2）军机处是谁设立的？有什么意义？
军机处值房
二、君主集权的强化
1、军机处的设立
A、目的：加强君主专制
B、雍正帝时设立 乾隆帝时，彻底取代议政王大臣会议。
C、军机处的设立，标志着我国封建君主 集权的进一步强化
激光技术和应用-PPT课件
1 激光发展史
心脏动脉血管支架 1064nm激光 医疗设备（去斑等）
1 激光发展史
激光之母。受控核聚变很久以来都是人们认为最理想的清洁能源发电方式。1962年，劳伦斯 利弗莫尔国家实验室的物理学家约翰·纳科尔斯（John Nuckolls）在加利福尼亚州利弗莫尔， 提出用激光脉冲加热和压缩的重氢同位素块实现受控核聚变。从那以来，利弗莫尔实验室 一直追寻着这个理念，他们使用的激光器也越来越大，终于在美国国家点火实验设施中达 到巅峰。 这是一个复杂的系统，可以同时发出192束激光，去年，在十亿分之几秒的时间内， 产生了能量达到100万焦耳的激光脉冲，使之成为有史以来能量最强的激光器。 （美国国家点火实验设施 (NIF)是美国出于研究核聚变反应设想而建造的试验装置。）
美国（包括北美）占55% ，欧州占22%，日本及太平洋地区占23%。 在世界激光市场上日本在光电子技术方面占首位，美国占第二位； 在激光医疗及激光检测方面则美国占首位；而在激光材料加工设备 方面则是 德国占首位。因此我们选择美国、日本、 德国三个国家， 介绍他们激光产业发展情况，也就反映了世界激光市场的基本情况 及其发展趋势。
1 激光发展史
国产激光焊接机
1 激光发展史
激光数控切割机
1 激光发展史
进口高精度激光雕刻机
1 激光发展史
激光外科手术。激光在医学上的首次成功应用是进行眼内手术，但是不需要切开眼球。早在 1962年，一台红宝石激光器将病人脱落的视网膜与眼球重新连接，使他恢复了视力。更大的 成功在1968年到来，外科医生弗朗西斯·莱斯佩朗斯和贝尔实验室的工程师使用氩离子激光 器破坏异常的血管，以避免这些血管在视网膜中扩散，致使糖尿病人失明。这种治疗方法已 经挽救了数百万人的视力。如今，激光也被用来切割角膜，以矫正视力，或者使胎记和刺青 褪色。
激光ppt课件
优点：可以对高熔点、高硬度的 脆性材料加工；热变形、热影响区小； 可避免杂质污染；可加工复杂图形， 等等。
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12
二、激光的应用
2、科技上：激光全息照相
全息照片的拍摄利用了光的干涉 原理，它是利用参考光和物光发生干 涉形成的。
激光的相干性好，无需镜头或其 他成像装置，而将与物体反射光波的 振幅和相位有关的信息转换成强度的 变化，作用在感光材料上，记录下物 体三维图像的信息。
同一束激光中，光子的频率是相同的，振动情况 也完全相同。激光是最好的相干光源。
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9
一、激光的特点
5、覆盖波段宽，且可调谐
用不同类型的激光器已经获得了从X射线到远红 外线波段的激光，人们利用各种物理效应，发明了不 同类型的可调谐激光器，像无线电波那样进行调制， 用来传递信息。
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10
二、激光的应用
激光具备上述优点，在军事、工业、农业、 科技、医学、环保、公安以及社会生活各个方 面都有广泛的应用。
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11
二、激光的应用
1、工业上：激光加工
激光的能量高度集中，聚焦后可 以达到很高的能量官长，从而达到很 高的温度，因此常用于对材料或工件 进行打孔、焊接、切割、划片、热处 理、雕刻等。
DVD单面单层15GB、双层30GB；BD单面单层25GB、双面50GB。 。
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19
二、激光的应用
8、军事上：激光武器
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20
“魟鱼”激光致盲武器
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21
魟鱼（Stingray）系统
激光对抗装置
美国洛克希德.桑德斯公司
开发的AN/PLQ--5激光对抗
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二、激光的应用
2、科技上：激光全息照相
全息照片的拍摄利用了光的干涉 原理，它是利用参考光和物光发生干 涉形成的。
激光的相干性好，无需镜头或其 他成像装置，而将与物体反射光波的 振幅和相位有关的信息转换成强度的 变化，作用在感光材料上，记录下物 体三维图像的信息。
