12激光
iPhone 12 Pro激光雷达镜头这么用就对了免费三维建模带你飞
近期Pix4D发布用于地面图像采集的新应用程序产品：Pix4Dcatch。
Pix4Dcatch 让用户能够使用iOS移动设备轻松创建基于地面的3D模型。
我们无需成为行业专家，用户只需使用Pix4Dcatch扫描感兴趣的区域即可完成。
（感兴趣的区域可以是很多地方啊，比如一个雕塑、模型、一个物件，都可以扫描出来，结合3D 打印技术，美滋滋啊）此应用程序记录图片以及GPS位置，与最新的iOS设备兼容，针对具有LiDAR 传感器的最新iPad Pro和iPhone 12 Pro和Pro Max进行了优化，可通过实时3D 网格进行扫描以获取场景完成数据采集。
然后，图像会自动上传到Pix4Dcloud，可快速生成可缩放的带有地理参考的3D模型以及可以测量、共享和导出的点云。
Pix4Dcatch使建筑、检验和公共安全领域的专业人员节省时间和金钱，从而为他们提供扩展业务产品的机会，包括快速创建准确的3D模型。
（徕卡动辄几十万的激光扫描设备可能要颤抖了）Pix4D的创始人兼首席执行官Christoph Strecha表示：“直到最近，为3D建模捕获准确的地面数据通常都需要专门的硬件或附加组件以及专业知识，Pix4Dcatch的优势在于任何人都可以使用消费类设备实现原本专业化的数据获取和分析，可以轻松获取准确的地面数据，数字化周围的空间，并将其转换为准确的3D模型。
它是目前数据采集中缺失的环节，也是Pix4D软件解决方案的补充。
”他补充说：“在过去的几年中，无人机已经为广大观众所接受。
作为响应，Pix4D进行了创新，以发布免费的移动应用程序Pix4Dcapture，该应用程序很快成为无人机影像数据处理的参考工具。
如今，移动设备不仅是高质量的图像捕获工具，而且正在成为专业的测量工具，使Pix4D能够充分利用其为我们的客户提供端到端的工作流程。
”以下是该软件在苹果应用商店中的描述：Pix4Dcatch是用于获取用于摄影测量的最佳地面图像的工具。
12kw激光切割工艺参数
12kw激光切割工艺参数激光切割技术是一种高精度的材料加工方法，广泛应用于金属加工、汽车制造、电子设备等行业。
其中，12kw激光切割机是一种常见的设备，具有较高的功率和切割速度。
本文将介绍12kw激光切割工艺参数，包括光束质量、切割速度、切割厚度等方面的内容。
一、光束质量光束质量是评价激光切割机性能的重要指标之一。
光束质量好的激光切割机可以获得更高的切割精度和更小的切缝宽度。
12kw激光切割机采用优质光学元件和先进的调焦系统，能够实现较好的光束质量，保证切割效果。
二、切割速度切割速度是激光切割工艺参数中非常重要的指标之一。
12kw激光切割机具有较高的功率，能够实现较快的切割速度。
切割速度的选择应根据材料的厚度和切割要求来确定，过高的切割速度可能导致切割质量下降，过低的切割速度则会影响生产效率。
三、切割厚度切割厚度是指激光切割机可以实现的最大切割材料厚度。
12kw激光切割机具有较高的功率，可以切割较厚的金属材料。
然而，切割厚度还受到其他因素的影响，如材料的种类、激光光束的聚焦效果等。
因此，在实际应用中，需要根据具体情况进行调整。
四、辅助气体辅助气体在激光切割过程中起到冷却和吹除熔融物的作用，对切割质量和效率起到重要的影响。
常用的辅助气体有氧气、氮气和氩气等。
选择合适的辅助气体需要考虑材料的种类、切割速度和切割质量要求等因素。
五、光斑直径光斑直径是指激光束在焦点位置的直径，也是影响切割质量的重要因素之一。
12kw激光切割机采用高质量的光学系统和先进的调焦技术，可以实现较小的光斑直径，从而获得更高的切割精度。
六、切割质量切割质量是评价激光切割工艺参数的关键指标之一。
12kw激光切割机具有较高的功率和较好的光束质量，可以实现高精度切割。
切割质量的好坏受到多个因素的影响，如光束质量、切割速度、切割厚度等。
在实际应用中，需要根据具体要求进行调整和优化，以获得最佳的切割质量。
12kw激光切割工艺参数涉及光束质量、切割速度、切割厚度、辅助气体、光斑直径和切割质量等方面的内容。
12-激光粒度仪标准操作规程
图1、BT-9300Z激光粒度分析系统样品信息：单击“测量—文档”项即进入如图2所示的文档窗口，填入实际信息。
文档是用来记录样品名称、介质名称、测试人员、检测单位、样品来源、测试日期和测试时间等测试相关的原始信息，这些信息将随测试结果一同保存到数据库中，制定时间颁发部门审核时间版图2、“文档”窗口图3、测试参数光学参数：使用Mie散射理论进行数据处理。
折射率：激光粒度分析中的基本理论——米氏散射理论需要折射率参数。
操作图4、常规测试窗口状态（背景状态良好）。
如果背景数值和状态正常，在“背景操作区”中单击“确认”就完成背景测试；如果背景值和状态不正常，单击“背景校准”系统将进入背景校准窗口，进行调整背景；“默认”是用上一次的背景值，此功能常用于测试过程中关闭测试窗口又重新进入不能重新测试背景时；“启动”是在按确认后需要重新测试背景时使用。
图5是背景数据不正常时的几种情形及原因：将样品混合均匀，用小勺在样品袋中的不同部位不同深度各取少量多次加遮光率调整：①遮光率太高时：应在充分循环均匀的条件下排放掉一部分悬浮液，然后加水稀释，直到遮光率合适为止。
克服遮光率过高的有效方法就是“少量多次”加样。
②遮光率太低时：再向循环池中加适量的样品，直到遮光率合适并从最后一次加样算起图5、几种不正常的背景状况及原因光路偏移-需要校准样品池或透镜脏介质不纯净或透镜脏图6、常规测试界面说明遮光率指示散射光强坐标探测器坐标图7、测试窗口图8、“实时”窗口单次：在图7中单击“单次”按钮，将得到一次的测试结果。
就按它！图9、单次测试⏹连续：在图7中单击“连续”按钮，将得到多次测试结果。
就按它！图10、连续测试⏹图形设置：在图7中单击“图形设置”按钮，将可以设置测试区中光能信号图形显示方式：柱型图、曲线、对比信号的比例和颜色，如图11。
“对比信号”是指当前信号对比上一次测试的测量信号，启用后测试区同时显示两组信号。
图11、图形设置窗口与对比信号结果：重新显示上一次的测试结果。
12-激光粒度仪标准操作规程
1.目的：建立激光粒度仪（BT-9300ST的操作规程，保证其正确使用。
2.范围：激光粒度仪的操作与维护。
3.职责：操作人员和责任人员对本规程的实施负责。
4.规程：4.1操作4.1.1观察实验室内环境温度和湿度是否达到仪器工作时所需要的环境条件：温度10~30C，湿度w 85%。
