燕山大学激光原理 重点
激光原理复习知识点
激光原理复习知识点激光原理是激光技术的核心知识之一，它是指光子在受激辐射作用下的放大过程。
下面将详细介绍激光原理的相关知识点。
1.基本概念激光是一种特殊的光，其特点是具有高度的单色性、方向性和相干性。
与常规的自然光不同，激光是一种具有相同频率和相位的光波。
2.受激辐射受激辐射是激光形成的基本原理，它是指当原子或分子受到外界能量激发后，处于激发态的原子或分子会通过辐射的方式从高能级跃迁到低能级，此时会放出光子能量，并与入射光子保持相位一致。
3.激光产生的条件为了产生激光，需要满足以下条件：-有大量的原子或分子处于激发态。
-具有一个能够增加原子或分子跃迁概率的辐射源。
-有一种方法可以让过多的激发态原子或分子跃迁到基态。
4.激光器的结构激光器通常由三个基本部分组成：激活介质、泵浦系统和光学腔。
-激活介质是产生激励能量的介质，如气体、液体或固体。
-泵浦系统是用来提供能量，并将大量原子或分子激发到激发态的装置。
-光学腔是由两个或多个高反射镜组成的光学结构，用来反射和放大光。
5.激光的放大激光的放大是通过在光学腔中来回传播，不断受到受激辐射的作用而增强光波的幅度。
通常，在光学腔中的一个镜子上镀膜，具有高反射率，而另一个镜子具有部分透射和部分反射的特性，用来逐渐放大光。
6.激光的增益介质增益介质是指能够提供光放大的介质，如气体（如CO2、氦氖）、固体（如Nd:YAG）或半导体（如激光二极管）等。
这些介质中的原子或分子通过与激励能量的相互作用，从而达到受激辐射的能量放大。
7.激光的产生方式激光可以通过多种方式产生，其中包括：-激光器：使用激光介质和泵浦系统来产生激光。
-激光二极管：使用半导体材料制成的二极管来产生激光。
-激光腔：使用自激振荡的原理来产生激光。
8.激光的应用激光具有广泛的应用领域，包括但不限于：-激光切割和焊接：激光切割和焊接用于金属加工、制造业等领域。
-激光打印：激光打印用于打印机和复印机等办公设备中。
激光原理 知识点
激光原理知识点
激光原理的知识点包括:
1.黑体和黑体辐射:黑体是一种理想化的辐射体，黑体辐射是描述黑体发出的辐射规律的理论。
2.自发辐射、受激辐射和受激吸收:这是激光产生的基本过程。
即自发辐射产生光子，受激辐射放大光子，受激吸收则吸收光子。
3.光腔理论:涉及到光腔的稳定性条件、共轴球面腔的稳定性条件、开腔模式的物理概念和行射理论分析方法、高斯光東的基本性质及特征参数等。
4.电磁场和物质的共振相互作用:描述了光和物质相互作用的经典理论。
以及谱线加宽和线型函数等概念。
5.激光振落特性:涉及到激光的特性，如相干性好、方向性好、单色性好、亮度高，这些特性可以归结为激光具有很高的光子简并度。
6.光子简并度:是描述激光光子相干性的物理量。
7.光的多普勒效应:描述了光波在运动中由于光源和观察者的相对运动而产性频率变化的现象。
8.均匀增宽与非均匀增宽:描述了光谱线增宽的两种类型，均匀增宽通常是由于原子或分子的自然热运动引起的，而非均匀增宽则通常是由于原子或分子之间的碰撞弓|起的。
9.自然增宽和多普勒堵宽:自然增宽是由于原子或分子自旋的统计分布引起的，多普勒增宽是由于原子或分子的热运动引起的。
以上只是简单的列举，实际上激光原理所涵盖的知识点还有很多，需
要系统学习和实践。
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激光原理考点总结
激光原理考点总结激光（Laser）是指一种由集中的电磁辐射所产生的具有高度单色性、相干性和方向性的光。
激光原理是激光器工作的基础，其中涉及到激光的产生和放大过程。
下面将从以下几个方面总结激光原理的考点。
1.电磁辐射：激光器利用电磁辐射的原理产生激光。
电磁辐射是由电场和磁场相互作用产生的波动现象，包括广义上的光波，其中可见光是电磁辐射的一种。
了解光波的特性和传播方式对理解激光原理很重要。
2.反射和吸收：激光器中的反射是激光产生和放大的关键过程。
反射镜的设置可以实现光的反复来回传播，使得光能够在增益介质中多次通过，增强光的能量。
