激光原理与技术课程设计
激光原理课程设计
激光原理与技术课程设计---谐振腔自再现模式特性分析XXX uestc1.课程设计任务与要求LD课程设计任务与要求（1）编程计算图示谐振腔的稳定性与光焦度1/F的关系。
可取R1=¥, R2=¥,l1=250mm, l2=200mm。
（2）计算输出镜M2和透镜上的模式半径与光焦度1/F的关系。
（3）取使谐振腔稳定的F值，计算腔内模式半径与z的关系。
（4）取不同的l1值和R1值，计算谐振腔的稳定性，输出镜M2和透镜上的模式半径与光焦度1/F的关系。
（5）进行光线追迹，计算从M1出发，光线参数为(r0, q0)的光线在腔内往返传播的2.实验原理分析1）光焦度与谐振腔稳定性的关系光学谐振腔的稳定性可以用光线往返一周后的【A B C D 】矩阵来描述，根据谐振腔稳定性条件可以判断，当 <1时为稳定腔，当>1时为非稳腔，当=1时为临界腔。
再用matlab 方法作图就可以画出光焦度D 与谐振腔稳定性的关系 2）光焦度与透镜和输出镜作图原理设腔内五个部分的【A B C D 】矩阵分别为 Tr1 Tl1 TF Tl2 Tr2,透镜和输出镜上的传播矩阵分别为T1=Tl1*Tr1*Tl1*TF*Tl2*Tr2*Tl2*TF 和T2=Tl2*TF*Tl1*Tr1*Tl1*TF*Tl2*Tr2;利用matlab 编程得到传播矩阵T1 T2，根据公式 ，用matlab 方法作图就可以画出光焦度D 与透镜和输出镜上光斑半径的关系。
3）z 与光斑半径作图原理算输出镜M2和透镜上的模式半径与光焦度D只要求得光腰半径w0的大小，就可以求出任意处z 的光斑半径大小，而光腰半径w0的大小可以用上述公式逆用求得，根据某一参考面【A B C D 】矩阵，可以求出该处光z,根据公式 作图就可以得到z 和光斑半径的关系。
w()z w =w()z w =4）光线追迹原理设从R1上射出的光线位置参数为【r ；θ】,则传播到透镜上的位置参数为【r F；θF】则二者存在关系式：【r F；θF】=TF*Tl1*【r ；θ】，在左腔镜中，X=0：l1;Y= r F+X θF 根据X，Y的关系就可以做出光线在左腔镜中的传播轨迹，经过透镜和被R2反射的光线也可以利用相同方法求出，重复上述过程，可以得到从某一范围发出的光线在谐振腔内的轨迹图。
激光原理技术及应用课程设计
激光原理技术及应用课程设计课程设计背景激光技术是一种高科技领域，在光学、电子和物理领域都有广泛应用。
对于工程和科学领域的学生来说，学习激光原理技术及应用课程是非常重要的。
这一门课程设计旨在帮助学生深入了解激光原理和技术，并将所学理论知识应用到现实问题中。
课程设计目的本课程设计的主要目的是：•帮助学生了解激光原理，掌握激光器的构造和工作原理；•培养学生运用激光技术进行实验和研究的能力；•让学生了解激光在工业、医学、通信等领域的应用。
课程设计内容第一章激光器的构造和原理本章主要介绍激光器的构造和工作原理。
包括：•激光器组成结构；•激光器的产生过程；•激光器中的元器件和控制系统；•激光系统的稳定性和调节；第二章激光器的性能和参数本章主要介绍激光器的一些基本性能和参数。
包括：•激光器的输出功率、波长和频率；•激光器的相干性和椭偏率；•激光器的束流性、脉冲宽度、重复频率和功率密度；•激光器的渐变折射率和损耗。
第三章激光在医学、工业和通讯领域的应用本章主要介绍激光在医学、工业和通讯领域的应用。
包括：•激光在医学中的应用，如激光手术、激光切割和激光治疗等；•激光在工业中的应用，如激光加工、激光打标和激光切割等；•激光在通讯领域中的应用，如激光通讯和激光雷达等。
课程设计要求1.学生需要深入研究所分配的主题，并且在规定时间内提交课程设计报告；2.学生需要使用实验室中的激光器进行实验，并且完成实验报告；3.学生需要根据自己的实际情况来选择适当的实验方案。
参考文献1.《激光技术与应用》（第四版）著者：陈世清、徐兆礼;2.《激光物理与技术》著者：刘永杰;3.《激光科学与技术》著者：黄山明、杨卫亚。
激光原理课程设计副本
激光原理课程设计副本一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握激光原理的基本知识，包括激光的产生、特性、应用等。
通过本课程的学习，学生应能：1.描述激光的产生原理和基本特性。
2.理解激光在各个领域的应用，如通信、医疗、工业等。
3.分析激光技术的发展趋势和挑战。
在技能方面，学生应能：1.运用基本的物理知识解决激光相关问题。
2.进行简单的激光实验，如激光器的搭建和调谐。
在情感态度价值观方面，学生应能：1.认识到激光技术在现代科技发展中的重要性。
2.培养对激光技术的兴趣和好奇心，为其进一步学习和发展奠定基础。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.激光的产生原理：介绍激光的产生过程，包括物质的激发、能级跃迁等。
2.激光的基本特性：讲述激光的单色性、方向性、相干性等基本特性。