若不符合条件，开启空调进行调节，待达到要求后操作以下步骤。
4.1.2开机顺序：激光粒度仪一显示器一电脑。
4.1.3启动百特激光粒度分析系统：在windows桌面上双击“百特激光粒度分布仪分析系统Ver7.21 ”图标即进入该软件系统。
图1、BT-9300Z激光粒度分析系统4.1.4样品信息：单击“测量一文档”项即进入如图2所示的文档窗口，填入实际信息。
文档是用来记录样品名称、介质名称、测试人员、检测单位、样品来源、测试日期和测试时间等测试相关的原始信息，这些信息将随测试结果一同保存到数据库中，4.1.6光学参数：使用Mie 散射理论进行数据处理。
折射率：激光粒度分析中的基本理论一一米氏散射理论需要折射率参数。
物质名称、介质名称：根据所测物质和所选用介质的名称选择相应的物质和介质。
通常情况下，物质名称选“通用”，介质名称选用“水”。
4.1.7常规测试：在图1中单击“常规测试”按钮即进入常规测试窗口。
常规测试需要标题 激光粒度仪标准操作规程文件编号SOP-EP-O12-01可以在测试报告单中打印出来4.1.5测试参数：在图2中点击“下 一步”按钮即进入“测试参数”窗口， 如图3,主要设置测试不同样品所需 要的不同参数，其中包括光学参数、 采样参数、分析模式、SOP 设置。
测试京档虔J图2、“文档”窗口图3、测试参数标 题激光粒度仪标准操作规程文件编号SOP-EP-012-( )第3页1共 页作者手动操作进水、排水、循环、超声、背景、测试、保存、打印等。
(1) 加水与排除气泡：点击“进水”按钮将循环池进满水，然后启动“循环”，使池 中的水充满管路。
12款黑白激光打印产品横向评测
<div class="article_tit"> 12款黑白激光打印产品横向评测 </div> <span>作者 : 本刊编辑部</span> <p> 在打印机产品中，黑白激光打印机似乎显得很不起眼，无法输出缤纷的色彩，图像打印效果也相当一般，但其市场地位却一直保持得很稳固，这到底是为什么？ <br> <br> 近年来，全力推广彩色喷墨打印机的厂商们一直在推出更具成本吸引力的商用新品，正面与黑白激光打印机展开竞争，并且试图用这些产品取代黑白激光打印机的市场地位。
然而，看上去不起眼的黑白激光打印机并没有黯然退场，而是愈战愈勇，其市场份额似乎并没有因此受到明显影响，目前仍然在这场竞争中占据着上风。
<br/> 跟彩色喷墨打印机相比，黑白激光打印机普遍具备更低廉的打印成本、更大的打印负荷量以及更快的打印速度，这些优势都是黑白激光打印机多年来安身立命的看家法宝。
而面对商用彩色喷墨打印机的强势来袭，厂商普遍更切实地研究了目标客户群的需求，并且针对这些需求改进了设计，让黑白激光打印机具备了更多值得购买的特性。
<br/> 如果仔细观察打印机领域的现状，或许就会发现一种比较奇怪的情况：在彩色激光打印机领域中，彩色多功能激光一体机处于主导地位，并且高端彩色多功能激光一体机与数码复合机逐渐合流；同样，在彩色喷墨打印机领域当中，彩色多功能喷墨一体机也处于主导地位，单功能产品也显得不受重视；但在黑白激光打印机领域当中，单功能产品和黑白多功能激光一体机仍然可以用“平分秋色”来形容。
我们注意到，单功能黑白激光打印机往往在性能、负荷量方面更为出色，而黑白多功能激光一体机的亮点往往在于厂商专门设计了众多的特色功能。
<br/> 为了便于更全面地介绍主流黑白激光打印机的技术发展状况，我们分别选取了6款单功能黑白激光打印机和6款黑白多功能激光一体机，希望通过本次横向评测为有采购需求的读者提供参考。
实验12-激光熔覆
实验目的1、熟悉激光熔覆的概念、特性和基本方法；2、了解激光熔覆所涉及的激光器、加工机床、送粉器和喷嘴；3、用侧向送粉法在45钢表面进行镍基合金的激光熔覆，优化工艺参数获得良好的熔覆层；4、测量熔覆曾的尺寸，观察显微组织。
实验内容1. 采用侧向送粉法进行激光熔覆实验，基体材料为45钢，熔覆材料为NiCrSiB合金粉末；2. 改变激光功率、光斑大小、扫描速度和送分量，得到不同尺寸的熔覆层，优化参数得到外观饱满光洁的熔覆层；3. 测试熔覆曾的外形尺寸，总结熔覆层外形与工艺参数的关系，观察熔覆层的显微组织。
4.实验原理激光熔覆是一种基于高能激光束的先进涂层制备技术。
用高能激光束局部融化材料的表面薄层形成熔池、同时向熔池中添加一种或几种合金混合粉末，形成与基体牢固冶金结合的高性能涂层，涂层材料自成冶金体系，基体对涂层的稀释率很低，能够在保持基体材料韧性的同时有目的的实现局部表面的高耐磨性、耐蚀性、抗高温氧化等多种性能，最大限度的实现材料表面与整体、强度与柔韧的良好有机结合，是近些年来材料和激光加工领域的研究前沿。
激光熔覆按熔覆材料的供给方式大概可分为两大类，即预置式激光熔覆和同步式激光熔覆。
预置式激光熔覆是将熔覆材料事先置于基材表面的熔覆部位，然后采用激光束辐照扫描熔化，熔覆材料以粉、丝、板的形式加入，其中以粉末的形式最为常用。
同步式激光熔覆则是将熔覆材料直接送入激光束中，使供料和熔覆同时完成。
熔覆材料主要也是以粉末的形式送入，有的也采用线材或板材进行同步送料。
预置式激光熔覆的主要工艺流程为：基材熔覆表面预处理---预置熔覆材料---预热---激光熔化---后热处理。
同步式激光熔覆的主要工艺流程为：基材熔覆表面预处理---送料激光熔化---后热处理。
按工艺流程，与激光熔覆相关的工艺主要是基材表面预处理方法、熔覆材料的供料方法、预热和后热处理。
实验设备和材料YLS-2000（IPG）光纤激光器、45钢板材（40╳60╳15），Ni基合金粉末。
12典型激光光源汇总
光的基础知识及发光源
§1.4 典型激光器
激光器是光电子技术领域最主要的器件
激光器种类繁多，一般有如下分类方式
分类标准 工作物质
•固体
•气体
分
类
•液体 •半导体
•自由电子
激励方式
•光激励 •电激励 •热激励 •化学激励 •核激励
工作方式
•连续 •脉冲
激光波长
•红外 •可见光 •紫外 •X射线 •毫米波（THz） •γ射线
易于产生粒子数 反转和受激发射
窄的荧光谱线
§1.4.1 固体激光器
激励方式：光泵激励
气体放电灯激励
• 效率较低
非相干光源
半导体激光器激励
• 提高了效率
波长可以与工作物质匹配
• 小型化、质量轻、全固体化、寿命长
§1.4.1 固体激光器
典型的固体激光器
红宝石激光器 钕激光器
钛宝石激光器
高功率、大能量、小体积
数十厘米 毫瓦量级 1~2m 数十毫瓦
工作物质