另一方面，激光器中的吸收是影响激光输出功率和效率的因素之一、吸收是指光被介质吸收和转化为热能的过程。
3.激射和跃迁：激射是指从低能级向高能级跃迁的过程。
在激光器中，通过能量输入或外部激发，使得电子从基态跃迁到激发态。
而跃迁是指电子从一个能级到另一个能级的过程。
了解能级和电子跃迁的类型对激光器的设计和调谐至关重要。
4.反转粒子数和增益：激光器中的反转粒子数是指在激光器工作过程中，高能级粒子数目大于低能级粒子数目的情况。
这种不平衡的粒子数分布是产生和放大激光的关键。
通过提供能量，例如光或电能，可以增加反转粒子数，增强激光的输出功率。
5.波长选择和模式锁定：激光器的波长选择是指产生特定波长的激光。
波长选择可以通过选择合适的增益介质和谐振腔的设计来实现。
激光器中的模式锁定是指使光场处于稳定、精确的频率和相位关系的状态。
这对于精密测量、光谱分析和通信应用非常重要。
6.激光器结构和组成：激光器的结构和组成也是激光原理的考点。
激光器通常包括三个主要部分：激活介质（液体、固体或气体）、谐振腔（用于反射和放大光）和泵浦源（提供能量，如光波或电流）。
不同类型的激光器具有不同的结构，如气体激光器、固体激光器和半导体激光器。
综上所述，激光原理的考点包括电磁辐射、反射和吸收、激射和跃迁、反转粒子数和增益、波长选择和模式锁定以及激光器的结构和组成。
激光原理的重点
激光原理的重点激光原理是指通过光的各个方面，从波动性到光子性，以及涉及光的产生、放大、调制和控制的物理原理，从而实现激光光束的产生和应用。
激光作为一种高度聚焦的、单色性强且相干性好的光束，已经广泛应用于科学研究、医疗技术、空间通信、材料加工等领域。
激光原理的重点主要包括以下几个方面：1. 激光的产生机制：激光光源的产生主要通过三种机制，即自发辐射、受激辐射和受激吸收。
在自发辐射机制中，原子或分子处于激发态下自发跃迁到基态时会辐射出光子；在受激辐射机制中，入射光子与原子或分子相互作用后，激发原子或分子会跃迁到较高的能级，并且在又一次受到入射光子的刺激下辐射出来的光子与入射光子具有同样的能量、相位和方向；在受激吸收机制中，入射光子与原子或分子相互作用后，原子或分子的能级结构发生改变，不再适合受激辐射。
2. 激光放大机制：激光器的核心部件是活性介质，当激发介质吸收外部能量时，活性介质中的原子或分子的能级结构发生改变。
通过在活性介质中施加一个激发源，如电弧放电、光束注入等，使活性介质中的原子或分子跃迁到高能级，然后当刺激辐射进入到介质中时，活性介质中的原子或分子将选择与自身能级匹配的光进行吸收，从而完成能级的跃迁，最终放大光的能量。
3. 激光由于具有高度聚焦的特点，在激光器中通常采用谐振腔结构来提高激光的聚焦能力。
谐振腔由一个或多个反射镜构成，通过反射镜反射激光光子，使它们在谐振腔内多次来回传播，从而增强光的强度。
反射镜的选择通常是光学镜、半反射镜和全反射镜，通过适当选择反射镜的反射率和衰减系数，可以实现激光的放大和稳定输出。
4. 激光光束的特性：激光光束具有单色性、定相性和相干性等特点。
单色性是指激光光束具有极狭的频谱宽度，可以在相对较窄的频率范围内输出单一的频率光线；定相性是指激光光束的各个光子具有严格统一的相位，使得激光光束能够实现相干干涉以及产生光的波导效应；相干性是指激光光束的各个光子之间相位的关联性，使得激光光束能够实现远程传播以及高质量的信息传输。
燕山大学光学设计考试重点
★★★像差：实际光学系统所成的像和近轴区所成的像之间的差异；★★★球差的定义：轴上点发出的同心光束经光学系统各个球面折射以后，不再是同心光束。
其中与光轴成不同角度（或离光轴不同高度）的光线交光轴于不同的位置上，相对于理想像点有不同的偏离，这种偏离称之为球差。
★★★如何消除球差？欲获得一个消球差系统，必须用正负透镜适当组合，如常用双胶合光组和双分离光组，设计时，根据其他要求确定了两块透镜的光焦度之后，就可以采用整体弯曲的办法来达到校正球差的目的，另外，若保持光焦度不变，则单透镜的球差将随折射率的增大而减小，对于单个球面来说，曲率减小，球差也随之减小。
