《激光的发展史》PPT课件.ppt

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激光器的发展历史及现状ppt课件

①远红外激光器 ②中红外激光器 ③近红外激光器 ④可见激光器 ⑤近紫外激光器 ⑥真空紫外激光器 ⑦X射线激光器,
远红外激光器
X射线激光器
近紫外激光器
4.主要用途
由于激光器具备的种种突出特点，因而被很快运用于工业、农业、精密
测量和探测、通讯与信息处理、医疗、军事等各方面，并在许多领域引起了革命性的突破。激光在军事上除用于通信、夜视、预警、测距等方面外，多种激光武器和激光制导武器也已经投入实用。
子，并同时放出巨大辐射能量。由于激光能量可控制，所以该过程称
为受控核聚变。
5.世界激光器市场发展现状
世界激光器市场可划分为三大区域：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；
良好效果。
2、激光测距。激光作为测距光源，由于方向性好、功率大，可
测很远的距离，且精度很高。
பைடு நூலகம்
3、激光通信。在通信领域，一条用激光柱传送信号的光导电缆
，可以携带相当于2万根电话铜线所携带的信息量。
4、受控核聚空中的应用。将激光射到氘与氚混合体中，激光所
带给它们巨大能量，产生高压与高温，促使两种原子核聚合为氦和中
然而上述的微波波谱学理论和实验研究大都属于“纯科学”，对于激光器到底能否研制成功，在当时还是很渺茫的。
2.3成熟阶段
1954年，美国物理学家汤斯终于制成了第一台氨分子束微波激射器，成功地开创了利用分子和原子体系作为微波辐射相干放大器的先例,但所研制的微波激射器只产生了1.25厘米波长的微波，功率很小。
2.激光器的发明
2.1历史由来
激光器的诞生史大致可以分为几个阶段，其中1916年爱因斯坦提出的受激辐射概念是其重要的理论基础。这一理论指出，处于高能态的物质粒子受到一个能量等于两个能级之间能量差的光子的作用，将转变到低能态，并产生第二个光子，同第一个光子同时发射出来，这就是受激辐射。

《激光的基本原理》课件

利用光子学技术，可以实现高灵敏度、高分辨率的医学成像和诊断。同时，光子学技术还可以用于生物科学研究，如荧光共振能量转移等技术可以用于研究生物分子间的相互作用和动力学过程。此外，光子学技术还可以用于光热治疗、光动力治疗等领域，为癌症治疗等提供新的手段。
THANKS
感谢观看
详细描述
超快激光技术可以用于超快光谱学、超快成像等领域，为物质科学研究提供新的工具。同时，超快激光技术还可以用于微纳加工、光刻等领域，提高加工精度和效率。
光子晶体激光器的研究与应用
总结词
光子晶体激光器是一种新型的激光器件，具有高效率、高稳定性等优点，在光通信、光计算等领域具有广阔的应用前景。
随着技术的进步和应用需求的不断增长，激光技术逐渐拓展到工业、医疗、通信、军事等领域，成为现代科技的重要组成部分。
激光的重要性和应用领域
激光具有高亮度、高方向性、高单色性和高相干性等优点，因此在科学研究、工业生产、医疗卫生、军事等领域有广泛的应用。
此外，激光还在通信、测量、军事等领域中发挥着重要的作用，有力地推动了科学技术的发展和社会进步。
1960年，美国物理学家梅曼发明了第一台红宝石激光器，标志着激光技术的诞生。
激光的英文名称是“Laser”，是“Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation”的缩写，意为“受激发射光放大”。
激光的发展历程
激光技术经历了从初步实现到逐步成熟的发展过程，各种不同类型的激光器也不断涌现，如气体激光器、固体激光器、液体激光器和半导体激光器等。
例如，在工业领域中，激光可以用于打标、切割、焊接、热处理等；在医疗领域中，激光可以用于治疗眼科疾病、皮肤病、口腔疾病等。