同一束激光中，光子的频率是相同的，振动情况 也完全相同。激光是最好的相干光源。
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一、激光的特点
5、覆盖波段宽，且可调谐
用不同类型的激光器已经获得了从X射线到远红 外线波段的激光，人们利用各种物理效应，发明了不 同类型的可调谐激光器，像无线电波那样进行调制， 用来传递信息。
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二、激光的应用
激光具备上述优点，在军事、工业、农业、 科技、医学、环保、公安以及社会生活各个方 面都有广泛的应用。
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二、激光的应用
1、工业上：激光加工
激光的能量高度集中，聚焦后可 以达到很高的能量官长，从而达到很 高的温度，因此常用于对材料或工件 进行打孔、焊接、切割、划片、热处 理、雕刻等。
DVD单面单层15GB、双层30GB；BD单面单层25GB、双面50GB。 。
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二、激光的应用
8、军事上：激光武器
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20
“魟鱼”激光致盲武器
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21
魟鱼（Stingray）系统
激光对抗装置
美国洛克希德.桑德斯公司
开发的AN/PLQ--5激光对抗
《激光基础知识》课件
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汇报人：PPT
原理：通过发射激 光束并接收反射信 号，测量距离和速 度
应用：自动驾驶、 机器人、测绘等 领域
优势：精度高、 速度快、抗干扰 能力强
发展趋势：小型 化、低成本、高 可靠性
激光手术：用于眼科、皮肤科、 牙科等手术
激光治疗：用于癌症、心血管 疾病等疾病的治疗
激光诊断：用于医学影像、病 理诊断等领域
激光美容：用于皮肤美容、整 形等领域
激光的产生：通过受激辐射产生光子，形成激光 激光的特性：单色性、相干性、方向性和亮度高 激光的应用：通信、医疗、工业、军事等领域 激光的安全：激光操作需要遵守安全规定，防止眼睛和皮肤受到伤害
方向性好：激光束在传播过程中几乎不发散，具有很高的方向性。 亮度高：激光的亮度比普通光源高出数亿倍，甚至更高。 单色性好：激光的波长非常单一，具有很高的单色性。 相干性好：激光的相干性非常好，可以产生干涉、衍射等光学现象。
工业领域：激光切割、激光 焊接、激光打标等
医疗领域：激光手术、激光 美容等
科研领域：激光测距、激光 雷达、激光通信等
娱乐领域：激光投影、激光 表演等
激光的产生与控制
激光的产生原理： 受激辐射
激光的产生过程： 原子或分子吸收 能量后，从低能 级跃迁到高能级， 再跃迁回低能级， 释放出光子
激光的波长：取 决于产生激光的 原子或分子的能 级差
激光对生物体的影响主要体现在热效应、光化学 效应和生物效应三个方面。
热效应：激光照射生物体时，生物体吸收激光能 量，产生热效应，导致生物体组织温度升高，甚 至烧伤。
光化学效应：激光照射生物体时，生物体 吸收激光能量，产生光化学效应，导致生 物体组织发生化学反应，甚至破坏生物体 组织。
激光原理与技术PPT课件
激光手术
阐述激光手术在眼科、神 经外科等领域的应用及优 势，如精度高、创伤小等 。
05
CATALOGUE
激光测量与检测技术
激光干涉测量技术
1 2
干涉测量原理
利用激光的相干性，通过干涉条纹的变化来测量 长度、角度等物理量。
干涉测量系统组成
包括激光器、分束器、反射镜、探测器等部分。
3
干涉测量技术应用
时间特性
激光束的时间特性包括脉冲宽度、重复频率和稳定性等。其中，脉冲宽度决定 了激光的峰值功率和能量，重复频率则影响了激光的平均功率。稳定性则是确 保激光束在长时间内保持一致性的关键因素。
激光束的调制与偏转技术
调制技术
通过对激光束进行幅度、频率或相位等调制，可以实现信息 的加载和传输。常见的调制方式包括振幅调制、频率调制和 相位调制等。这些调制技术使得激光束能够携带更多的信息 ，并在通信、传感等领域得到广泛应用。
对皮肤的危害
长时间或高强度激光照射皮肤， 可能导致皮肤烧伤、色素沉着、 皮肤癌等严重后果。
激光安全标准与防护措施
激光安全标准
国际电工委员会（IEC）和美国激光产品安全标准（ANSI）等制定了激光产品的 安全标准，包括激光等级分类、安全警示标识、使用说明等。
防护措施
使用激光产品时，应佩戴合适的防护眼镜或面罩，避免直接照射眼睛或皮肤；同 时，应在激光工作区域内设置明显的安全警示标识，提醒他人注意安全。
偏转技术