★★★球差为0的三个位置：（1）物点和像点均位于球面的曲率中心处，L=L’=r（2）物点和像点均位于球面的顶点处，L=L’=0（3）齐明点，在物距L=(n+n’)r/n，像距L’=(n+n’)r/n’处；★★正弦差为0的四个位置：=0（1）光阑在球面的曲率中心，iz（2）物点在球面的顶点，L=0（3）物点在球面的曲率中心：i=i’（4）物点在L=(n+n’)r/n，i’=u★★正弦差：对于球外物点，主光线不是系统的对称轴，对称轴是通过物点和球心的辅助轴，由于球差的影响，对称于主光线的同心光束，经光学系统后，它们不再相交于一点，在垂轴方向上也不与主光线相交，即相对于主光线失去了对称性，正弦差即用来表示小视场时宽光束成像的不对称性。
★★慧差：由于某种不对称性相差的存在，使得近轴点的成像光束与高斯面相截而成一慧星状的弥散斑，称这种不对称性像差为慧差；★慧差与正弦差的区别：慧差与正弦差没有本质区别，二者均表示轴外物点宽光束经光学系统成像后失去对称性的情况，区别在于正弦差仅适用于具有小视场的光学系统，而慧差可用于任何视场的光学系统。
★★轴外子午球差：子午宽光束的交点沿光轴方向到高斯像面上的距离称为宽光束的子午场曲。
子午细光束的交点沿光轴方向到高斯像面的距离称为细光束的子午场曲，这种轴外点宽光束的交点与细光束的交点沿光轴的方向的偏离称为轴外子午球差；★像散的定义：描述子午细光束和弧矢细光束会聚点之间的位置差异；★像散与像面弯曲的联系与区别：像散的产生，必然引起像面弯曲，反之，即使像散为零，子午像面和弧矢像面合二为一时，像面弯曲仍然存在，对整个光学系统而言，像散可依靠各面相互抵消得到校正，而像面弯曲却很难得到抵消。
激光原理期末知识点总复习材料
激光原理期末知识点总复习材料激光原理是物理学和光学学科中的重要内容，它是现代科技发展的基础之一、下面是激光原理期末知识点的总复习材料。
1.激光的定义和概念：激光是指具有相干特性、能量集中、波长单一且紧凑的光束。
其与常规光的最大区别在于具有相干性和能量集中性。
2.激光的产生过程：激光的产生过程主要包括受激辐射和自发辐射。
受激辐射是指在外界光或电磁辐射的刺激下，原子或分子由基态跃迁到激发态并通过受激辐射返回基态时所发射的光。
自发辐射是指原子或分子自发地从激发态返回基态所发射的光。
3.光激发和电子激发的激光：根据产生激发所用的不同方法，激光可以分为光激发和电子激发的激光。
光激发的激光是通过外界光的能量传递使原子或分子激发并产生激光。
电子激发的激光是通过外界电子束或放电使原子或分子激发并产生激光。
4.激光功率和激光能量：激光功率是指单位时间内激光辐射出的能量，单位为瓦特(W)；激光能量是指激光脉冲的总能量，单位为焦耳(J)。
5.激光的特性：激光具有相干性、方向性、单色性和高亮度等特性。
相干性是指激光的波长相近的光波的相位关系保持稳定，能够构成干涉图样。
方向性是指激光具有狭窄的发射角度，能够通过透镜等光学元件进行聚焦。
单色性是指激光具有非常狭窄的波长，具有很高的色纯度。
高亮度是指激光能够将能量集中在很小的空间范围内，能够产生很高的光功率密度。
6.激光器的结构和工作原理：激光器主要由激光介质、泵浦能源、光腔和输出镜组成。
激光介质是产生激光的核心部件，泵浦能源是提供激发条件的能源，光腔是激发介质形成激光放大的空间环境，输出镜是选择性反射激光光束的光学元件。
7.常见的激光器种类和应用：常见的激光器种类包括氦氖激光器、二氧化碳激光器、半导体激光器和固体激光器等。
激光器的应用非常广泛，包括科学研究、医学治疗、通信、激光加工和激光雷达等。
8.激光安全：激光具有较强的穿透力和燃烧能力，因此在使用激光器时需要注意安全。
激光安全主要包括对激光光束的防止散焦、眼睛和皮肤的防护、激光辐射的监测和控制等。
《激光原理与技术》课程教学大纲(本科)
激光原理与技术（Principles of Lasers）课程编号：03410033学分：3.5学时：56（其中：讲课学时：56实验学时：上机学时：）先修课程：光学普通物理原子物理适用专业：光电信息科学与工程教材：激光原理；Orazio Svelto； Plenum Publishing Corporation （2010）一、课程的性质与目标（一）课程性质（需说明课程对人才培养方面的贡献）《激光原理与技术》为光电信息科学与工程专业的专业基础课，也可作为信息类专业和其它有关专业本科生、研究生的必修课或选修课。