激光的基本原理及其特性课件

激光清洗
利用激光的强光束和冲击波去除物体表面的污垢、油渍等，具有高效、环保、无损伤等特点。
医疗美容
激光祛斑
利用激光的高能量将皮肤表面的色素斑点去除，具有祛斑速度快、效果显
著、不留疤痕等特点。
激光脱毛
利用激光的高能量破坏毛囊的生长能力，从而达到脱毛的效果，具有脱毛效果好、速度快、安全可靠等特点。
高功率激光在工业、军事、医疗等领域有广泛应用，如激光切割、激光雷达、激光武器等。
03 技术挑战
高功率激光器的稳定性和可靠性是技术挑战，需要解决散热、光束质量等问题。
超快激光
01
02
03
超快激光的定义
超快激光是指脉冲宽度小于某一阈值的激光器，通常以皮秒或飞秒为单位。
应用领域
超快激光在科学研究ห้องสมุดไป่ตู้工业制造、医疗等领域有广泛应用，如光谱分析、微纳加工、眼科手术等。
单色性好
总结词
激光具有极佳的单色性，其波长范围狭窄，光谱宽度极小。
详细描述
由于激光的频率高度单一，其光谱宽度非常狭窄，这意味着激光的光波波长范围非常稳定。这种特性使得激光在光谱分析、精密测量等领域具有独特的优势。
亮度高
总结词
激光具有极高的亮度，其能量高度集中，亮度远高于普通光源。
详细描述
激光的亮度取决于其功率和光束面积的比值。由于激光的功率高且光束面积小，因此其亮度极高。这种特性使得激光在切割、焊接、打标等领域具有显著的优势。
技术挑战
超快激光器的稳定性和重复频率是技术挑战，需要解决脉冲能量波动、脉冲时间不稳定等问题。
光子晶体激光器
光子晶体激光器的定义
技术挑战
光子晶体激光器是一种基于光子晶体原理的激光器，光子晶体是一种具有周期性折射率变化的介质。

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。

《激光发展史》课件

《激光发展史》PPT课件
激光发展史是一段令人惊叹的科技之旅，本课程将带你了解激光的起源、发展和未来应用，并探讨其对社会的影响和发展机遇。
一、激光的发明和定义
激光的发明者
了解激光的发明者以及他们对科学界做出的巨大贡献。
激光的定义和特点
探索激光的定义，以及其独特的特性和优势。
二、激光技术的起步和发展
四、激光科技的未来展望
激光技术的研究趋势
展望激光技术的未来发展方向，如量子激光、激光通信和激光成像等。
激光技术的未来应用
探索激光技术在医学、工业、航天等领域的未来应用前景。
五、激光技术的影与发展机遇
1
激光技术对社会的影响
探讨激光技术对科学、工业和日常生活
激光技术的发展机遇
2
的积极影响。
了解激光技术发展带来的商业机会和创新可能性。
1
激光技术的发展史
追溯激光技术的起步和历史发展，突出里程碑事件和关键发现。
2
激光技术的应用领域
探索激光技术在医疗、通信、材料加工等领域的广泛应用。
三、激光技术的发展变革
激光技术的革命性进展
介绍激光技术在纳米科技、量子计算和光子学领域的突破性进展。
激光技术的发展挑战
探讨激光技术在能源效率、成本和环境影响方面面临的挑战。
六、结语
反思激光技术的发展历程
回顾激光技术的发展历程，思考其对人类进步的意义和启示。
展望激光技术的未来与发展方向
展望激光技术未来的发展方向，以及我们个人和社会应如何应对。

激光 PPT课件

相格：同一光子态的光子所占的相空间体积元。
结论1：同一相格中的光子运动状态无法区分，它们属于同一光子态。
xyzpxpypz h3 P h k
2
3
3
kxkykz xyz V
结论2：一个光波模式一个光子态。
二、光子的相干性
相干光波：频率相同、振动方向一致、位相差恒定的两束光波。
1 4 k 2dk 1 k 2dk
8
2
kz k ky
第一象限中k k dk区间体积内光波模式数：
2
1 2

k
2dk
3
V

k 2dk
2 2
V
光波（光子）具有两种独立的偏振状态
k 2 2 c
dk 2 d
c
V体积空腔内，频率 d
内光波模式数：
激光原理
Laser
Light Amplification of Stimulated Emission of Radiation
通过受激辐射实现光放大
一、激光技术的发展
• 1917年，爱因斯坦在《关于辐射的量子力学》一文预言了原子受激辐射发光的可能性，即存在激光的可能性；
• 20世纪50年代，C.H.汤斯和A.M.肖洛的光激射器理论；激光器方案的提出；
相干长度：沿传播方向的相干长度。空间相干性相干面积：垂直于光传播方向截面上的相干面积。
相干体积：空间体积 Vc内各点的光波场都具有明显的相干性，则Vc 为相干体积。
Vc Ac Lc
相干时间：光沿传播方向通过相干长度 Lc 所需的时间。
c Lc c
I( )
I
I