激光束的偏转技术主要是通过改变激光束的传播方向来实现 。常见的偏转方式包括机械偏转、电光偏转和声光偏转等。 这些偏转技术使得激光束能够灵活地指向目标，并在激光雷 达、光学扫描等领域发挥重要作用。
激光束的聚焦与整形技术
激光技术ppt课件
超快激光技术面临的挑战主要包括如何提高激光器的重复 频率和稳定性，如何降低制造成本和提高生产效率，以及 如何解决超快激光对材料和环境的影响等问题。
光子晶体与光子集成电路
光子晶体是指具有光子带隙的人工微结构材料，能够控制光子在特定频率范围内 的传播。光子集成电路则是指将光子器件集成在一块芯片上，实现光子器件之间 的相互作用和光子信号的处理。
光动力治疗
利用特定波长的激光激活 光敏剂，产生光化学反应 ，杀伤病变细胞，常用于 治疗肿瘤等疾病。
激光美容
利用激光的能量对皮肤进 行美白、祛斑、除皱等治 疗，具有无创、无痛、无 副作用等优点。
激光雷达
激光雷达测距
利用激光对目标进行测距，具有精度 高、响应速度快等优点，常用于地形 测绘、无人驾驶等领域。
光器。
激光器的性能参数
输出功率
表示激光器的输出能量，单位 为瓦特。
光束质量
表示激光束的发散角、光束直 径和光束质量因子等参数。
波长与光谱宽度
表示激光的频率范围和光谱宽 度。
稳定性与可靠性
表示激光器的稳定性和可靠性 ，包括温度稳定性、寿命和故
障率等参数。
03 激光技术的基本特性
激光的相干性
相干性定义
相干性描述了光波之间的相互影响和关联程度。在激光中，相干性 是指光波在时间和空间上的有序性和规则性。
相干性的重要性
相干性决定了激光的干涉和衍射现象，是实现激光高精度、高效率 加工的关键因素。
相干性的应用
利用激光的相干性，可以实现干涉测量、光学通信、全息成像等技 术。
激光的偏振性
偏振性的定义
偏振性是指光波的电矢量或磁矢 量在传播方向上的振动特性。在 激光中，偏振态是指光波电矢量
光子晶体与光子集成电路
光子晶体是指具有光子带隙的人工微结构材料，能够控制光子在特定频率范围内 的传播。光子集成电路则是指将光子器件集成在一块芯片上，实现光子器件之间 的相互作用和光子信号的处理。
光动力治疗
利用特定波长的激光激活 光敏剂，产生光化学反应 ，杀伤病变细胞，常用于 治疗肿瘤等疾病。
激光美容
利用激光的能量对皮肤进 行美白、祛斑、除皱等治 疗，具有无创、无痛、无 副作用等优点。
激光雷达
激光雷达测距
利用激光对目标进行测距，具有精度 高、响应速度快等优点，常用于地形 测绘、无人驾驶等领域。
光器。
激光器的性能参数
输出功率
表示激光器的输出能量，单位 为瓦特。
光束质量
表示激光束的发散角、光束直 径和光束质量因子等参数。
波长与光谱宽度
表示激光的频率范围和光谱宽 度。
稳定性与可靠性
表示激光器的稳定性和可靠性 ，包括温度稳定性、寿命和故
障率等参数。
03 激光技术的基本特性
激光的相干性
相干性定义
相干性描述了光波之间的相互影响和关联程度。在激光中，相干性 是指光波在时间和空间上的有序性和规则性。
相干性的重要性
相干性决定了激光的干涉和衍射现象，是实现激光高精度、高效率 加工的关键因素。
相干性的应用
利用激光的相干性，可以实现干涉测量、光学通信、全息成像等技 术。
激光的偏振性
偏振性的定义
偏振性是指光波的电矢量或磁矢 量在传播方向上的振动特性。在 激光中，偏振态是指光波电矢量
激光原理与技术ppt课件2024新版
激光束的传输与变换
激光束的传输特性
探讨激光束在自由空间和光学系统中 的传输特性，包括光束的发散、聚焦 和像差等。
激光束的质量控制
阐述激光束质量评价的标准和方法， 以及提高激光束质量的措施和技术。
激光束的变换方法
介绍常见的激光束变换方法，如透镜 变换、反射镜变换和光纤传输等，并 分析它们的应用场景和优缺点。
激光原理与技术 ppt课件
目录
• 激光原理概述 • 激光技术基础 • 固体激光器 • 气体激光器 • 液体激光器与光纤激光器 • 激光技术的应用与发展趋势
01
激光原理概述
激光的产生与发展
01
1917年，爱因斯坦提出 “受激辐射”理论
02
03
1954年，美国物理学家 汤斯和肖洛提出激光原 理
1960年，梅曼制成世界 上第一台红宝石激光器
03
固体激光器
固体激光器的结构与工作原理
固体激光器的组成
工作物质、泵浦源、光学谐振腔
工作原理
通过泵浦源提供能量，使工作物 质中的粒子实现粒子数反转，然 后在光学谐振腔的作用下产生激
光振荡，输出激光。
光学谐振腔的作用
提供正反馈，使受激辐射光不断 放大，同时控制激光输出的方向
和质量。
固体激光器的性能特点
液体激光器与光纤激光器的性能特点及应用
液体激光器
主要应用于可调谐激光光谱学、生物 医学成像等领域。
光纤激光器
广泛应用于工业加工、通信、医疗等 领域，如激光切割、焊接、打标等。
06
激光技术的应用与发 展趋势
激光加工技术的应用与发展
激光切割
高精度、高效率的切割方法，广泛应用于金 属、非金属材料的加工。