通过本课程的学习，使学生掌握激光形成基础物理知识，掌握激光器件中各部件的工作原理，掌握基础激光技术的原理和实施方法。
了解主要激光器件和技术的进展。
教给学生自己不断获取新知识的方法，培养学生利用专业知识分析问题和解决实际问题的能力，为后续专业课程及实验实践环节奠定理论基础。
课程目标1：掌握激光器件相关的基础物理知识和专业知识。
能在工程实践中，基于激光器件的目标指标，给出激光器件的基本结构方案、关键结构参数及输入光电参数的设计依据，基本具备典型激光器的基础设计能力；课程目标2：掌握激光器件相关的主要数学模型和物理模型，并能将上述模型用于激光器件设计、研制过程中输出特性、各种物理现象的分析研究和实验验证，具有发现问题、分析问题和解决问题的能力；课程目标3：掌握激光器相关专业英语词汇和专业知识，并能够就激光器相关复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流。
课程目标4：掌握典型激光器件的工作特性及发展现状，在此基础上，能够通过文献、媒体等资源跟踪激光器发展趋势和发展前沿。
（三）课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系本课程支撑专业培养计划中毕业要求1、毕业要求2、和毕业要求10：1.毕业要求1-3：具有光电信息科学与工程专业基础知识及其应用能力，并了解光电信息行业的前沿发展现状和趋势；2.毕业要求2-2：能够针对光电信息工程相关的复杂工程问题选择正确、可用的数学模型；3.毕业要求10-4：能够应用外语就光电信息科学与工程复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流。
激光原理知识点总结
激光原理知识点总结激光的产生原理激光是一种与常规光具有本质不同的光。
它是通过一种叫做“受激辐射”的过程产生的，这是量子力学的一种结果。
激光的产生原理主要涉及三个主要过程：光的激发、光的放大和光的辐射。
首先是光的激发。
激光的产生需要通过能量输入来激发原子或分子的能级。
当外界能量激发物质的能级时，原子或分子的电子会从低能级跃迁到高能级，形成“受激辐射”所需的激发态。
然后是光的放大。
在受激辐射的过程中，当一个光子与处于激发态的原子或分子碰撞时，它会与其相互作用，导致后者释放出另一个同频率、同相位和同偏振的光子，并回到低能级。
这个新的光子与已有的光子具有相同的频率、相位和偏振，因此它们会在相互作用的同时相互放大，形成一支激光光束。
最后是光的辐射。
当受激辐射的过程一直不断地发生时，光子会在光学共振腔中来回反射，产生一支具有高度相干性、高亮度和高直线度的激光光束。
这种光具有很强的聚焦能力和穿透能力，因此在很多领域有着广泛的应用价值。
激光的特点激光具有以下几个主要特点：1.高度相干性。
激光光束的波长一致、频率一致、相位一致，因此具有很高的相干性。
这使得激光在干涉、衍射和频谱分析等方面具有很大的优势。
2.高亮度。
激光的辐射强度非常集中，因此具有很高的亮度。
这使得激光可用于制备高清晰度的成像系统和高精度的测量装置。
3.高直线度。
激光的传播路径非常直线，几乎不具有散射，因此具有很高的直线度。
这使得激光在通信、激光雷达和光刻等领域有着广泛的应用。
激光器件的工作原理和应用激光器件是产生激光光束的重要设备，其工作原理一般基于受激辐射过程。
目前常用的激光器件主要包括气体激光器、固体激光器、半导体激光器和光纤激光器。
气体激光器是将气体放电或者由光泵浦的气体装置转变成激光的光源。
其中最著名的就是氦氖激光器。
使用稳态直流电源或者交变电源将氦气充入放电管，并保持一定的氦气气压。
然后用电子束或者泵浦光源来使得氦原子激发至高能级，然后在碰撞的作用下通过受激辐射作用形成激光光束。
激光原理知识点汇总201905
激光原理知识点汇总第一章电磁场和物质的共振相互作用1.相干光的光子描述，光的受激辐射基本概念1)1960年7月Maiman报道第一台红宝石固体激光器，波长694.3nm。