He、Ne混合气体（质量比He:Ne=1:10）
Ne是激活粒子；He是辅助气体，用作对Ne原子的共振 激发能量转移，以提高泵浦效率
He-Ne激光器
工作能级 632.8nm谱线和3390nm谱线有相同的激光上能级，因
而存在强烈电的竞争，可以通过如下手段来抑制3390nm 的模式，得子碰到632.8nm共 振的激光输出
§1.4.2 气体激光器
激励方式
最为常见的泵浦方式
气体放电泵浦
其它：化学泵浦、热泵浦、核泵浦
§1.4.2 气体激光器
典型的气体激光器
He-Ne激光器 氩离子激光器
CO2激光器
补充：铜蒸气激光器
12m激光滚珠丝杠(副)动态行程测量仪的研制
12m激光滚珠丝杠(副)动态行程测量仪的研制焦洁;肖正义【摘要】介绍了12 m激光滚珠丝杠副动态行程测量仪的设计方案、关键技术及工艺.【期刊名称】《制造技术与机床》【年(卷),期】2013(000)005【总页数】6页(P72-77)【关键词】大型精密量仪;滚珠丝杠副;行程误差;激光;动态测量;制造技术【作者】焦洁;肖正义【作者单位】北京机床所精密机电有限公司,北京100102;北京工研精机股份有限公司,北京101312【正文语种】中文【中图分类】U212.24+6随着大型、重型、高效、精密及复合的高档数控机床的发展，与其配套的关键功能部件——滚珠丝杠副的需求量逐年上升。
现阶段，大型、重型滚珠丝杠副主要由国外生产厂家垄断，对我国国民经济长期发展非常不利。
国内有规模的丝杠生产厂家都瞄准了大型、重型丝杠的市场，纷纷斥巨资上马8 m以上滚珠丝杠副的加工及配套设备，去争取这一市场中的巨大经济效益。
随着大型滚珠丝杠副的需求量的增加，对其质量要求也越来越高，其中滚珠丝杠（副）的行程误差是衡量其精度的主要指标。
然而，国内8 m以上的大型滚珠丝杠（副）行程测量仪还是空白，国外也没有此类商品出售。
国家在2009年科技重大专项“高档数控机床与基础制造装备”中立项研制高精度大型螺纹加工设备和与之配套的检测设备。
我公司负责的“12 m激光滚珠丝杠（副）行程测量仪研制及测试技术研究”项目是安阳鑫盛机床股份有限公司承担的重大专项“12 m螺纹磨床及9 m旋风铣床”的子课题，是与项目配套的非常关键的检测设备。
在大型测量仪研制的同时，开展测量方法与测量技术研究，制定大型丝杠的精度验收标准，制定丝杠测量仪检定规程。
本文重点介绍“12 m激光滚珠丝杠（副）行程测量仪”的总体方案及其关键技术。
1 主要技术指标与总体方案12 m测量仪的主要技术指标见表1。
表1 主要技术指标被测滚珠丝杠最大长度/mm 12 500单测丝杠时，丝杠的大径范围/mm φ规格参数50～220综合测量时，螺母法兰盘外径范围/mm φ110～305被测滚珠丝杠（副）导程（螺距）范围/mm 5～60实际平均行程偏差 eoa或esa有效行程内行程变动量 Vua 测量项目任意300 mm行程内行程变动量 V300a 任意2π弧度内行程变动量V2πa测量精度被测滚珠丝杠精度（GB/T17587.3－1998） P1－P3级图1为测量仪主机整体布局。
页面打印机质量页面打印机12ppm 12V激光 电子写照相机说明书
P AGEP RINTER12ppm 1212Vs High Performance–High-speed printing (12 ppm)–PCL6 controller has various print functions,such as Scalable Fonts, PrintModel, GL/2 graphic languages and PJLcontrol.–1200 dpi class resolution (True 600 dpiprint resolution + Advanced FEIT).–Optional LocalTalk and Ethernet(10Base 2 + 10Base T, TCP/IP + NetWare+ EhterTalk interfaces for network)environments make the PrintPartner 12Va network printer.s Environment Friendly–All of PrintPartner 12V’s plastic parts ofmore than 25 grams are marked forrecycling.–Energy Star compliant power consumptionsaving function.–Less toner wasteds User Friendly–PrintPartner 12V comes with printermanagement utility software for printersetup and status monitoring under theWindows 95/NT4.0 environment.–Easy to use LCD operational panel–Small foot printSpecifications are subject to change without notice. For the latest information, contact your local Fujitsu representative.All brand names and product names are trademarks and registered trademarks of their respective holders.As an ENERGY STAR Partner, Fujitsu has determined that this product meets the ENERGY STAR guidelines for energy efficiency.First edition, February 1998Corporate Headquarters6-1, Marunouchi 1-chome, Chiyoda-ku, Tokyo 100, Japan©1998 FUJITSU LIMITEDPrinted in JapanBC0088-1S FUJITSU LIMITEDInternational Computer Products Business GroupSolid Square East Tower, 580 Horikawa-cho, Saiwai-ku, kawasaki 