激光加工技术PPT课件
•38
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用激光照射一次，加工的深度大约是孔径的5倍， 但锥度较大。 如果用激光多次照射，其深度可以增加，锥度可 以较小，而孔径几乎不变。但是，孔的深度并不 是与照射次数成正比，而是加工到一定深度后， 由于孔内壁的反射、透射以及激光的散射，使孔 的前段能量密度不断减小，以致不能继续打下去。
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主要内容
激光的产生及特性 激光加工的原理和特点
激光加工的基本设备 激光加工工艺及应用 发展趋势及展望 •1
激光加工技术
自然界存在着自发辐射和受激辐射两种不同的发光 方式，前者发出的光是随处可见的普通光，后者发出的 光便是激光。 激光如果通过透镜将其聚焦成直径为几十微米到几微 米的极小光斑，使能获得极高的能量密(108——1010W ／cm2)。当激光照射在工件表面时，光能被工件吸收并 迅速转化为热能，光斑区的温度可达10000℃以上，使 材料熔化甚至气化，这就是激光加工 。
激光可以切割金属，也可以切割非金属。 在激光切割过程中，由于激光对被切割材料不产 生机械冲击和压力，再加上激光切割切缝小，便 于自动控制，故在实际中常用来加工玻璃、陶瓷 、各种精密细小的零部件激光切割过程中，影响 激光切割参数的主要因素有激光功率、吹气压力 、材料厚度等。
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• 激光切割特性
• 1）能切割任何难加工的高熔点材料、耐高温和硬 脆材料
（4）非接触加工，工件不受机械切削力，无弹性变 形。
（5）激光束容易实现空间控制时间控制，可进行微 细的精密图形加工。
•16
• （6）不存在工具磨损问题。 • （7）在大气中无能量损失，设备简单，不需
要真空室。 • （8）可通过空气、惰性气体或者光学透明解
质，可对隔离室或真空室内工件进行加工 • （9）加工时不产生振动和机械噪声。 • (10)属于热加工，影响因素多。 • (11)产生金属气体，火星等飞溅物，操作人员
激光PPT课件
2）光盘
基于定向激光束 扫描记录和扫描检测 的原理，可将1小时 甚至几小时的视频内 容记录到盘上，然后 借助激光检测设备， 将光盘内容显示出来。
知识小结：
一、激光的产生—— 受激辐射 二、激光的特性 1、高相干性 —— 频率单一、相位恒定 2、高单向性 —— 平行度好 3、高亮度 —— 能量在很小空间，很短时间内集中
4、激光全息照相技术主要是利用激光的哪 种特性（ C ） A、亮度高
B、方向性好
C、相干性好
D、抗电磁干扰能力强
1、概念： 原子受激辐射后产生的光
2、产生机理：
某些物质的原子中的粒子受光或电刺 激，使低能级的原子变成高能级原子， 在向低能态跃迁时辐射出相位、频率、 方向等完全相同的光，这种光叫作激光。
激光的发展史
• 1958年，贝尔实验室的汤斯和肖洛发表了 关于激光器的经典论文，奠定了激光发展 的基础。
• 1960年，美国加利福尼亚州休斯航空公 司实验室的研究员梅曼发明了世界上第一 台红宝石激光器。
2、医疗领域
1）医疗诊断
激光治疗包括：辐照、 烧灼、汽化、光刀切割 以及光针针灸等。
激光眼科手术
3、军事领域
1）激光制导武器
反导激光武器激光制导2）激武器美国洛克希德·桑德
斯公司开发的AN/PLQ--5 激光对抗装置。也是一 种致盲兼软杀伤武器
3）激光测距与激光雷达
4、生活领域
1）激光条码机
全息照相拍摄原理：
参考光
照相
底片
物光
反射光
物
同一激光束被分成两束，参考光直接照到 底片上，物光也到达底片。参考光和物光在底 片上各处相遇时将发生干涉，底片上记录两束 光叠加后明暗相间的干涉图像。
基于定向激光束 扫描记录和扫描检测 的原理，可将1小时 甚至几小时的视频内 容记录到盘上，然后 借助激光检测设备， 将光盘内容显示出来。
知识小结：
一、激光的产生—— 受激辐射 二、激光的特性 1、高相干性 —— 频率单一、相位恒定 2、高单向性 —— 平行度好 3、高亮度 —— 能量在很小空间，很短时间内集中
4、激光全息照相技术主要是利用激光的哪 种特性（ C ） A、亮度高
B、方向性好
C、相干性好
D、抗电磁干扰能力强
1、概念： 原子受激辐射后产生的光
2、产生机理：
某些物质的原子中的粒子受光或电刺 激，使低能级的原子变成高能级原子， 在向低能态跃迁时辐射出相位、频率、 方向等完全相同的光，这种光叫作激光。
激光的发展史
• 1958年，贝尔实验室的汤斯和肖洛发表了 关于激光器的经典论文，奠定了激光发展 的基础。
• 1960年，美国加利福尼亚州休斯航空公 司实验室的研究员梅曼发明了世界上第一 台红宝石激光器。
2、医疗领域
1）医疗诊断
激光治疗包括：辐照、 烧灼、汽化、光刀切割 以及光针针灸等。