2)光的基本性质：能量ε=hνh: Planck常数，ν :光波频率运动质量m=ε/c2=hv/c2静止质量0动量knhnchnmcp=•===22λππν3)光子的相干性：在不同的空间点、不同时刻的光波场某些特性的相关性相干体积相干面积，相干长度，相干时间光源单色性越好，相干时间越长：相格空间体积以及一个光波摸或光子态占有的空间体积度等于相干体积属于同一状态的光子或同一模式的光波是相干的4)黑体辐射的planck公式在温度T的热平衡下，黑体辐射分配到腔内每个模式上的平均能量1-=kThehEνν腔内单位体积、单位频率间隔内的光波摸式数338chnνπν=Planck公式：11833-==kThechνννπρ单色能量密度，k：Boltzmann常数Bohr定则：νhEE=-125)光的受激放大a.普通光源在红外和可见光波段是非相干光，黑体是相干光黑体辐射的简并度KTnmnmKTnmKTncmKTkThhEn50000,1,110,6.0,3001,60,30010,30,3001)exp(1353=≈=≈==≈==≈==→-==-μλμλμλλννb.让特定、少数模式震荡，获得高的光子简并度21212121338AWABchn===ννρνπρ6)光的自激振荡a.自激振荡概念分数单位距离光强衰减的百自损耗系数)(1)(zIdzzdI-=αdzzIIgzdI)(])([)(..α-=考虑增益和损耗])ex p[()(0zgIzIα-=αααsmsmIgIIIgIg)(1)(0-=→=+=光腔作用: (1)模式选择; (2）提供轴向光波摸的反馈；b.震荡条件等于号是阈值振荡ααα≥→≥-=000)(gIgI sm是工作物质长度llgL...........0δδα≥→=lg0单程小信号增益因子7)激光的特性：单色性、相干性、方向性、高亮性。
激光原理复习总结要点
激光原理复习要点 第一章 激光的基本原理一、激光的基本性质：1.光子的能量与光波频率对应νεh =；2.光子具有运动质量22ch cm νε==；3.光子的动量与单色波的波失对应k n mc p ==0；4.光子具有两种可能的偏振态，对应光波场的两个独立偏振方向；5.光子具有自旋，且自旋量子数为整数。
二、光子的相干性：1.相干性：在不同的空间点上，在不同的时刻的光波场的某些特性（例如光波场的相位）的相关性。
2.相干体积：在空间体积为c V 内的各点光波场都具有明显的相干性。
3.相干长度：光波波列的长度。
4.光源的单色性越好，则相干时间越长。
5.关于相干性的两个结论：（1）相格空间体积以及一个光波模式或光子偏振态占有的空间都等于相干体积。
（2）属于同一状态的光子或同一个模式的光波是相干的，不同状态的光子、不同模式的光波是不相干的。
三、光子简并度：同一状态的光子数、同一模式的光子数、处于相干体积的光子数、处于同一相格的光子数。
四、自发辐射：处于高能级的一个原子自发地向低能级跃迁，并发射出一个能量为νh 的光子，这种过程叫自发跃迁，由原子自发跃迁发出的光成为自发辐射。
五、受激辐射：处于上能级的原子在频率为ν辐射场作用下，跃迁至低能级，并辐射出一个能量为νh 的光子，受激辐射跃迁发出的光成为受激辐射。
六、受激吸收：处于低能级的一个原子，在频率为ν的辐射场作用下，吸收一个能量为νh 的光子并向高能级跃迁。
七、辐射跃迁：自发辐射跃迁、受激辐射跃迁，非辐射跃迁：受激吸收八、增益系数：用来表示光通过单位长度激活物质后光强增长的百分比。
()()z I dz z dI g 1=。
九、饱和增益：增益系数g 随着z 的增加而减小，这一现象称为饱和增益。
十、引起饱和增益的原因：1.光强I 的增加是以高低能级粒子数差的减小为代价的。
2.光强越大，高低能级的粒子数差减小的就越多，所以g 也随z 的增大而减小。
十一、光谐振腔的作用：1.模式选择，保证激光器单模振荡，从而提高相干性。
激光原理复习知识点
一 名词解释1. 损耗系数及振荡条件: 0)(m ≥-=ααS o I g I ,即α≥o g 。
α为包括放大器损耗和谐振腔损耗在内的平均损耗系数。