2
0

激光简介PPT课件

激光的颜色非常单纯，而且只向着一个方向发光，亮度极高
激光在屏上形成的小光斑，有极大的照度太阳表面的亮度比白炽灯大几百
倍。普通的激光器的输出亮度，比太阳表面的亮度大10亿倍。激光是当今世界上高亮度的光源。
激光打孔、切割、焊接和激光外科手术
第17页/共50页
激光的能量在空间上、在时间上高度集中
光能量不仅在空间上高度集中，同时在时间上也可高度集中，因而可以在一瞬间产生出巨大的光热。
激光化学：传统的化学过程，一般是把反应物混合在一起，
然后往往需要加热 (或者还要加压)。加热的缺点，在于分子因增加能量而产生不规则运动，这种运动破坏原有的化学键，结合成新的键，而这些不规则运动破坏或产生的键，有时会阻碍预期的化学反应的进行。
但是如果用激光来指挥化学反应，不仅能克服上述不规则运动，而且还能获得更大的好处。这是因为激光携带着高度集中而均匀的能量，可精确地打在分子的键上，比如利用不同波长的紫外激光，打在硫化氢等分子上，改变两激光束的相位差，则控制了该分子的断裂过程。也可利用改变激光脉冲波形的方法，十分精确和有效地把能量打在分子身上，触发某种预期的反应。
全息照相
信息技术
第19页/共50页
激光的基本原理
一．粒子的能级与辐射跃迁
1．粒子的能级组成物质的原子、分子等粒子总是处于一定的能态或能级，能量最低的能态称为基态，其它能量较高的状态称为激发态。基态是最稳定的状态，通常多数粒子处在基态上，当一粒子获得一定的能量跃迁到某一激发态时，它在激发态上停留的时间一般很短，其平均寿命大约在10-9~10-7秒。有些粒子的某些激发态寿命较长，平均寿命大约可达10-3~10-2 秒，这样的激发态称为亚稳态。
激光已经成为信息时代的心脏！激光已经成为社会进步的推动力！激光已经成为人类现代生活的重要组成部分！

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。

《激光基本性质》课件

方向性
激光的光束很窄，且发散角很小，因此具有很好的方向性。
高亮度和相干性
激光的能量高度集中，亮度极高。同时，由于光的相干性，激光具有很好的干涉和衍射特性。
激光的类型与分类
按照工作物质分类
根据产生激光的工作物质的不同，可以将激光分为气体激光器、固体激光器、液体激光器和半导
体激光器等。
按照输出功率分类
近年来，随着光纤技术的不断发展，光纤激光器成为激光技术的重要发展方向之一，具有高亮度、高效率、低成本等优点。
随着技术的不断进步，激光波长范围不断扩展，从可见光到远红外、紫外等波段，应用领域也日益广泛。
激光的重要性和应用领域
激光具有高亮度、高方向性、高单色性等特点，因此在科学研究、工业生产、医疗卫生、军事等领域得到广泛应用。
在军事方面，激光可以用于激光武器、激光雷达、激光制导等领域，提高武器装备的精度和战斗力。
在医疗卫生方面，激光可以用于眼科、皮肤科、口腔科等领域，具有无创、无痛、无副作用等优点。
在科学研究方面，激光可以用于光谱学、光学物理、量子物理等领域的研究，推动科学技术的进步。
在工业生产方面，激精度。
激光产生的条件
要产生激光，需要满足三个基本条件：工作物质、泵浦源和光学共振腔。工作物质是产生激光的物质，泵浦源用于激发工作物质，使其达到粒子数反转分布状态，光学共振腔则用于选频和反馈，使特定频率的光得到放大。
激光的特性
01
02
03
单色性
由于激光的频率单一，因此其光谱宽度极窄，具有极好的单色性。
光纤激光技术
总结词
光纤激光技术是一种利用光纤作为增益介质的激光技术。
详细描述
光纤激光技术具有高效率、高稳定性和长寿命等优点，因此在通信、传感、军事等领域有广泛应用。随着光纤激光技术的不断发展，其输出功率和光束质量也在不断提高，有望在更高性能的领域得到应用。

激光简史发展与应用课件

激光焊接
通过激光束与材料的相互作用，使材料迅速熔化并形成焊缝。激光焊接具有速度快、精度高、变形小等优点，在汽车、航空航天等领域得到广泛应用。
激光打标利用激光在物体表面留下永久性的标记，如文字、图案、二维码等。激光打标具有速度快、精度高、无污染等优点，在电子、食品、医药等行业得到广泛应用。
医疗领域的应用
科研2
激光干涉测量
03
非线性光学
利用激光的高单色性、高亮度等特点，研究物质的光谱特性。激光光谱学在化学、物理、生物等领域发挥重要作用。
通过激光干涉现象，实现高精度测量。这种方法在长度计量、表面形貌测量等领域具有广泛应用。
研究强光场与物质相互作用产生的非线性效应，如二次谐波、光学参量振荡等。非线性光学在激光频率转换、光信号处理等方面具有重要应用。
激光简史发展与应用课件
目录
• 激光的概述和简史 • 激光的技术原理 • 激光的类型和器件 • 激光的应用 • 激光的未来发展和挑战
01 激光的概述和简史
激光的定义和特性
定义
激光是“光放大通过受激发射辐射” 的简称，它是一种特殊的光源，具有高强度、高单色性、高方向性和高相干性等特点。
特性
不同于普通光源，激光具有亮度极高、颜色单一、方向性好、相干性优等特性。它在光学、微纳加工、通讯、医疗等诸多领域有着广泛的应用。
激光的发现和早期发展
早期探索
人类对光的放大和探索可以追溯到20世纪初，但直到1950年代，物理学家才开始研究如何通过受激发射实现光放大。
梅曼的实验
1960年，美国物理学家西奥多·梅曼成功制造了第一台红宝石激光器，并产生了人类历史上的第一束激光。这一成果被誉为20世纪最重要的科学发现之一。