激光眼科手术
3、军事领域
1）激光制导武器
反导激光武器激光制导2）激武器美国洛克希德·桑德
斯公司开发的AN/PLQ--5 激光对抗装置。也是一 种致盲兼软杀伤武器
3）激光测距与激光雷达
4、生活领域
1）激光条码机
全息照相拍摄原理：
参考光
照相
底片
物光
反射光
物
同一激光束被分成两束，参考光直接照到 底片上，物光也到达底片。参考光和物光在底 片上各处相遇时将发生干涉，底片上记录两束 光叠加后明暗相间的干涉图像。
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激光器图
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（二）激光器的种类
• • • 按运转（工作）方式分，有连续波、单 脉冲、重复脉冲和波长可调激光器等； 按激励方式分，有光激励、电激励、热 激励、化学激励和核激励激光器等； 按工作物质的不同，分为固体、气体、 半导体、染料、化学和自由电子激光器 等。
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二、激光的产生
受 激 吸 收
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4
自 发 辐 射
处于激 发态上的 原子很不 稳定，回 到基态后 即会放出 原子，称 为自发辐 射。
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5
受 激 辐 射
两个 光子在频 率、相位、 传播方向 上完全一 致。
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7
三、激光的特性
激光具有亮度高、单色性好、方 向性好、相干性好的特点。
ห้องสมุดไป่ตู้
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激光致盲武器
“军刀”(Saber)203的 激光照明系统，主要用于 照明、致盲和瞄准目标。 该装置采用镍镉电池供 电，工作波长为670纳米， 功率400毫瓦，有效照明距 离300米，重1.5磅，每枚 电池可连续运行30分钟， 100米处的光斑尺寸可在 1～10米之间变化。
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激光器的种类
１、固体激光器。用固体材料作为激 光器的工作物质。这类激光器的特 点是小而坚固，功率较高。 ２、气体激光器。用气体作为激光器 的工作物质。其特点是能以脉冲和 连续两种方式工作。
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激光器的种类
３、半导体激光器。用半导体作为激 光器的工作物质。其最大的特点是 体积小、种类多、效率高、使用方 便。 ４、染料激光器。工作物质是有机染 料。其特点是工作波长连续可调(波 长分布在0.32～1.3微米)，主要用于 科研领域。
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在军事上其他方面的应用
激光技术在军事的应用除上述几 个方面外，还包括：激光侦察、激 光核聚变、激光计算机、激光陀螺 等。
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方向性好
发散角小： 传播相同距离时，光斑直径小
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亮 度 高
•光源发光的强弱 •1毫瓦氢氖激光器：太阳亮度 44 ： 1 •高亮度激光束经聚焦后，可产生 几百万个单位的高温高压。千分 之一秒内使任何金属汽化。
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四、激光器
（一）激光器的结构 激光器是产生激光的装置。它主 要由工作物质、激励源和谐振腔三 部分组成。
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中国研制的激光测距仪
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二、激光雷达
利用激光束搜索、跟踪和测量活 动目标的装置叫激光雷达。 激光雷达的工作原理和微波雷达 相似，都是利用电磁波照射目标并 接收回波的方法，发现、识别和指 示目标的，只是工作波段不同。
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激光制导的种类
激光制导的种类主要有：半主动 回波式制导、全主动回波式制导和 波束式制导。目前应用较为普遍的 是半主动回波式制导。