2. 线型函数：引入谱线的线型函数pv p v v )(),(g 0~=，线型函数的单位是S ，括号中的0v 表示线型函数的中心频率，且有⎰+∞∞-=1),(g 0~v v ，并在0v 加减2v ∆时下降至最大值的一半。
按上式定义的v ∆称为谱线宽度。
3. 多普勒加宽:多普勒加宽是由于做热运动的发光原子所发出的辐射的多普勒频移所引起的加宽。
4. 纵模竞争效应：在均匀加宽激光器中，几个满足阈值条件的纵模在震荡过程中互相竞争，结果总是靠近中心频率0v 的一个纵模得胜，形成稳定振荡，其他纵模都被抑制而熄灭的现象。
5. 谐振腔的Q 值:无论是LC 振荡回路，还是光频谐振腔，都采用品质因数Q 值来标识腔的特性。
定义p v P w Q ξπξ2==。
ξ为储存在腔内的总能量，p 为单位时间内损耗的总能量。
v 为腔内电磁场的振荡频率。
6. 兰姆凹陷：单模输出功率P 与单模频率q v 的关系曲线，在单模频率等于0的时候有一凹陷，称作兰姆凹陷。
7. 锁模：一般非均匀加宽激光器如果不采取特殊的选模措施，总是得到多纵模输出，并且由于空间烧孔效应，均匀加宽激光器的输出也往往具有多个纵模，但如果使各个振荡的纵模模式的频率间隔保持一定，并具有确定的相位关系，则激光器输出的是一列时间间隔一定的超短脉冲。
这种使激光器获得更窄得脉冲技术称为锁模。
8. 光波模：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 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;这种能够存在腔内的驻波成为光波模。
9. 注入锁定：用一束弱的性能优良的激光注入一自由运转的激光器中，控制一个强激光器输出光束的光谱特性及空间特性的锁定现象。
（分为连续激光器的注入锁定和脉冲激光器的注入锁定）。
《激光原理》课程教学大纲.
《激光原理》课程教学大纲一、课程的任务、性质和作用本课程是应用物理专业的一门重要专业基础理论课，主要讲授激光器的基本原理和理论分析方法，本课程着重阐述基础理论。
本教材分为五部分：（1）概述激光器基本原理（2）讲授开放式光谐振腔理论（3）讲授激光振荡和放大理论，重点放在阐明光和物质相互作用的基本物理过程和主要理论分析方法方面（4）介绍控制器的工作原理及特点。
学完本课程，使学生能较全面地掌握激光器的基本原理和理论，学会基本激光技术，打下一个从事激光工作的较宽广扎实的基础。
一．课程的基本内容及学时分配1．理论讲授2．实验3．教学环节的安排及学时分配4．教材（参考书）（1）周炳琨等，激光原理，国防工业出版社，1995。
（2）邹英华等，激光物理学，北京大学出版社，1991。
（3）伍长征等，激光物理学，复旦大学出版社，1989。
（4）A. yariv，Quantum Electronic，1975纽约版。
（5）A. yariv，Introduction to Optical Electronics（secondedition ） 1976年版。
(6) O.svelto，priciple of Laser，Italy。
（7）[美]W.E.兰姆，激光物理学，科学出版社（中文版），1982。
（8）沈柯，激光原理教程，北京工业学院出版社。
（9）朱为曾，激光物理，国防工业出版社。
（10）激光物理学，上海人民出版社。
三．大纲说明1．本课程各章的重点、难点第一章的重点是光的受激辐射基本概念，对激光的特性应有明确的认识。
第二章的重点是开腔模式的物理概念和衍射理论分析方法，一般稳定球面腔的模式特征，高斯光束的基本性质及特征参数。
第三章的重点是激光器速率方程，这是必须深刻理解、一定掌握的部分。
第四章的重点是激光器的振荡阀值和振荡模式。
第五章的几节都要求掌握。
第六章的重点是半经典理论。
第七章的重点是几种激光器。
第八章的重点是半导体二极管激光器，要了解它的原理、结构和性能。
激光原理知识点总结
激光原理知识点总结激光，这个在现代科技中扮演着重要角色的神奇存在，其背后的原理蕴含着丰富而深奥的科学知识。
接下来，让我们一起深入探索激光原理的奥秘。
首先，我们来了解一下什么是激光。