3.激光的应用：介绍激光在通信、医疗、工业等领域的具体应用。
4.激光技术的发展趋势和挑战：分析当前激光技术的发展状况，探讨未来的发展方向和可能遇到的挑战。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法，包括：1.讲授法：用于讲解激光原理的基本概念和理论知识。
2.讨论法：鼓励学生就激光技术的应用和发展进行讨论，提高其思考和表达能力。
3.案例分析法：通过分析具体的激光应用案例，让学生更好地理解激光技术的实际应用。
4.实验法：安排实验室实践环节，让学生亲自动手进行激光实验，增强其实践能力。
四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的激光原理教材，为学生提供系统的学习材料。
2.参考书：推荐一些与激光原理相关的参考书籍，拓展学生的知识视野。
3.多媒体资料：制作精美的PPT课件，生动展示激光原理和应用。
4.实验设备：提供激光器、光谱仪等实验设备，为学生提供实践操作的机会。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业、考试等多个方面，以全面、客观地评价学生的学习成果。
1.平时表现：通过观察学生在课堂上的参与程度、提问回答等，了解其对激光原理的理解和掌握程度。
激光原理与激光技术教学设计
激光原理与激光技术教学设计前言激光技术是一种先进的现代化技术，在现代产业和科学中具有重要的应用价值。
而教学设计是一种很重要的教育方法和教学手段，在教学实践中具有重要的作用。
因此，我们有必要设计一些科学合理的教学方案，以帮助学生更好地理解激光原理和激光技术。
激光原理激光的原理是通过激活物质的原子或分子外层电子，使其处于高激发态，当电子返回到基态时，通过放出能量的方式释放出来，这个释放出来的能量就是激光能量。
激光运用于制造、医疗、研究和科研等领域。
激光技术激光技术是一种采用激光做为源对物质进行加工、实验、研究以及其他的各种应用技术。
激光技术目前被广泛用在材料加工、医学、仪器、通讯、半导体、节能等诸多领域。
激光技术在教学设计中的应用针对激光技术的特性，我们可以进行一些科学合理的教学设计，以提高学生的学习效果。
课程结构激光技术的内容非常广泛，我们可以根据不同的学习目标，对激光技术进行模块化设计。
例如，我们可以将激光的应用分为医学、工程制造、通讯、科研等模块，对每个模块逐一进行介绍，以达到更好地教学效果。
助教设备在教学现场使用激光设备，对展示激光的性质和特性非常有帮助。
例如，展示激光照射颜色不同的物体时，不同颜色的物体被照射后，反射的颜色是相同的，这样的实验可以帮助学生更好地理解激光的特性。
实际操作激光技术是一个实践性非常强的学科，通过实际操作可以帮助学生更好地理解激光技术的工作原理。
例如，在教授光纤通讯技术时，可以实际搭建光纤通讯系统，帮助学生了解光纤通讯的原理和技术。
总结激光技术是一种先进技术，在现代工业和科学中具有广泛的应用价值。
激光技术在教学设计中应用也非常广泛，通过一些科学合理的教学设计，可以提高学生的学习效果。
在教学实践中，我们应该充分利用激光技术的特性，采用多种多样的教学方法，让学生更好地理解激光原理和激光技术。
激光原理与技术第二版教学设计
激光原理与技术第二版教学设计一、课程概述本课程是针对物理学、光学等相关专业本科生开设的一门课程。
本课程旨在为学生提供激光原理的基础知识，并介绍激光在生产、科研和生活中的应用。
二、教学目标1.掌握激光的物理原理和基本特性。
2.了解激光的产生过程和稳定性控制方法。
3.熟悉激光体系的基本组成和各个元件的功能。
4.熟悉激光在生产、科研和生活中的应用，如激光导航、激光打印、激光切割等。
5.掌握激光的安全使用方法和注意事项。
三、教学内容第一章激光基本概念1.1 激光的概念和产生原理 1.2 激光与常规光的对比 1.3 激光器件的基本构成和分类 1.4 激光器的输出特性和主要参数第二章激光器的产生和控制2.1 激光器的产生过程和驱动方法 2.2 激光器的稳定性控制方法和技术指标2.3 激光工作状态切换和调整方法 2.4 激光器的故障和维护方法第三章激光传输和应用3.1 激光器的输出光束传输和调节方法 3.2 激光器在生产中的应用，如激光打印、切割、焊接等 3.3 激光在科研领域的应用，如激光成像、激光测速等 3.4 激光在生活中的应用，如激光指针、激光治疗等第四章激光安全4.1 激光的辐射和危害 4.2 激光安全规范和控制措施 4.3 激光防护设备和使用注意事项四、教学方法1.手写板书和电子版幻灯片相结合，注重理论和实践的结合；2.运用多媒体技术，展示激光在实际生产和应用中的场景；3.设置互动环节，积极参与学生互动，让学生积极思考和交流；4.分组进行小组讨论和报告，激发学生的主动学习能力；5.开设实验课程，让学生切身体验激光的现象和特性。