210, JapanPhone: (81-44) 540-4054 Fax: (81-44) 540-4121North American contact:FUJITSU COMPUTER PRODUCTS OFAMERICA, INC.2904 Orchard Parkway,San Jose, CA 95134-2009, U.S.A.Phone: (1-408) 432-6333Fax: 894-1709HOME PAGE: /FUJITSU CANADA, INC.2800 Matheson Boulevard East,Mississauga, Ontario L4W 4X5, CanadaPhone: (1-905) 602-5454 Fax: 602-5457HOME PAGE: http://www.fujitsu.ca/European contact:FUJITSU EUROPE LTD.2, Longwalk Road, Stockley Park,Uxbridge, Middlesex UB11 1AB, EnglandPhone: (44-181) 573-4444 Fax: 573-2643HOME PAGE: /FUJITSU DEUTSCHLAND GmbH.Frankfurter Ring 211,80807 München, GermanyPhone: (49-89) 32378-0 Fax: 32378-100FUJITSU ITALIA S.p.A.Via Nazario Sauro, 3820099 Sesto S, Giovanni (MI), ItalyPhone: (39-2) 26294-1Fax: (39-2) 26294-201FUJITSU NORDIC ABKung Hans Väg 12,S-192 68 Sollentuna, SwedenPhone: (46-8) 626-6000 Fax: 626-6711FUJITSU ICL ESPAÑA, S.A.Paseo de la Castellana 95, TORRE EUROPA 528046 Madrid, SpainPhone: (34-1) 581-8000 Fax: 581-8300FUJITSU FRANCE S.A.1, Place des Etats-Unis, SILIC 310,94588 Rungis cedex, FrancePhone: (33-1) 4180-3880Fax: 4180-3866Australian contact:FUJITSU AUSTRALIA LTD.Fujitsu House 2 Julius AvenueNorth Ryde N.S.W. 2113, AustraliaPhone: (61-2) 9776-4555 Fax: 9776-4019HOME PAGE: .au/Asian contact:FUJITSU HONG KONG LTD.Room 2521, Sun Hung Kai Centre,30 Harbour Road, Hong KongPhone: (852) 2827-5780 Fax: 2827-4724FUJITSU KOREA LTD.11th Fl., Korea financial center building.,Yoido-Dong 23-6, Youngdeungpo-ku,Seonl, Republic of KoreaPhone: (82-2) 3787-6000 Fax: 3787-6074FUJITSU COMPUTER (SINGAPORE) PTE. LTD.20 Science Park Road #03-01, Tele Teck ParkSingapore Science Park @, Singapore 117674Republic of SingaporePhone: (65) 771-5555 Fax: 771-5588HOME PAGE: .sg/FUJITSU TAIWAN LTD.8F, No.170 Hung Tai Center Bldg.,Tun Hwan. Rd., Taipei, Taiwan, R.O.C.Phone: (886-2) 545-7700 Fax: 717-4644FUJITSU SYSTEMS BUSINESS(MALAYSIA) BHD.Fujitsu Plaza, 1A Jalan Tandang 204, P.O. Box636 Jalan Sultan 46770 Petaling Jaya,Selangor Darul Ehsan, MalaysiaPhone: (603) 793-3888 Fax: 793-0888FUJITSU SYSTEMS BUSINESS(THAILAND) LTD.12th Fl., Olympia Thai Tower,444 Rachadapisek Road, Samsennok,Huay Kwang, Bangkok 10320, ThailandPhone: (662) 512-6066 Fax: 512-6068FUJITSU PHILIPPINES, INC.2nd Fl., United Life Bldg., Pasay Road, LegaspiVillage Makati, Metro Manila PhilippinesPhone: (63-2) 812-4001 Fax: 817-7576* Contains the Power Page®Level 2 interpreter fromPipelines Associates, IncP OWER P AGE。
iPhone12的这颗激光雷达扫描仪你知道什么用吗？
iPhone12的这颗激光雷达扫描仪你知道什么⽤吗？伴随着不久前的Iphone 12系列的的发布，激光雷达这个词再⼀次频发地出现在社交平台和公众号⽂章中，⽽上次则是半年前的iPad Pro 2020发布时。
那么今天阿飞就⼤家来了解下这颗激光雷达到底是能⼲什么？⾸先激光激光雷达扫描仪简称LiDAR,可以理解为雷达的轻型版本发现不可见光线检测和测距并测量需要多少时间，达到⽬标后向后反射，计算不同物体和相机镜头之间的j距离。
就好像回声⼀样，本质上光的原理也是相同的。
通过Ios14的机器学习和深度框架。
Iphone会了解周围的世界，并建⽴精确深度图。