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战略反导激光武器
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四、激光通信
激光通信是把光作为传递信息的 载体，通过把信息（音频信号）调 制到光波上，经介质（大气、光缆 等）的传输，将信息传至对方，再 经接收终端解调，还原成声音而实 现通信的。
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激光器的种类
５、化学激光器。通过化学反应提供 能量，形成受激辐射的激光器。其 特点是：频率高，光子能量大，穿 透力强，破坏效能高。 ６、自由电子激光器。工作物质是电 子束。其特点是输出功率高，因此 而成为战略激光武器的首选器件。
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第二节 在军事上的应用
一、激光测距 二、激光雷达 三、激光制导 四、激光通信 五、激光武器
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一、激光测距
激光测距的原理是：通过向目 标发射激光信号，根据激光信号往 返于测点与目标之间所用的时间而 求出距离的。
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激光测距在军事上的应用
激光测距在军事上可用于地形测 量，战场前沿测距，坦克及火炮的 测距，测量云层、飞机、导弹及卫 星的高度等。
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激光通信的分类
按照激光传播途径的不同，激光 通信可分为大气激光通信，空间激 光通信，水下激光通信和光导纤维 通信等方式。
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大气激光通信
大气激光通信是以大气为传输介 质的激光通信。由于受大气吸收、 散射等影响，且只能直线传播，故 只适于近距离的定点或半定点通信。
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光纤通信
光纤通信是以光导纤维为传输介 质的激光通信。主要用于远距离的 战略、战术通信系统，中短距离的 局部通信系统，以及在飞机、舰艇、 雷达、导弹、卫星等军事装备和军 事设施内部的信息传递和通信联络 等。
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五、激光武器
利用激光的能量直接摧毁目标或 杀伤破坏其组成部分使之丧失战斗 力的武器称为激光武器。
教 学 要 求
了解激光技术的一般知识， 掌握激光技术在军事上的一般 应用，并掌握激光对抗的一般 措施。
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主 要 内 容
第一节 激光概述
第二节 激光技术在军事上的应用
第三节 激光对抗与防护
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2
第一节
激光概述
一、什么是激光 激光是利用光能、热能、电能、 化学能或核能等外部能量来激励物 质，使其发生受激辐射而产生的一 种特殊的光。（《中国大百科全书》 军事卷Ｐ608）
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激光武器的分类
根据激光器输出功率的大小，激 光武器可区分为低能激光武器和高 能激光武器两大类。
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低能激光武器
低能武器主要指激光干扰与致盲 武器，它是重要的光电对抗装备， 主要用于干扰和致盲敌方的光电传 感器和敌方官兵的眼睛。
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高能激光武器
高能激光武器也称死光武器，它 是借助于激光束的热能直接摧毁目 标，可用于打击导弹、卫星、坦克、 飞机等。
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激光雷达在军事上的应用
武器鉴定试验、武器火控、跟踪 识别、指挥导引、大气测量等。
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三、激光制导
应用激光作为跟踪目标和传输信 息的手段，将导 弹、炮弹、航空炸 弹等导向目标的技术。激光制导具 有命中精度高、抗电磁干扰能力强 等优点，因而得到广泛应用，是精 确制导武器的一种重要制导方式。