五、考核方式1.平时表现：参与讨论、课堂作业、小组报告等（占总分20%）；2.期末考试：闭卷考试（占总分80%）。
六、参考书目1.《激光原理与技术第二版》（沈玉洪、朱蓉蓉主编，电子工业出版社）2.《激光技术与应用手册》（巩田杰等编著，科学出版社）3.《科学美国人》（纪念2015年激光问世50周年专题）。
激光原理课程设计
激光原理课程设计一、项目背景激光科技在现代化社会中起着至关重要的作用，激光在通讯、医疗、制造业等领域中都有广泛应用。
因此，对于理解和掌握激光的原理和应用具有重要意义。
二、设计目标该课程的设计旨在让学生了解激光的基本原理、种类与特点，以及激光在实际应用中的重要性与优势。
三、设计要点1. 激光的基本原理1.1 激光的定义激光的定义是什么？激光与普通光的区别吗？如何产生激光？1.2 激光的工作原理介绍激光器的组成、如何形成激光，以及激光的特点和参数等。
2. 激光的种类与特点2.1 激光器的种类根据不同的激光器工作介质（如气体、液体、半导体、固体等）及其工作方式（激光脉冲还是连续输出等），分类介绍激光器种类。
2.2 激光器的特点通过介绍不同种类的激光器各自的特点，让学生了解不同类型激光器的应用场景。
3. 激光在实际应用中的重要性与优势3.1 激光的应用领域激光在不同工业及医疗领域的应用。
3.2 激光的优势介绍激光在加工精度、速度、柔性、环保和节能方面的优势。
四、课程安排第一周•激光的定义•激光器的组成•激光如何产生第二周•激光的工作原理•激光的参数•激光的特点第三周•气体激光器、液体激光器、固体激光器和半导体激光器的种类和特点介绍第四周•激光应用领域介绍•激光的优势和不足分析第五周•课程总结•学生讨论与交流五、课程评估•参与度（20%）•课堂表现（30%）•期末论文（50%）六、总结通过本次课程设计，学生能够了解激光的基本原理、种类与特点，及其在实际应用中的重要性与优势，为学生提供一个全面了解激光的平台，并有助于学生对激光科技的研究和应用。
有关激光技术的课程设计
有关激光技术的课程设计一、课程目标本课程旨在让八年级学生深入了解激光技术的基础知识，培养对现代科技的兴趣和探究精神。
课程目标如下：1. 知识目标：（1）掌握激光的基本概念、产生原理和应用领域；（2）了解激光技术在生活中的实际应用，如光纤通信、激光切割等；（3）理解激光安全知识，了解激光对人体的潜在危害及防护措施。
2. 技能目标：（1）培养学生的观察能力，学会观察激光现象，并能进行简单分析；（2）提高学生的动手操作能力，学会使用激光设备进行简单实验；（3）提升学生的信息搜集和处理能力，学会查找激光技术相关资料并进行整理。
3. 情感态度价值观目标：（1）激发学生对激光技术的好奇心和探索欲，培养对现代科技的兴趣；（2）引导学生关注科技发展对社会生活的影响，提高社会责任感；（3）培养学生的团队合作精神，学会在小组合作中互相学习、共同进步。
课程性质：本课程为科学探究课，结合理论知识与实践操作，注重培养学生的观察、动手和创新能力。
学生特点：八年级学生对新鲜事物充满好奇，具备一定的科学知识和动手能力，但激光技术较为陌生，需要引导学生逐步认识和理解。
教学要求：教师应充分准备教学资源，结合生活实例进行讲解，注重理论与实践相结合，鼓励学生积极参与，确保课程目标的实现。
同时，对学生的学习成果进行有效评估，为后续教学提供参考。
二、教学内容根据课程目标，本章节教学内容主要包括以下几部分：1. 激光基本概念：- 激光的定义与特性；- 激光的产生原理；- 激光与普通光的区别。
2. 激光技术应用：- 光纤通信原理；- 激光切割、焊接技术；- 激光在医疗、军事等领域的应用。
3. 激光安全知识：- 激光对人体的潜在危害；- 激光安全防护措施；- 激光安全标志与标识。
4. 实践操作：- 激光设备的使用与操作；- 简单激光实验设计与实施；- 实验结果观察与分析。
教学大纲安排如下：第一课时：激光基本概念及产生原理；第二课时：激光与普通光的区别及激光应用；第三课时：激光安全知识及实践操作指导；第四课时：实践操作及实验结果分析。
激光原理课程设计
激光原理课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解激光的基本原理，掌握激光产生的物理机制；2. 掌握激光的特性和应用领域，了解激光在科学技术中的重要性；3. 掌握激光器的分类和基本构成，了解不同类型激光器的工作原理。
技能目标：1. 能够运用激光原理分析实际问题，提出合理的解决方案；2. 培养学生实验操作能力，熟练使用激光实验设备进行基本实验操作；3. 培养学生查阅资料、整理信息的能力，能够独立完成与激光相关的课题研究。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对激光科学的兴趣，激发学生探索未知世界的热情；2. 增强学生的团队合作意识，培养学生在学术讨论中尊重他人观点的良好品质；3. 提高学生的环保意识，了解激光技术在环保领域的应用，培养学生关爱环境的责任感。