简单的来说激光雷达功能就是：测距。
⽽测距功能可集成到AR应⽤中，还可以⽤于优化拍照、甚⾄3D扫描等。
⽐如说进⾏对象和房间扫描，深度的照⽚和视频效果以及AR物体坐标的精准定位。
激光雷达是Iphone12Pro提供实时AR在应⽤程序中提供了⽆限的可能.AR应⽤凭借激光雷达快速测距特性，可让设备快速进⼊AR应⽤环境，减少等待时间；同时由于激光雷达更精准的测距表现，可以让AR应⽤虚实结合更逼真，提供更良好的遮挡表现等等；随着iPhone 12 Pro发布，Snap今天正式宣布旗下内容创作平台Snap Lenses 3.2版本正式兼容LiDAR模组，创作者可充分利⽤LiDAR创作出更⾝临其境的AR体验基于LiDAR、ARKit 3.5的能⼒，Snapchat可理解⽹格化的场景，理解环境中的对象⼏何性状，甚⾄理解场景的含义。
基于这些理解能⼒，提升AR体验效果，例如光线投射功能，遮挡等。
Snap前不久还宣布在伦敦进⾏了⼀场⼤型多⼈LBS AR活动：City Painter，进⼊特定地点后即可在AR场景街道上进⾏涂鸦、装饰等，⽀持多⼈交互，玩法有趣。
据了解，这场LBS AR活动是Snap基于全景的街景图像来建模，它基于AI算法将⼤量2D图像或全景图像重建成3D点云，以此来实现对⽴体空间的识别和建模。
激光原理(12)(第7章模式控制与稳频)
2、空间烧孔引起多模振荡
Iν q
L
z
∆n
空间烧孔效应：波腹处光强大， 用去的反转粒子数多，增益系数 下降的也大；波节处光强小，用 去的反转粒子数少，增益系数下 降的也少 若 ν q′ 的波腹与 ν q 的波节重合， 则 ν q′ 模式可能得到较高的增益 系数而形成振荡。 纵模的空间竞争：由于轴线方向 的空间烧孔效应，不同纵模使用 空间不同部分的反转粒子数而同 时产生振荡的现象
结论：输出功率：
ν q =ν 0 < ν q ≠ ν 0
2014/5/7 13
非均匀加宽单纵模激光器 兰姆凹陷
P νq
P P3 P0 P2
0 g1 (ν )
讨论：P148
两个烧孔在 ν −ν 0 < (∆ν H / 2) ⋅ 1 + Iν / I s 时开始重叠。 兰姆凹陷的宽度大 致等于烧孔的宽度：
I00
∆n ∆n
TEM00 x I10 TEM10 x
非均匀加宽激光器中的多纵模振荡
1.非均匀加宽激光器的各纵模之间没有模式竞争，所有小信 号增益系数大于阈值增益系数的纵模都能形成稳定振荡 2.非均匀加宽激光器通常都是多纵模振荡
gi (ν , Iν )
gt
Iν
ν
ν
ν
激发增强
3. 外界的激发越强，小信号增益曲线就越高，满足振荡条件的 纵模个数也越多
8
均匀加宽单模激光器
均匀加宽工作物 质的增益系数
0 (ν q ) gH δ = g= H (ν q , Iν q ) Iν q l 1+ I s (ν q )
腔内平均光强：
Iν q
激光器的输出功率：
+
0 gH (ν q )l I s (ν q ) − 1 δ
“宝石路”激光制导炸弹风雨四十载
“宝石路”激光制导炸弹风雨四十载田磐:塑=』I|周义,周绪彬,王自焰1"宝石路"激光制导炸弹家族兴旺"宝石路"(Paveway,义称"铺路爪")系列激光制导炸弹足美国于2O世纪60年代中期,在MK80系列普通标准炸弹基础上加姨激光制导系统和弹冀丽成的一种低成本精确制导武器.可以从有限防空区外投掷.准确地攻击各种地面和水面目标."宝石路"的编号为GBU,表示"制导炸弹"(GuidedBombUnit)之意,巳发展出I,Ⅱ,Ⅲ代.是美国空军对地攻击的蓖要力攮.也是世界上生产数量最大的机载精确制导炸弹.美国《每El航字》报道.2004年10月26日美围霄神公司交付了第25万枚"宝石路"激光制导炸弹."宝石路"l已经停产.目前牲备的"宝石路"激光制导炸弹主要是Ⅱ,Ⅲ系列.并正在研制"宝石路"Ⅳ系列.1965年.美军开始研制"宝石路"I激光制导炸弹,主要有GBU一10A/B,GBU—I1MB,GBU—l2B等型号.1967年装备部队,并立即投入实战使用,命中精度达到3米,较普通炸弹的命中精度有了很大提高.1977年.美军开始生产"宝石路"Ⅱ激光制导炸弹,主要有GBU—l0B/C/D,GBU—I2t]/C,GBU—J6B,GBU一17B以及供英国空军使用的MKI3/18等型号."宝石路"Ⅱ增大了射程,改进了制导和控制系统.命中精度提高到1~2米.1980年美军开始研制,并于I983年开始生产"宝石路"Ⅲ激光制导炸弹,主要有GBU一22B,GBU一24B(见图1),GBU一27B,GBU一28等四种型号."宝石路"皿的命中精度达到了1米以内.射程超过了IO千米.远距离打击能力有了很大提高"宝石路"激光制导炸弹具有以下主要性能:(1)口径多朋1羹军"宝石路"Ⅲ型GBU—24炸弹"宝石路"激光制导炸弹系列有多种口径(炸弹的13径指的是炸弹的重量,而不是弹体直径或发射装置的直径等).每种口径又发展了多种型号.部分口径的型号已经发展出第三代产品.口径500磅(227千克)的各型炸弹都是在【1径500磅的MK82常规炸弹掸体卜,加装激光制导控制装鼹和气动力组件而成.第一代型号为GBU—l2A,B;第2代型号为GBU—l2B,GBU-12C,GBU一12D,GBU一12E.口径1000磅(454千克)的各型炸弹都足在口径1000磅的MK83常规炸弹弹体上,加装相应的成套改装件而成.第一代型号为GBU一16A.第二代型号为GBU一16B,GBU—l6C.口径2000磅(908千克)的炸弹都是在口径2000磅的MK84或BLU一1098常规炸弹弹体上,加装相应的成套改装件而成第一代型号为GBU-10A:第二代型号为GBU-10B,GBU-10C,GBU一10D,GBU一10E,GBU一10F,GBU—lOG,GBU—lOH, GBU一】0J.第三代型号为GBU一24A,GBU一24B, GBU-27B,GBU一28B.(2)性能各异"宝石路"可以从战斗机,轰炸机,无人机等多种平台投放.第一,二代"宝石路"采用激光制导,第代采用GPS/INS和激光复合制导.第一代"宝石路"适用于中高空,近距攻击,第二代适用于中低空,近中距攻击,第三代适用于低空,远距,防区外攻击. (3)效费比高"宝石路"的单价比普通炸弹高得多.一枚500磅的MK82型炸弹价格不足3000美元,20o0磅MK84型炸弹的单价约8500美元,而一枚使用MK82型普通炸弹的"宝石路"Ⅱ型GBU一12制导炸弹价值2.2万美元,命中精度更高的"宝石路"Ⅲ型炸弹的造价更高,使用MK84型普通炸弹的"宝石路"Ⅲ型GBU一24B的单价约5.5万美元,但仍比价值百万美元的"战斧"巡航导弹便宜的多.