激光的发展ppt课件

• 上个世纪六十年代，美国的梅曼教授发明了激光，1970年前苏联应用激光治疗高血压等内科疾患，治疗高血压118例。其中 108例血压恢复正常。1972年治疗支气管炎，结果21例当即生效，肺活量增加30%。在20世纪70年代，我国开始将激光应用于临床，包括内、外、妇、儿、耳鼻咽喉科、口腔科、眼科、皮科和神经科约有200多种疾病，均取得一定疗效。
激光在医学中的应用
1991年王铁丹教授首次在国内将俄罗斯开始的低强度激光血管内治疗应用于临床，特别是武警广东总队医院使用该仪器成功地使一名因脑外伤而对声、光、电、针刺无反应的患者奇迹般地恢复了思维、言语和行动功能，痊愈出院，促进了这种疗法在全国的推广应用。这种疗法已被证实可以改善血液黏稠度，提高红细胞变性能力，改善微循环，提高红细胞的携氧能力，调节机体的免疫力，激活体内的多种酶和激素。
使用的是邓小平先生。
第二阶段
血管内照射疗法，将激光导入血管内进行血液照射，这种疗法只能在具有严格消毒条件的医疗单位中进行，由于每次都要进行静脉穿刺，无法进经研究发现鼻腔内的血管网更加丰富，血红细胞单行排列，全身血液每七分钟就会在鼻腔内血管流通一次，其中的血红蛋白和血清蛋白能吸收更多的激光能量，其临床效果更好一些。鼻腔内血管非常丰富，而且鼻黏膜血管深层的血液还可以不经过毛细血管，而从小动脉直接进入小静脉(动静脉吻合)，这种动静脉吻合占鼻黏膜血流的 60%左右。所以，有的学者认为鼻甲组织血流量比肝脏、脑和肌肉等组织相对地多，而且鼻腔内的自主神经也非常丰富，它不但可以影响脑的血管缩舒功能，而且还会通过迷走神经影响消化系统的功能。再者，由于鼻腔的解剖关系，有某些潜在的微细交通和蛛网膜相联系。这种疗法不需要静脉穿刺，治疗时安全可靠。

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。

激光器的简介以及发展历程课件

详细描述
气体激光器通常采用气体作为增益介质，通过放电或燃烧等方式激发气体内部的原子或分子，使它们跃迁到高能级状态，从而实现光的放大。常见的气体激光器有氦氖激光器和二氧化碳激光器等。
液体激光器
总结词
利用液体作为增益介质的激光器。
详细描述
液体激光器通常采用有机染料或重金属盐溶液作为增益介质，通过激发介质内部的分子或离子产生光子，从而实现光的放大。常见的液体激光器有染料激光器和金钠米激光器等。
科研领域
激光光谱学
利用激光技术对物质进行光谱分析，以研究其
组成和结构。
激光物理
利用激光技术对物理现象进行研究和实验，如量子光学、非线性光学
等。
激光化学
利用激光技术对化学反应进行激发和观测，以提高化学反应的效率和
产率。
生物医学成像
利用激光技术对生物组织进行无损检测和成像，如光学显微镜、共聚
02
激光器的发展历程
激光器的起源
激光器的起源可以追溯到20世纪60年代，当时科学家们开始探索光的相干性，并发现了光的受激发射现象。
1960年，美国科学家梅曼发明了第一台红宝石激光器，从此开启了激光技术的新篇章。
激光器的发明引起了广泛的关注和兴趣，因为它具有高亮度、高方向性、高单色性和高相干性的特点，为科学研究、工业生产和军事领域提供了新的工具和手段。
焦显微镜等。
感谢您的观看
THANKS
02
光束质量
激光的光束质量影响其聚焦和传输效果，光束质量越高，激光的亮度越高。
03
稳定性
激光器的稳定性对其应用效果和使用寿命具有重要影响，稳定的激光器能够保证长时间的工作效果。
04