课程性质：本课程为物理学科选修课程，以理论讲授和实验操作相结合的方式进行。
学生特点：学生处于高中年级，具有一定的物理基础和实验操作能力，对激光技术感兴趣，但可能对激光原理的理解有限。
教学要求：结合学生特点，注重理论联系实际，以生动有趣的方式讲解激光原理，加强实验环节，提高学生的实践能力。
同时，注重培养学生的创新意识和科学素养，使学生在掌握激光知识的同时，能够将其应用于实际问题分析和解决。
通过本课程的学习，使学生能够达到上述课程目标，为后续相关领域的学习和研究打下坚实基础。
二、教学内容1. 激光基本原理：激光的产生、放大和发射过程，涉及受激辐射、能级跃迁等物理概念。
- 教材章节：第二章“激光的基本原理”2. 激光特性与应用：激光的相干性、平行性、单色性等特点及其在工业、医疗、通信等领域的应用。
- 教材章节：第三章“激光的特性与应用”3. 激光器类型与工作原理：气体激光器、固体激光器、半导体激光器等常见激光器的工作原理及特点。
- 教材章节：第四章“激光器的类型与工作原理”4. 激光实验操作：基本实验技能训练，包括激光器的使用、光路调整、激光测量等。
- 教材章节：第五章“激光实验技术”5. 激光技术在环保领域的应用：介绍激光技术在环境监测、治理等方面的应用案例。
激光原理与技术第二版课程设计
激光原理与技术第二版课程设计一、引言激光技术是20世纪的重要技术之一，对现代制造、通信、医疗等领域产生了巨大作用。
本课程设计旨在通过深入学习激光原理与技术的基础知识，掌握激光加工、测量、通信等应用技术，并结合实际案例进行分析与讨论，为学生提供全面的激光技术知识体系。
二、教学目标1.着眼于学生的专业能力培养，强调学生在激光技术方面的应用能力。
2.通过理论课的教学，让学生全面了解激光原理和技术应用。
3.通过实验课的教学，让学生掌握相应的激光加工、测量、通信技术。
4.培养学生的科学思想、研究能力和解决实际问题的能力。
三、教学内容3.1 激光原理1.激光定义、特性和基本原理2.激光器系统和激光的产生3.激光光学系统4.激光辐射传输和散射3.2 激光加工1.激光加工基础2.激光切割、打孔和焊接3.激光表面处理技术3.3 激光测量1.激光干涉测量和散斑激光测量2.光栅光谱仪和激光拉曼光谱仪应用3.激光雷达和激光测距3.4 光纤通信1.光纤通信基础知识2.光纤通信系统组成3.光纤传输和调制技术3.5 案例分析结合实际案例，对激光技术在制造业、医学等领域的应用进行分析和讨论，让学生深入了解激光技术的发展现状和应用前景。
四、教学方式1.理论课程：采用授课和讨论相结合的方式，教师通过PPT讲授激光原理、激光加工、激光测量、光纤通信等知识，结合案例进行分析与讨论。
2.实验课程：教师将选择一些能够直观体现激光技术的实验，让学生亲手操作、观测和分析，加深对相关知识点的理解和掌握能力。
3.课外作业：每周布置一定量的相关课程作业，包括概念论述、案例分析等，以及自学相关技术书籍。
五、教学评估1.考试方式：期末考试采用闭卷形式，主要测试学生对激光技术知识点的掌握。
2.综合评估：除了课堂表现和考试成绩外，将会综合考虑学生实验成绩和课外作业完成情况，给出最终的成绩评价。
六、课程总结通过本课程的学习，学生可以全面了解激光原理和技术应用，掌握激光加工、测量、通信等应用技术，并结合实际案例进行分析与讨论，培养学生的科学思想、研究能力和解决实际问题的能力。
激光原理与技术教案
激光原理与技术教案教案标题：激光原理与技术教案教案目标：1. 了解激光的基本原理和特性。
2. 理解激光在不同领域中的应用。
3. 掌握激光技术的基本操作和安全知识。
教学内容：1. 激光的定义和基本原理a. 激光的概念和起源b. 激光的特性：单色性、相干性、直线传播性c. 激光的发射过程：受激辐射、能级跃迁d. 激光的能量特点：高能量密度、狭窄的光束2. 激光的应用领域a. 工业应用：切割、焊接、打标、测量等b. 医疗应用：激光手术、激光治疗、激光美容等c. 科学研究应用：光谱分析、激光干涉等d. 通信应用：光纤通信、激光雷达等3. 激光技术的基本操作和安全知识a. 激光器的组成和工作原理b. 激光器的分类和性能指标c. 激光器的安全操作规范d. 激光器的防护措施和事故应急处理第一课时：1. 导入：引入激光的概念和应用领域，激发学生的兴趣。
2. 介绍激光的基本原理和特性，通过实例和图示进行解释。
3. 进行激光的实验演示，让学生亲身感受激光的特点。
第二课时：1. 复习上节课的内容，进行简单的问答和讨论。
2. 介绍激光在工业、医疗、科学研究和通信等领域的应用案例。
3. 进行小组讨论，让学生选择一个应用领域进行深入研究，并准备小组报告。
第三课时：1. 学生小组报告，展示他们对所选应用领域的研究成果。
2. 引导学生思考激光技术的基本操作和安全知识的重要性。
3. 介绍激光器的组成和工作原理，讲解激光器的分类和性能指标。
第四课时：1. 复习上节课的内容，进行简单的问答和讨论。