由于命中精度高,作战效果好,一枚制导炸弹可以顶替上千枚普通炸弹,效费比普通炸弹高50倍以上.精确制导武器的使用,还能降低更加昂贵的载机和飞行员的损失及伤亡风险,所以成了国际军火市场的抢手货.目前使用"宝石路"的国家和地区已达33个. 2"宝石路"激光制导炸弹的实战应用"宝石路"系列炸弹自装备部队以来,从20世纪60年代的越南战争开始,几乎在所有的战争中都能见到它的踪影,充分证明了"宝石路"系列制导炸弹的确是一种货真价实的高效费比武器.(1)越南战场,初露锋芒"宝石路"最早用于越南战争.1965年至1972年初的8年中,美军对越南北方通往南方的必经要道——清化桥进行了数十次空中轰炸,投下了成千上万吨炸弹,损失了几十架飞机和十多名飞行员,耗资l0亿美元以上,但始终未能将其炸毁.美国太平洋空军把这座"永远炸不倒的桥"称为"使我们声名狼藉的目标".1972年5月13日,美军一架F—l04战斗机利用机载低功率激光发射器瞄准大桥,然后,8架攻击机先后向清化桥投下了激光制导炸弹,顷刻之间,清化桥的西半部桥身就从l2米高的水泥桥墩上掉了下去.据统计,美军在越战中总计使用了25000多枚第一代"宝石路"I激光制导炸弹,炸毁桥梁,发电站和建筑物等目标1800余个,命中概率达60%,平均使用l4颗精确制导炸弹摧毁一个固定目标.(2)海湾战争,大显身手1991年1月17日凌晨2时51分,美国空军第37战术战斗机联队的一架F一117A"夜鹰"隐身攻击机向巴格达市中心的电话电报大楼投下了一枚"宝石路"Ⅲ型GBU一27激光制导炸弹,宣告海湾战争全面爆发.届时,两架F一15E分别携带8枚GBU—l2在30分钟内摧毁了伊军l6辆坦克,还曾使用该炸弹从通风口钻人一个伊军加固掩体内部并将其摧毁.65架使用GBU一12激光制导炸弹的F一111F轰炸机摧毁了伊拉克军队1500辆坦克和装甲战车.海湾战争中,美军首次使用了GBU一28激光制导钻地弹(见图2).当时,面对伊拉克无数坚固的掩体和地下工事,"宝石路"GBU一27激光制导炸弹的穿透能力有限,收效甚微,核钻地弹显然又不能使用.万般无奈之下,美军将从老式203毫米炮管上切割下来的钢管作为弹体,在其前端安装了GBU一27炸弹上的激光导引头,末端加装了大翼面尾翼,制成了直至战后才正式命名的GBU一28型激光制导钻地弹.GBU一28全弹重2270千克,弹长5840毫米,弹体直径370毫米,装填306千克梯恩梯和铝粉的混合炸药,被称为"激光制导炸弹之王".首批生产的4枚中有两枚用于实战,其中一枚摧毁了伊拉克的一个防空洞.据说这种临时"拼凑"起来的钻地弹能穿透30米厚的泥土或6米厚的混凝土,可谓身手不凡.图2美军GBU-28激光制导钻地弹海湾战争中,多国部队共投放了l03o0枚制导炸弹,其中美国空军共投下了9300颗"宝石路"系列激光制导炸弹,用于攻击机场,桥梁,火炮,车辆与装甲车辆等目标.据统计,F-117A投放的该系列激光制导炸弹的命中率超过80%,其余攻击飞机投放的该炸弹命中率一般为50%-60%,而多国部队投放的非制导炸弹的命中率仅为25%.(3)伊拉克战争,大放异彩据美国《每日防务))2003年5月19日公布的统计数字,在伊拉克战争中,美英联军总计投放了19948颗精确制导弹药(PGW),其中"宝石路"系列激:制导炸弹的使用量最多,达87l6颗,占投掷的精确制导弹药总量的43.7%,坐上了精确制导航空炸弹空投量的头把交椅.美军使用7ll4枚"宝石路"Ⅱ型GBU一12用于执行常规打击任务,攻击伊军兵器,车辆等小型点状目标,使用了236枚"宝石路"Ⅱ型GBU一10,1233枚"宝石路"Ⅱ型GBU一16,23 枚"宝石路"Ⅲ增强型EGBU一24,l1枚"宝石路"Ⅱ型GBU一27,1枚GBU一28,打击地下掩体及其它坚同点状目标.伊拉克战争中,美军首次使用r"宝石路"Ⅲ增强型EGBU一27,共投放了98颗.EGBU一27采用GPS/INS和激光复合制导方式,即使在沙尘暴等恶劣天候条件下仍能正常使用,从而提高了炸弹的命0精度.:3不断改进铸利箭"宝石路"虽然经历了多次实战检验,并进行了多次改进.但仍存在许多不足:一是不能完全做到:垒天候使用,雨,雪,雾等不良气象对其作战效果有很大的影响;二是抗干扰的能力较差,容易受到外界的欺骗和干扰;三是射程较近,载机不能完全脱离对方的地面防空火力范围.目前,美军正从采用新型制导系统,提高抗干扰能力,增大射程,提高命中精度和增强作战适应性等几个方面对"宝石路"进行改进,并在研发"宝:百路"Ⅳ新型激光制导炸弹,打造精确制导炸弹家族的新利箭.(1)采用两套独立的GPsl仃NS和激光制导方式目前"宝石路"激光制导炸弹采用的是单一的半主动自动激光寻的制导方式.作战使用中,首先用激光照射器照射目标,炸弹从飞机上投下后自动跟踪目标反射出的激光,修正弹道飞向目标.激光照射器可以由特工人员从地面带到目标附近安装,也可以由另外一架飞机照射,或由本机自带激光照射器照射.但担负激光照射任务飞机的机动性受到一定限制,在无制空权的条件下降低了作战飞机的生存力.未来的"宝石路"将采用独立的GPS/INS和激光制导方式,每个制导系统均可单独工作,与通常2006年第2期意义上的"起始段和中段采用GPs/INS制导,末段采用主动式合成孔径雷达导引头制导"等复合制导方式具有本质的区别.GPS/INS制导系统不受天候影响,虽然采取了多种抗干扰技术,但容易受到电子干扰的天然缺陷并没有得到根本改变,这一点在伊拉克战争中得到了充分的证明,且制导精度明显低于激光制导,这也是其它精确制导武器的起始段和中段采用GPS/INS制导,末段采用精度更高的主动式合成孔径雷达或毫米波雷达导引头制导的主要原因.采用两种独立的制导系统后,飞行员可根据战场制空权,天候,电磁环境以及对打击目标的精度要求等具体情况,灵活的选择其中的一种制导方式.这种制导方式已经在伊拉克战争中使用的EGBU一27上进行了试验,收到了明显的效果. (2)使用钻石背弹翼,增大射程现代地面防空武器系统的火力打击距离越来越远,对投放精确制导武器载机的威胁越来越大. 载机为了确保自身的安全,就必须在敌方地面防空火力圈外发射空袭兵器,因此增大射程已经成为机载精确制导炸弹的一个重要发展方向.欧洲导弹集团(MBDA)为美军研制了俗称"给炸弹插上翅膀"的'钻石背'弹翼"."钻石背"是英文(DIAMONDBACK)的直译,还有一种更形象,更准确的名称为"菱形背",因"DIAM0ND"也有"菱形"之意."