激光，全称为“受激辐射光放大”（Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation），它具有高亮度、高方向性、高单色性和高相干性等显著特点。
要理解激光的产生，就不得不提到原子的能级结构。
原子中的电子处于不同的能级，就好像在不同的楼层上。
在正常情况下，电子处于低能级，也就是基态。
但当原子吸收了外界的能量，比如光能、电能等，电子就会被激发到高能级，这个过程称为“受激吸收”。
然而，处于高能级的电子并不稳定，它们会自发地跃迁回低能级，同时释放出能量，这个过程叫做“自发辐射”。
自发辐射发出的光方向是随机的，频率也各不相同。
但在特定条件下，处于高能级的电子受到一个外来光子的激发，会跃迁回低能级，并释放出一个与入射光子频率、相位、偏振方向和传播方向都相同的光子，这种现象被称为“受激辐射”。
受激辐射是激光产生的关键。
为了实现光的放大，也就是产生激光，我们需要有一个“增益介质”。
增益介质可以是气体、液体或固体，比如氦氖气体、红宝石晶体等。
在增益介质中，存在着大量处于高能级的原子，当外来光子通过时，会引发受激辐射，从而产生更多的相同光子，实现光的放大。
但仅仅有增益介质还不够，还需要一个光学谐振腔。
光学谐振腔通常由两块平行的反射镜组成，一块是全反射镜，另一块是部分反射镜。
光子在谐振腔内来回反射，只有那些满足谐振条件，即频率和相位与谐振腔匹配的光子才能被不断放大，最终从部分反射镜射出，形成激光。
在激光的产生过程中，还有几个重要的概念。
比如阈值条件，只有当增益大于损耗时，才能产生激光。
增益主要取决于增益介质的性质和激励水平，而损耗则包括反射镜的透射、吸收以及介质中的散射等。
另外，激光的模式也是一个重要的知识点。
激光原理考点总结
激光原理考点总结激光是一种特殊的光，具有高度的单色性、方向性和相干性。
其原理涉及光的发射、吸收和放大过程，同时也与原子、分子的能级结构有关。
以下是激光原理的一些重要考点总结。
1.激光的产生机制激光的产生是通过受激辐射过程实现的。
首先需要有一个激发源，如电流激励、光激励或化学激发。
该激发源提供能量，使散乱的原子或分子处于高能级。
然后，这些激发态粒子会通过受激辐射的过程，跃迁到低能级。
在跃迁的过程中，它们会辐射出与激发源同频率、相位一致的光子，从而形成激光。
2.激光的放大过程激光放大需要使用一个激光介质，其中包含大量的激发态粒子。
当激发源激发介质时，激发态粒子在介质中传播并与其他原子或分子发生碰撞。
在这些碰撞过程中，激发态粒子会通过受激辐射的过程辐射出同相、同频的光子，从而使光波的能量得以增加。
在辐射出的光子中，一部分会被吸收，而另一部分会继续在介质中传播，进一步增强光的能量。
通过这一连续的过程，激光的能量得以放大。
3.激光的构成激光由三个基本部分组成：激发源、激光介质和光学共振腔。
激发源提供能量，使介质中的原子或分子激发到激发态。
介质通过受激辐射的过程，将激发态粒子的能量转化为光子。
光学共振腔则用于放大和反射光子，从而形成激光束。
共振腔通常由两个反射镜构成，其中一个为半透镜，允许一部分光子透过。
4.激光的性质激光具有几个重要的性质。
首先是高单色性，即激光只有一种频率。
这是由于激发态粒子跃迁到低能级时，辐射出的光子具有唯一的能量差。
其次是方向性，激光束呈现出非常狭窄的发散度，可用于远距离通信和激光切割等应用。
最后是相干性，激光光波的振动方式高度一致，相位间的关系是稳定的。
5.激光的应用激光在许多领域中得到了广泛应用。
在医学中，激光可用于激光手术、皮肤治疗和眼科手术等。
在科学研究中，激光常用于光谱分析和原子物理实验。
激光也被用于通信技术，例如光纤通信和光盘。
此外，激光还可用于制造业，如激光切割、激光焊接和激光打印等。
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1.物理性质：方向性好，亮度高，单色性好，相关性好。
2.自发辐射：处于高能及E2的原子是不稳定的，即使没有外界作用，也将自发跃迁到低能级E1，发射一个频率为v 能量为h =E2-E1的光子，大量处于高能及的原子，他们各自发射一例频率相同的光波。