2. 介绍激光器的安全操作规范，包括激光器的正确使用方法和注意事项。
3. 讲解激光器的防护措施和事故应急处理，强调学生在操作激光器时的安全意识和责任。
教学评估：1. 课堂参与度：观察学生在课堂上的积极参与程度。
2. 小组报告评估：评估学生对所选应用领域的研究成果和报告表现。
3. 激光技术操作考核：进行激光器的正确使用和安全操作的实际考核。
1. PowerPoint演示文稿，包含激光的基本原理、应用案例和操作安全知识。
激光原理课程设计综述
激光原理课程设计综述一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握激光的基本原理、特点及其在现代科技领域的应用。
具体包括以下三个方面：1.知识目标：（1）了解激光的定义、产生原理和特性；（2）掌握激光在光学、电子学、物理学等领域的应用；（3）了解激光技术在我国的发展现状和趋势。
2.技能目标：（1）能够运用激光原理解决实际问题；（2）具备初步的激光设备操作能力；（3）学会查阅相关资料，进行激光技术的研究与创新。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对激光技术的兴趣和好奇心；（2）增强学生的民族自豪感，激发学生投身激光产业的热情；（3）培养学生团结协作、勇于创新的精神风貌。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分：1.激光的基本概念：激光的定义、产生原理和特性；2.激光的产生和放大：激光器的工作原理、激光放大技术；3.激光的传播和应用：激光在光学、电子学、物理学等领域的应用实例；4.激光技术在我国的发展：我国激光技术的现状、发展趋势和前景。
三、教学方法为了提高教学效果，本节课将采用以下几种教学方法：1.讲授法：系统讲解激光的基本原理、特点和应用；2.案例分析法：通过分析具体案例，使学生更好地理解激光技术在实际领域的应用；3.实验法：安排激光实验，让学生亲身体验激光的神奇；4.讨论法：学生分组讨论，激发学生的思考和创造力。
四、教学资源为了保证教学质量，本节课将充分利用以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的激光原理教材，为学生提供系统、科学的知识体系；2.参考书：推荐学生阅读相关激光技术的参考书籍，拓展知识面；3.多媒体资料：制作精美的PPT，运用多媒体手段展示激光技术的应用实例；4.实验设备：准备激光器、光具等实验设备，为学生提供实践操作的机会。
通过以上教学资源的支持，相信本节课能取得良好的教学效果，帮助学生掌握激光原理，激发他们对激光技术的兴趣和热情。
五、教学评估本节课的评估方式包括以下几个方面：1.平时表现：通过观察学生在课堂上的参与程度、提问回答、小组讨论等表现，评估学生的学习态度和积极性。
《激光原理与技术》实验教学大纲
《激光原理与技术》实验教学大纲1.实验目的和背景1.1目的：通过实验，加深对激光原理与技术的理解，掌握激光器的基本原理和构造，学习激光的产生和调制方法，了解激光的光学特性和应用。
1.2背景：激光技术在众多领域中具有广泛的应用，包括通信、医疗、材料加工等。
因此，掌握激光原理与技术，培养学生对激光技术应用的能力，对相关职业发展具有重要意义。
2.实验内容2.1实验一：激光器基本原理和构造2.1.1研究和理解激光器的基本原理，包括受激辐射、能级跃迁等概念。
2.1.2学习激光器的常见构造，如固体激光器、气体激光器和半导体激光器。
2.1.3进行实验操作，掌握激光器的调节和控制。
2.2实验二：激光的产生与调制2.2.1研究和理解激光的产生过程，包括光子的受激辐射、光与物质的相互作用等。
2.2.2学习激光的调制方法，如脉冲调制、频率调制等。
2.2.3进行实验操作，实现对激光的产生和调制。
2.3实验三：激光的光学特性2.3.1研究和理解激光的光学特性，包括单色性、方向性和相干性等。
2.3.2学习激光束的鉴别、聚焦和发散等光学处理过程。
2.3.3进行实验操作，观察和分析激光的光学特性。
2.4实验四：激光的应用2.4.1研究和理解激光的应用领域，包括通信、医疗、材料加工等。
2.4.2学习激光在不同领域中的具体应用案例和方法。
2.4.3进行实验操作，模拟激光在实际应用中的作用和效果。
3.实验设计和步骤3.1实验一：激光器基本原理和构造3.1.1实验目的：研究和理解激光器的基本原理和构造，掌握激光器的调节和控制方法。
3.1.2实验步骤：a.研究激光器的基本原理，了解能级跃迁和受激辐射的过程。
b.学习固体激光器、气体激光器和半导体激光器的构造和工作原理。
c.进行实验操作，调节和控制激光器的输出功率和波长。
3.2实验二：激光的产生与调制3.2.1实验目的：研究和理解激光的产生和调制方法。
3.2.2实验步骤：a.研究激光的产生过程，理解光子的受激辐射和光与物质的相互作用。
激光课程设计