钻石背"是一种由折叠弹翼,可以弹出弹翼的机械机构以及飞行控制单元组成的串式联动弹翼组件."钻石背"弹翼采用独特的铰链串联弹翼设计,一对可折叠的剪状结构骨架式弹翼平时收拢在炸弹下部.炸弹被投放后,在气流的作用下,弹翼后翼的支点自动向后滑动,弹翼展开成菱形的滑翔翼,扩大了弹翼的长度和面积,由于升力面积的增加,炸弹立即获得更好的空气动力性能,进而增大射程."钻石背"的主要优点,一是增加的弹翼套件增加了翼面积,使炸弹拥有了更好的空气动力性能,从一枚普通的航空炸弹变成了一枚滑翔炸弹,可极大增加炸弹的射程和机动能力;二是价格仅在l0000美元以内,改装成本十分低廉;三是弹翼结构坚固,关节机制可靠性高,不易折断变形,影响作战使用;四是弹翼重量低,不会对炸弹本身重量产生影响."钻石背"弹翼已经成功的应用在微小型.爨零冬g--÷●一wj■_Luvu诈币fJDAM,小口径炸弹(SDB)和风偏修正弹药撒布器在内的美军众多新型低成本,GPs制导弹药上.微小型GBU一38型JDAM(见图3)的口径为500磅(227 千克),与"宝石路"GBU一12激光制导炸弹一样,也是以口径500磅的MK82常规炸弹为基础改装而成.美军进行的试验证明,GBU-38型JDAM使用"钻石背"组件后,从7600米高空投放,打击距离已经从原来的l8.5千米增加到65千米.实际上,制导炸弹的飞行距离与其被投放时载机的飞行速度,高度和机身与水平面的夹角等冈素关系极大.也就是说,如果飞机的飞行速度越快,高度越高,炸弹的飞行距离就更远,如果再使用45度角拉升抛投的方法(只有战斗机外挂炸弹才能使用这种方法投掷), 则能将投掷距离再增加3O%～5O%左右.图3安装"砖石背"弹翼的GBU-38JDAM炸弹目前,MBDA导弹系统公司正在"钻石背"弹翼的基础上,为美军发展一种大展弦比的串联展开式"主动钻石背"(ADB)弹翼,采用"灵巧"材料和自适应结构,综合到具有高续航能力的弹体结构中能获得最佳的空气动力性能,并将弹体结构重量减至最小,从而增强其待机飞行能力.采用新材料后,还减少了机电部件,改善了经济承受能力,提高了可靠性,并减少整个尾翼部件的生产和试验的时间. (3)采用数据链制导美军经过几十年的努力,建成了一个庞大的由精确制导炸弹和导弹组成的不断增强的武器库.美军迫切希望将这些武器相互联接并同机载或地面控制器系统联接,从而使飞行中武器能够重新瞄准新出现的目标,并能更快速,精确地进行轰炸毁伤效果评定.现有的数据链(JTIDS和M1DS)广泛用于各型战术战斗机,轰炸机和指挥控制飞机,由于重量和体积偏大,尚不能用于绝大多数载荷较小的无人机和微小型精确制导武器.为此,美军正在开展适用于制导炸弹和导弹的通用数据链验证计划,发展一种小型化的最初称之为"女妖"(Banshee),现在称之为"武器数据链体系结构"(WDLA)系统.WDLA是一种开放式的,软件町编程的无线电系统,可以根据各军兵种关于所有新的战术通信系统的要求加以修改,能在几分钟内单独地重新编程,从而提供可靠的,任务专用的通信协议和参数. WDLA的体积为1O立方英寸,将安装在口径227千克的GBU-38型"联合直接攻击弹药"和口径39～43千克的"低成本自主攻击系统"(LOCAAS)等微小型精确制导武器上.洛克希德-马丁公司同波音公司竞争小口径炸弹(SDB)项目合同虽然失败了,但却研制出了能够向飞行中的精确制导武器传送更新后的日标坐标的网状波束发射技术.另外一个正在试验的数据链是洛?马公司为期两年的"低成本自主攻击系统一数据链"(LOCAAS—DL)验证项目.在LOCAAS—DL验证项目中,将进行武器在远距离识别和摧毁目标的一系列试验,并使用数据链引入"人在回路"功能.有报道称,美国雷声公司和洛克希德?马丁公司可能在"宝石路"制导炸弹上安装WDLA数据链.(4)发展"宝石路"Ⅳ型制导炸弹2Oo4年1月2613,美国雷声公司与英国国防部签订了一项价值2.6亿美元的合同,为英国空军设计,制造2Ooo.一25oo枚"宝石路"激光制导炸弹系列中的最新型号——"宝石路"Ⅳ精确制导炸弹.英军现役的"宝石路"激光制导炸弹全部由该公司提供,并以其高可靠性和高精度在英国空军中享有极高的盛誉."宝石路"Ⅳ将取代英军现有的非制导炸弹和激光制导炸弹,计划2oo7年装备英军的"鹞"GR.9, "狂风"GR.4和"台风"以及第2批次欧洲战斗机. "宝石路"Ⅳ使用口径500磅(227千克)级MK82普通炸弹为弹体,采用能够独立制导的GPS/ INS和激光制导方式,采用具有较强抗电子欺骗及抗干扰性能的第二代GPS技术,加装增大射程的"远射"或"钻石背"弹翼,采用最先进的引信系统,能将作战时造成的附带损伤减至最小.另外,"宝石路"Ⅳ的制导装置已经实现了模块化,可以不需改进就能安装到不同的普通炸弹上,这是一个非常了起的成绩.目前,"宝石路"Ⅳ已经成功的进行了多次试验.2005年1月12日,一枚包括惰性战斗部,制导及引信等部件的试验样弹以300米/秒的速度,沿滑轨碰撞一定厚度的加固混凝土目标(见图4).试验中,战斗部在最小限度受损的情况下完全穿透目标,且引信完好无损,证明_''宝石路"Ⅳ能够在起爆前穿透加固目标.2005年2月23日,雷声公司再次成功的进行该制导炸弹的战斗部破片杀伤性能试验,完全满足英国国防部对破片杀伤性能提出的要求.2005年5月l1日,进行了"鹞"式GR.9战斗机装载"宝石路"Ⅳ环境飞行试验,利用该环境试验弹测定并纪录振动强度,压力和温度,为未来该制导炸弹的合格性试验提供了必要数据.2,_:图4准备进行地面撞击试验的"宝石路"lV型炸弹据英国《简氏防务周刊》报道,2006年初"宝石路"Ⅳ还将进行更为复杂和严格的环境和操练试验.如果一切试验进展顺利,将进行实弹投放飞行试验.岔零壮岔零;毋苫(上接第2页)个科学的春天到来的时候,张伦武和他们那个科技团队的伙伴们,迎着春风春雨总是那么匆忙.有时他们像出征的战士,春郊试马,演文论武;有时更像一位决胜千里的将军,运筹帷幄,虎帐谈兵.在实验室里,在电脑键盘上,在千里场站,在沙场军营,他们在国防装备环境工程的科技海洋里搏击风浪.他们用观测的数据,求索的欲望,跋涉的汗水,攀登的决心,站在国防装备环境工程的科技浪头上,指点大千风景,也谱写着自己平凡而富于挑战的人生. g岔g邕零{祭努祭零祭零浮需舞;雾孪毋雾; (上接第4页)少,黑色金属材料还是仿苏时期苏联的牌号,合格率已不如前.轻武器制造基本上还是高消耗,低效率,粗放式生产.如果把法国的,美国的和中国的猎枪放在一个展台上,一眼就看出外表最差的准是"中国造",而这还是精雕细刻送出国外展出的.