单个光波之间没有固定的相位关系，偏振方向，传播方向。
3.受激辐射；处于高能及的原子E2，在他发生辐射之前，若受能量为h =E2-E1的外来光子的作用而跃迁到低能级E1，将发射一个与外来光子的频率，相位，偏振方向，传播方向都相同的光子。
4.受激吸收：处于低能级E1的原子收到能量为H=E2-E1的光子作用时，将吸收这一光子而跃迁到高能级E2。
5.时间相干性：指在同一空间想干点上，由同一光源分割出来的两光波之间位相差与时间无关的性质，即光波的时间延续性。
5.空间相干性：指由空间不同点发出的光波的相干性。
6.相干时间：同一光源发出的两例光波经过不同的路径，在在相干时间Tc后在空间某点会和，尚能发生干涉。
Tc称为相干时间。
7.光谱线的加宽按其特点可分为三种：自然加宽碰撞加宽多普勒加宽。
8.谐振腔产生激光的判据：谐振腔对光的模式有选择作用。
只有满足驻波条件，即半波长的整数倍等于谐振腔长的光波才能得到放大，不满足驻波条件的光波将很快衰减掉。
谐振腔对光的频率，相位，偏振及传播方向有严格的选择，所以激光才有单色性，相干性，及方向性好的特点。
9.谐振腔的稳定性及条件：（1）如果光线在光轴球的谐振腔内往返N次，而不溢出枪外，就稳定。
（2）条件：Ø为实数，且不等于0或π时，为稳定；Ø有虚部时，为不稳定的腔；Ø=0或π时，临界腔。
10.激光器的构成分为三部分：工作物质，激励源，光学谐振腔。
11.形成激光的必要条件：在外界条件作用下实现粒子反转，满足阈值条件12.弗朗和费单缝衍射的特点：（1）当狭缝宽度变窄时，衍射条纹将对称于中心亮点向两边扩展，条纹间距变大。
（2）衍射图像的暗点等距分布在中心亮点之两侧，而个亮点可以近似的认为等距分布。
（3）随着衍射级次的增加，亮条纹的光强迅速减低。
13.自发发射的系数的数学表达式;A21=dN21/n2dt 物理意义：A21是指处于高能级E2上的粒子在单位时间内由于自发发射为跃迁到低能级e1上的粒子占高能级粒子数的比例；或者处于高能级的粒子在单位时间内自发发射到低能级E1的几率。
14.激光干涉仪将一束分为两束及其以上的方法：分波振面法，分振幅法，分偏振法。
15.原子能级：分离的具有确定能量值的不同运动状态。
基态：能量最低，只能吸收辐射。
16.双频激光干涉仪工作原理：在氦氖激光器上，家还是那个一个约0.03特斯拉的轴向磁场。
由于塞曼分裂效应和频率牵引效应，激光器产生两个不同频率的左旋和右旋圆偏振光。
经1/4拨片后称为两个互相垂直的线偏振光，再经分光镜分为两路。
一路经偏振片1后称为含有频率为f1-f2的参考光束。
另一路经偏振分光镜后又成为两路：一路成为仅含有f1的光束，另一路成为仅含有f2的光束。
当可动反射镜移动时，含有f2的光束经可动反射镜反射后成为含有f2的光束。
这路光束和由固定反射镜反射回来仅含有f1的光的光束经偏振片2后回合成测量光束。
该光束和参考光束经过各自的转换元件输出成为仅含有f的脉冲信号。
经可逆计算器计数后，由电子计算机进行换算即可得出可动反射镜的位移量。
17.互补法：设有一衍射屏，其形成的衍射图样为E1，现由另一个衍射屏，它刚好与原始屏互补，即原始屏上透光部分在互补屏上恰恰相反为不透光部分，而原始屏上不透光部分在互补屏上却是透光部分，依对互补屏的透光部分进行积分，求的互补屏的衍射图样为E2。
设无任何障碍物时光波场的图样或自由波场的振幅分布为E0，显然原始屏和互补屏形成的衍射场的复振
幅之和等于自由场的复振幅，即E1+E2=E0。
18.激光扫描的原理：激光扫描分为主动扫描和被动扫描，主动扫描：主动扫描方式是指线结构激光在扫描过程中被测物体不动，光源在控制器的控制下旋转，不断改变激光平面的位置，使其沿被测物表面移动，完成对被测物体表面的扫描。
被动扫描：是指在测量过程中线结构激光传感器固定，被测物体在移动台或旋转台的带动下和传感器做相对运动，让激光平面扫过被测表面，完成对被测物表面的测量。
19.光学谐振腔：增加激光的行走路程，包括无源腔和有源腔。
20.高斯光束的准直：指压缩高斯光束的发散角改善光束的方向性。
由短焦距透镜和一个长焦距透镜构成的倒置望远镜。
21.稳频方法：（1）被动稳频（2）主动稳频。