光电信息学院激光原理与技术（课程设计）学号：2905104014 学生姓名：李飞任课教师：余学才2012年 5 月课程设计题目：谐振腔的稳定性分析和自再现高斯光束计算任务一：如图A 所示的谐振腔，用MATLAB 程序计算光线在腔内的轨迹，演示 腔稳定和不稳定时光线在腔内往返次数增加时光线轨迹。
初始光线参数可以任意 选择。
图A 两球面匿组成的谐振腔设计思路：谐振腔的稳定性可以简单地通过稳定性条件判定，即L 为1100mm 。
故可分别选定两个L 值，对应稳定腔和非稳定腔分别讨论。
1）当L=1000mm 时，由稳定性条件可知这时腔应稳定，即光线可以在腔内往返 无数次而不会横向溢出腔外。
下面用MATLAB 编写光束在腔内往返的 ABCD 矩 阵来验证这点。
具体如下：以左侧反射镜 M1为参考平面，设各个部分传输矩阵如下广10、广1 0、T1 =_2_T2 =_2_n L 、11 T L ='、、& 丿< R2丿 <0 1」当 R1=500m ，R2=600mr 时，有- • 101-1〕Tri =2 1Tr2 =2 1500600故腔内往返一周后，总的传输矩阵为T =T1 T L T2 T L工：：1代入 R1=500mm, R2=600mm, 可得出谐振腔稳定的临界& = 6000 :::LR21旦R22 4L2I R R2R-I R22L(1 L)R22L 2L 2L —(1- = )(1- =)R1R20 WO 200 300 400 500 600 700 800 m 1000往返50次的QQ I I I I I I I I i H _________'0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000往返200次的因为-1<S<1,所以该谐振腔是稳定的，当谐振腔是稳定时，无论光经过多少次往返都不会跑出腔外。
激光原理课程设计傅里叶
激光原理课程设计傅里叶一、教学目标本课程旨在让学生掌握激光原理的基本知识，了解傅里叶变换在激光技术中的应用，培养学生运用科学思维解决实际问题的能力，并激发学生对激光技术的兴趣和好奇心。
1.掌握激光的产生原理、特性及应用领域。
2.理解傅里叶变换的基本概念及其在激光技术中的应用。
3.能够运用激光原理和傅里叶变换分析实际问题。
4.提高学生的实验操作能力和创新思维。
情感态度价值观目标：1.培养学生对激光技术的热爱和好奇心，激发学生探索科学的热情。
2.培养学生的团队合作意识和沟通能力。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括激光原理和傅里叶变换两部分。
1.激光原理：•激光的产生原理•激光的特性•激光的应用领域2.傅里叶变换：•傅里叶变换的基本概念•傅里叶变换在激光技术中的应用第一周：激光原理概述1.激光的产生原理2.激光的特性第二周：激光的应用领域1.激光通信2.激光加工第三周：傅里叶变换基本概念1.傅里叶变换的定义2.傅里叶变换的性质第四周：傅里叶变换在激光技术中的应用1.激光光谱分析2.激光图像处理三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法，如讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
1.讲授法：用于传授激光原理和傅里叶变换的基本知识。
2.讨论法：引导学生深入探讨激光技术和傅里叶变换的关联及应用。
3.案例分析法：通过分析实际案例，使学生更好地理解激光技术和傅里叶变换的应用。
4.实验法：培养学生动手能力，巩固理论知识。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将选择和准备以下教学资源：1.教材：《激光原理与技术》2.参考书：《傅里叶变换及其应用》3.多媒体资料：激光原理和傅里叶变换的科普视频、动画等。
4.实验设备：激光器、光谱仪、图像处理软件等。
通过以上教学资源，为学生提供全面、丰富的学习材料，帮助学生更好地掌握激光原理和傅里叶变换知识。
五、教学评估本课程的教学评估将采用多元化的评估方式，包括平时表现、作业、考试等，以全面、客观、公正地评估学生的学习成果。
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激光原理与技术实训课程设计说明书题目激光原理与技术课程设计系(部) 电子与通信工程系专业(班级) 10光电信息工程姓名学号指导教师起止日期2012年12月30日—2013年1月6日10级激光原理与技术课程设计任务书目录摘要：5 1.声光效应实验：61.3.1超声驻波场中光衍射的实验观察 61.3.2 观察超声驻波场的像，测量声波的传播速度。