此外,还有一些过时的观念,指标,试验法及僵化的训练法也制约着新产品的出现.以上是从历史上谈了我国轻武器与国外轻武器之间的一差别,也谈了我国轻武器发展的几个层次.基础技术长期滞后下去,势必将使我国下一代武器的性能仍然落后.这个层次的落后对武器性能的影响是先天性的,所以,要用很大的力量,下最大的决心,使我国基础技术改观.4再创辉煌第三次科学技术大会刚刚开过不久,党中央提出要在15年内把我国提升为创新型国家,这个伟大号召和战略决策引起我的共鸣.学习胡锦涛同志的报告和大会的主要精神,面对错综复杂的国际形势,使我想起小时候老师讲解诸葛亮的《前出师表》,文中对局势的危艰分析,忧患意识,壮怀强国的意志,对国家事务的叮咛周至,字字沉重.所不同的那是古代,现在是强国时期.非常欣慰的是,现在我国已经有了一大批年轻有为的后生,开始掌门轻武器,他们有很好的知识结构,又遇上了我国发展的好时期.前辈们为他们奠定了一个很好的基础和较高的起点,轻武器信息化就靠他们奋斗,再创辉煌.搴电{t.,;,=,,;l,p'产p.j更正:本刊2006年第l期目次《人工智能技术在武2为王克义,刘天生,吴爱燕,谨此向作者致以歉意. ,乏_fp一一..,..__,',器装备中的应用研究》一文的作者应》本刊编辑部{,,,,,,,,。
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亚稳态
亚稳态
电
子
碰
撞
跃
迁
与管壁碰撞
发生“无辐
射跃迁”
Ne原子可以产生多条激光谱线,其中 最强的三条（标在了能级图中）是：
0.6328m 1.15 m 3.39 m
红光 红外
它们都是从亚稳态到非亚稳态和 非基态之间发生的，因此较易实 现粒子数反转。
这称为“泵浦”或“抽运”激发的 方式可以有光激发和原子碰撞激发 等。
为了有利于粒子数反转，激 活物质应满足：
有三能级或三能级以上的能 级系统；
上能级应为“亚稳态” （自 发辐射系数小）；
下能级不应是基态，而且对 下下能级的自发辐射要大。
例 He Ne 气体激光器的粒子数反转
He是辅助物质，Ne是激活物质，He 与 Ne之比为5:1 10:1 。（电子的 碰撞使He原子被激发的概率使比Ne 原子被激发的概率大）
(,T)是单位频率间隔内外来辐射的能
量密度 B12 — 吸收系数
3. 受激辐射 （stimulated radiation）
爱因斯坦在研究黑体辐射时，发现辐 射场和原子交换能量时，只靠自发辐 射和吸收是不能达到热平衡的，还必 须存在另一种辐射方式—— 受激辐射。
受激辐射指的是，若入射光子的能量
上世纪六十年代初对发明激光器有 贡献的三位科学家。
巴索夫
汤斯
普罗恰洛夫
种类：
按工作物质分
氙闪光灯
固体
（如红宝石Al2O3）
触发 电极
聚光器
激光束 红宝石棒Al 2O3
液体（如某些染料；可以调频） 气体（如He-Ne，CO2） 半导体（如砷化镓 GaAs）
按工作方式分
连续式（功率可达103 W） 脉冲式（平均功率可达1014 W ）
En
Nn
N2
N1
En
Nn e kT
N2 < N1
但要产生光放大必须N2 > N1，这是 因为， 能量为 E2 E1 的入射辐射 可引起两种过程：
受激辐射
d N21 dt
受激
B21
,T
N2
W21 N 2
吸收
d N12 dt
吸收
B12
波长：极紫外──可见光──亚毫米
(100 n m ） （1.222 m m ）
一. 原子的激发和辐射
1. 自发辐射（spontaneous radiation）
原子处于激发态是不稳定的，会 自发的跃迁到低能级，同时放出 一个光子，这叫自发 辐射。
E2
N2
h
E1
N1
设 N1 、N2 为单位体积中处于E1 、 E2能级的原子数。 则在单位体积中单位时间内从E2 E1自发辐射的原子数为
A21 C 3 B12
A21大， B12 和 B21也大
爱因斯坦的受激辐射理论为六 十年代初实验上获得激光奠定 了理论基础
二. 粒子数布居反转 （population inversion）
1. 为何要粒子数布居反转
由大量原子组成的系统，在温度 不太低的平衡态，原子数目按能 级的分布服从玻耳兹曼统计分布
,T
N1
W12 N1
要产生光放大必须 d N21 d N12
d t 受激 d t 吸收
因为 B21=B12 W21=W12 必须 N2 >N1 —— 粒子数布居反转
2. 粒子数布居反转（简称粒子 数反转）举例
粒子数反转态是非热平衡态。
为了促使粒子数反转的出现，必须 用一定的手段去激发原子体系。
h 等于原子高、低能级的能量差E2
E1、且高能级上有原子存在时，入射 光子的电磁场就会诱发原子从高能级 跃迁到低能级，同时放出一个与入射 光子完全相同的光子。
受激辐射有光放大作用：
E2
●
N2
全同光子
（频率、相位、
E1
h 振动方向和传播
●
N1 方向相同）
好激光器： 1020个光子 / 量子态
单位体积中单位Βιβλιοθήκη 间内，从E2 E1的受 激辐射的原子数为
d
N dt
21
受激
W21
N2
W21 = B21·(、T) B21 — 受激辐射系数
A21 、B21 、B12 统称为爱因斯坦系数 爱因斯坦从理论上得出：
B21 = B12
B21 = B12
W12 W21
8 h 3
激光
激光又名镭射(Laser)， 全名为“辐射的受激发 射光放大” （Light
amplification by stimulated emission of radiation）
世界上第一台激光器诞生于1960年。 此前，1954年制成了受激发射的微波 放大器—— 梅塞（Maser） 它们的基本原理都是基于1916年爱因 斯坦提出的受激辐射理论。
d N21 dt
自 发
A21N 2
Ａ21 自发辐射系数，它是单个原子
在单位时间内发生自发辐射的概率
各原子发射的自发辐射光子是彼此独立 的、因而自发辐射光是非相干光 。
2. 吸收（absorption）
若原子处在某个能量为E1的 低能级，另有某个能量为E2 的高能级。当入射光子的能
量h 等于E2 E1时，原子就
可能吸收光子而从低能级跃
迁到高能级，这个过程称为
吸收。
E2
h
●
N2
E1
●
N1
设 N1 、N2 分别为单位体积中处于 E1 、E2能级的原子数。则单位体 积中单位时间内，因吸收光子而
从 E1E2 的原子数为：
d
N 12 dt
吸 收
W12
N1
W12=Ｂ12 ( 、T )