71.3.3 超声驻波衍射光强的测量衍射效率71.3.4 衍射光强分布的测量光栅常数83.ND：YAG激光器调腔实验114.ND：YAG激光器调Q实验175.ND：YAG激光器倍频实验206.晶体的电光效应实验227 总结与体会：25 8注意事项：25参考文献25摘要：在本次课程设计中，我们做了以下几个实验：晶体的电光效应实验、声光效应实验、YAG激光器调腔实验、Y AG激光器调Q实验、Y AG激光器倍频实验和氦氖激光器调腔及其性能研究实验。
在试验中，我们了解了LN晶体的一次电光效应特性和电厂对晶体的作用机理。
知道了布拉格衍射的实验条件和特点，并通过对声光器件衍射效率和带宽等的测量，加深了对其概念的理解。
熟悉了固体激光器的装配和调试方法和其主要性能。
了解了氦氖激光器的结构和工作原理及其调谐技巧。
从实验的结果来看，大体符合理论的结果，但由于试验中的误差，也有一些结果不太精确。
关键词：电光效应声光效应Y AG 氦氖激光器1.声光效应实验：1.1实验目的：一．观察声光相互作用现象。
二．知道布喇格衍射的实验条件和特点。
三．通过对声光器件衍射效率和带宽等的测量，加深对其概念的理解。
四．学会测量声光偏转和声光调制曲线。
1.2实验原理：声波是一种弹性波（纵向应力波），在介质中传播时，它使介质产生相应的弹性形变，从而激起介质中各质点沿声波的传播方向振动，引起介质的密度呈疏密相间的交替变化，因此，介质的折射率也随着发生相应的周期性变化。
超声场作用的这部分如同一个光学的“位相光栅”，该光栅间距（光栅常数）等于声波波长λs。
与普通光栅相比，其不同在于不存在不透光部分，每一部分都有光透过，但其折射率不同。
当光波通过此介质时，就会产生光的衍射。
其衍射光的强度、频率、方向等都随着超声场的变化而变化。
这就是声光效应。
1.3实验内容与步骤：1.3.1超声驻波场中光衍射的实验观察一．按照图7塔好光路；二．开启激光电源，点亮激光器；三．令激光束垂直于声光介质的通光面入射，观察屏上的光点，可观察到三个光点，它们分别由透射光以及声光介质两个通光面反射并进一步经激光器输出镜反射的光线形成，如图8所示，当此三个光点在观察屏上处于与声传播方向相同的一条直线上即可，这时可认为入射光已垂直于声传播方向。
(但如果反射回来的光又进入激光器，会引起激光器工作不稳定。
)四．开启声光调制器驱动源，观察衍射光斑，同时调节阻抗匹配磁芯，令衍射最强，观察衍射光斑形状。
五．改变声光调制器的方位角，观察不同入射角情况下的衍射光斑。
1.3.2 观察超声驻波场的像，测量声波的传播速度。
一．在图9中移开透镜，重复实验内容(一)的步骤，令观察屏上的衍射光点最多。
二．如图9安上透镜和光阑，改变透镜与调制器之间的位置，用光阑限定声光调制器前表面入射光斑的尺寸。
三．当入射光充满通光面时，数出衍射条纹的数目N，利用下式计算声光介质中的声速Ⅴ。
四．V=df/2N五．式中d=2.5mm 是光斑直径，f=10MHz为超声波的频率。
1.3.3 超声驻波衍射光强的测量衍射效率一．如图10搭好实验仪器，重复实验内容（一）的步骤，令观察屏上的衍射光点最多。
二．移开观察屏，用激光功率计测出入射光强0I三．利用光阑分别让0，±1，±2，±3…级衍射光打到激光功率计的光敏面上，测出各级衍射光的强度m I ，衍射效率为I I m m =η四．改变驱动电压，测出对应的衍射效率，作出各级光的衍射效率与驱动电压的关系曲线。
1.3.4 衍射光强分布的测量 光栅常数一．1、如图11搭好实验仪器，重复实验内容（一）的步骤，令观察屏上的衍射光点最多。
二．2、将光强分布测量系统置于导轨另一端。
三．3、用适当的光阑测量各点上的光强，绘出光强分布曲线。
四．4、读出声光调制器距光阑的距离。
五．5、利用光栅公式求出光栅常数。
并与实验内容（二）进行比较，求出声波传播速度。
激光波长635nm 。
1.3.5 衍射光强波形的测量六．重复实验内容（一）的步骤，令观察屏上的衍射光点最多。
七．如图12，用光电接收器分别接收不同级衍射光，改变驱动功率，用示波器观察调制光强波形。
八．分析驱动功率与衍射光强波形的关系。
1.4实验结果：2．氦氖激光器调腔及其性能研究实验2.1实验目的：一．了解He－Ne激光器的结构和工作原理；二．掌握He－Ne激光器的调谐技巧；三．研究He－Ne激光器的工作电流、腔长、腔型与其输出特性的关系。
2.2实验原理：氦氖激光器因激光管中充有按一定比例混合的氦气和氖气而得名。
输出633nm的红色激光是由氖原子的两个激发态之间的受激辐射产生的。
氦原子作为一种辅助气体，在将氖原子激发到高能级并实现两个能级间的粒子数反转起着重要作用。
2.3实验内容与步骤：2.3.1激光器的安装与谐振腔的调谐：搭制实验光路，用一束半导体激光对系统进行准直，调整半内腔激光器的反射镜，使反射镜尽量垂直于毛细管，减少光在腔内的传输损耗，产生激光。
观察反射镜失调对激光的影响。
（A）激光器的安装将导轨放置在一个稳定坚固的平台上。
将He-Ne 激光器及四维调整架放置在导轨的一端，布氏窗朝向导轨的另一端，锁紧滑块上的两个螺钉，使激光器与导轨紧固连接。
将半导体激光器（LD）及二维调整架放置在导轨的另一端，激光束指向He-Ne激光器，锁紧滑块上的螺钉，将半导体激光器固定在导轨上，并将电源线插入功率指示计上LD插孔。
紧靠LD放置小孔光阑屏并锁紧滑块上的螺钉。
在小孔光阑屏与He-Ne激光器之间放置一个滑块用以放置He-Ne激光器的反射镜。
将He-Ne激光器的高压电源线与He-Ne激光器的电源可靠连接。
在确定He-Ne激光电源开关处于“关”状态后，将功率指示器和激光电源与220V电源相连。
(B)激光器的调试激光器的调试主要是调整He-Ne激光器与反射镜的相对位置关系，只有当谐振腔的两个反射镜均以激光器毛细管相垂直时，激光才有可能产生，本实验的调试过程主要是用一束半导体激光作为基准，用自准直的方法使激光谐振腔达到谐振条件，产生He-Ne激光。
本实验装置采用半内腔结构，一个全反射镜与激光工作物质构成一体，并在出厂前已调至同毛细管垂直。
1）打开功率指示计的电源，LD发出激光。
调整LD的高度和方向，同时调整小孔屏的高度和位置，使通过小孔的激光可打在He-Ne激光器的布氏窗中心区域。
前后滑动小孔屏，并注意光斑在布氏窗上的位置，并反复调整LD和小孔光栏屏方向和位置，以使小孔屏在前后滑动的过程中，光斑始终位于布氏窗片的中心区域。
这时LD激光束基本上与导轨平行，我们将以这条激光束作为基准来调整谐振腔。
在实验过程中这个基准不应再变动。
通过激光器的玻璃外壳，我们会看到这束LD激光是否进入了毛细管（这时He-Ne激光器光源应处于“关”状态，以便于观察）。
调整布氏窗这端的二维调整架，使LD光束进入毛细管，这时我们应可在小孔光阑屏上看见从He-Ne激光管的另一端反射镜反射回来的光，一般为环形，尽量使之明亮。
反复调整He-Ne激光管前后端的两个二维调整架，小孔光栏屏上的反射光的强度和形状也随之变化，尽量使这个环形光斑变小、变强并成为一个亮点重合于小孔。
此时可认为毛细管基本与LD 激光束（基准）相重合，全反射镜与LD激光束垂直。
在He-Ne激光器与小孔光阑屏之间的滑块上，装置He-Ne激光器的另一个反射镜和二维精密调整架，调整反射镜架的高度使LD光斑落在反射镜的中心位置上，锁紧反射镜架和滑块。
调整反射镜架上的两个调整螺钉，使该反射镜反射回小孔屏上的光斑落于小孔中心。
用脱脂棉和丙酮擦拭布氏窗（视清洁程度而定，不必每次都做）。
打开He-Ne激光电源，激光管亮。
调整电流到5.5mA左右。
（不可过大以免损坏激光管和电源）。
这时应有He-Ne激光输出。
如没有，请仔细调整反射镜上的两个调整钉，直到有He-Ne激光输出为止。
将功率计探头放入光路，探测He-Ne激光器的输出功率，反复仔细的微调反射镜上的两个调整螺钉，以使功率达到最大。
激光腔的调试即告完成。
2.3.2 He-Ne激光器输出功率与电流的关系曲线的测定1）如前所述，调好激光器使输出功率最大。
2）将He-Ne激光器泵浦电源的电流调至最低，将功率指示器探头置于He-Ne激光器输出端。
3）逐步等间隔改变工作电流，记录相应电流下He-Ne激光器的输出功率（注意在大电流时，工作时间不可过长。
）4）作出输出功率与电流的关系曲线，总结其规律。
2.3.3腔长对He-Ne激光器输出特性影响的研究1）松开反射镜架滑块上的螺钉，移动反射镜，在适当位置上重新锁紧，以改变谐振腔的腔长和腔型。
2）重复谐振腔调整中的必要步骤，并观察不同位置时光斑的形状、大小，光束的发散角、功率、纵模（使用F-P扫描干涉仪）和增益曲线，以了解腔长、腔型和横模、纵模、光斑直径、发散角、功率、阈值等之间的相互关系。
2.5实验结果：氦氖激光器调腔及其性能研究腔长一定L=33cm工作电流I/（mA）） 4 5 6 7 8输出功率P/（uW）51 76.5 87 93 90工作电流一定I=8mA腔长L/（cm ） 27 、 28.5 、 33、 38输出功率P/（uW ）160 、116 、 90、 733.Nd ：YAG 激光器调腔实验3.1实验目的：一．掌握固体激光器的装配和调试方法；二．熟悉脉冲固体激光器的主要性能；三．学会选取最佳输出耦合条件。
3.2实验原理：1．Nd 3+：YAG （掺钕钇铝石榴石）晶体的光谱及物化特性：Nd3+：YAG 晶体是以钇铝石榴石晶体（简称YAG ，分子式为Y3Al3O12）为基质，掺杂适量的三价稀土元素钕离子（Nd3+）构成的，其中Nd3+置换YAG 中的部分钇离子（Y3+），晶体呈淡紫色。
Nd3+是激活离子，从提高工作物质的增益来看，其浓度应越大越好，但由于Nd3+的半径（1.323 A ）大于Y3+的半径（1.281 A ），将Nd3+掺入Y AG 中有结构上的困难，其浓度过大会造成材料的缺陷，因此Nd3+的掺杂浓度通常严格控制在0.5%~1.5%。
一般Nd3+的含量为1%左右（即100个Y3+中约有一个被Nd3+所取代），即Nd3+的密度约为1.38×1020cm-3。
Nd3+：YAG 属于立方晶体系，是各向同性晶体，在实际生产过程中是将Al2O3、Y2O3和Nd2O3按一定比例放入单晶炉中溶化，沿着籽晶[111]或[001]方向拉制而成的。