激光原理(英文)
激光原理资料
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激光技术的未来发展趋势
激光技术的研究进展
• 激光技术的研究进展主要包括激光器研究、激光调制研究、激光 探测研究等
• 激光器研究：研究新型激光器，如光纤激光器、超短脉冲激光 器等
• 激光调制研究：研究新型激光调制技术，如电光调制、磁光调 制等
• 激光对水体的影响：激光在水体中传播时，可能受到水分子和 悬浮物的吸收和散射，导致激光能量损失
激光安全与环保法规
• 激光安全与环保法规主要包括激光设备标准、激光防护标准、激 光环境污染标准等
• 激光设备标准：规定激光设备的技术要求、安全要求、环保要 求等
• 激光防护标准：规定激光防护设备的技术要求、安全要求、使 用要求等
激光的工作原理及其分类
激光的工作原理
• 激光是通过受激辐射过程实现光子的放大和输出的 • 受激辐射是指原子、分子等粒子在受到外界辐射的激发下，从低能级跃迁到高能级，然后 再回到低能级时辐射出光子
激光的分类
• 根据工作介质的不同，激光可分为固体激光、气体激光、半导体激光等 • 根据激光波长的不同，激光可分为红外激光、紫外激光、可见光激光等 • 根据激光脉冲宽度的不同，激光可分为连续激光、脉冲激光等 • 根据激光输出功率的不同，激光可分为低功率激光、中功率激光、高功率激光等
• 激光探测研究：研究新型激光探测器，如量子探测器、光纤探 测器等
激光技术的应用前景
• 激光技术的应用前景主要包括激光通信、激光医疗、激光制造等 • 激光通信：激光通信具有高速、高容量、长距离等优点，有望 在未来得到广泛应用 • 激光医疗：激光医疗具有精确、无创、高效等优点，有望在未 来得到广泛应用 • 激光制造：激光制造具有高精度、高效率、高质量等优点，有 望在未来得到广泛应用
principles of lasers激光原理第2章
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Under thermal equilibrium, the blackbody continuously emits and absorb e.m. radiation power, and reaches equilibrium condition. The electromagnetic radiation called blackbody radiation. The radiation is emitted according to Planck's law, where the radiation spectrum is determined by the temperature alone, not by the body's shape or composition.
A black body in thermal equilibrium has two notable properties: 1. It is an ideal emitter: at every frequency, it emits as much energy as – or more energy than any other body at the same temperature. 2. It is a diffuse emitter: the energy is radiated isotropically, independent of direction.
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constant temperature T.
The energy density (per volume) of the e.m. radiation inside the cavity is:
=
1 2 1 E H 2 2 2
激光原理在眼科的应用
激光原理在眼科的应用1. 简介激光（Laser）是英文Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation 的缩写。
激光是由高度聚集的光子组成的，具有单色性、相干性和高能量密度等特点。
在眼科领域，激光被广泛应用于眼部疾病的治疗和手术中。
本文将探讨激光在眼科中的应用原理以及相关治疗和手术技术。
2. 角膜屈光手术2.1 PRK表面消融术（Photorefractive Keratectomy，PRK）是一种通过激光矫正角膜屈光不正的手术。
该手术利用激光对角膜进行逐层切削，改变其曲率从而实现近视或远视的矫正。
PRK手术主要分为以下几个步骤：•消除眼表面的上皮层；•利用激光去除角膜组织以达到矫正效果；•定期复诊以确保术后视力稳定。
2.2 LASIKLASIK（Laser-Assisted in Situ Keratomileusis）是一种通过激光矫正屈光不正的手术。
与PRK不同，LASIK手术不会去除角膜表面的上皮层，而是通过制作一个角膜瓣来进行手术。
主要步骤如下：•制作角膜瓣；•利用激光去除角膜组织以达到矫正效果；•固定角膜瓣。
3. 白内障手术激光在白内障手术中也发挥着重要的作用。
以下是几种常见的激光在白内障手术中的应用方式：3.1 激光碎石术激光碎石术（Laser Phacoemulsification）是一种通过激光将晶状体中的浑浊物质分解为微小颗粒并吸出的手术。
该手术通常用于治疗老年性白内障，在手术中使用激光逐层分解白内障，使其易于吸除。
3.2 激光辅助人工晶体植入术激光辅助人工晶体植入术（Laser-Assisted Cataract Surgery，LACS）是一种在白内障手术中应用激光的方法。
LACS通过使用激光对晶状体进行切割和软化，使其更易于摘除和植入人工晶体。
4. 黄斑变性治疗黄斑变性是一种常见的眼部疾病，患者视网膜区域的黄斑出现异常变化。
激光原理与激光技术
激光原理与激光技术激光（Laser，即Light Amplification by Stimulated Emissionof Radiation）原理是指利用原子、分子或离子等粒子通过受激辐射发射光子，从而引起其他粒子产生受激辐射的过程，从而使辐射出的光具有相干性、单色性和直线性等特点。
激光技术是基于激光原理的一种应用技术，广泛应用于科学研究、通信、医疗、材料加工、军事等领域。
它具有高度单色性、方向性和相干性等特点，能够产生高亮度、高纯度的单色激光束，并可以进行定向传输、聚焦和控制。
激光原理主要通过三个步骤来实现：激发、放大和光学反馈。
首先是激发过程。
将能量输入到激光介质中，使其处于一个激发态。
这可以通过电子束、光束或电流等方式来实现。
然后是放大过程。
在激发态下，原子、分子或离子等受激发射出来的光子会与其他处于低能级的粒子相互作用，导致这些粒子也被激发至高能级。
这个过程将光子从激光介质中放大，使其能量不断增加。
最后是光学反馈。
在放大过程中，要控制光的传播方向和放大程度，需要将部分放大的光子反馈回激光介质中，形成一个正反馈的光学腔。
这个腔可以是一个反射镜和光学波导等结构，它能够使激光束在垂直方向上相互干涉，进而形成一束单色、单一模式的激光。
激光技术可以广泛应用于科学研究。
激光器的单色性和方向性使得其在光谱学、光学干涉、光学光谱分析等领域有着重要应用。
例如，在拉曼光谱仪中，激光光源通过与样品相互作用，可以提供样品的分子振动信息。
激光技术在通信领域也有着重要的应用。
光纤通信使用激光器作为光源，激光器发出的激光信号可以在光纤中传输，并在接收端被转换为电信号。
激光技术的高方向性和低衰减特性使得光纤通信成为现代通信领域的重要技术。
医疗领域也广泛应用了激光技术。
激光可以用于激光手术、激光治疗以及激光检测等方面。
激光手术是通过高能量的激光束来以非接触、非侵入的方式切割、燃蚀或疏通病变组织。
激光治疗则是利用激光的光热效应和生物刺激效应来达到治疗目的。
《激光原理》教学大纲
《激光原理》课程教学大纲一、课程基本信息二、课程简介本课程是“光电器件加工”课程模块中的专业核心课程，以培养应用能力突出、能适应工作变化和具有创新素质的学生为目标，在教学内容上，将理论教学与案例教学有机地结合进行知识点讲解，注重培养学生运用基础物理知识分析解决激光相关问题的能力；在教学模式上，采用研讨式的教学模式，注重引导学生对激光技术相关领域的核心问题已有的解决方案进行分析比较，培养学生的问题分析能力。
在培养学生熟练掌握激光器结构、工作原理、调Q技术与锁模技术的基础上，提升学生的综合能力和解决复杂问题的能力，为学生成为新一代技术应用型人才奠定基础。
三、课程目标及对毕业要求（及其指标点）的支撑四、教学内容及进度安排五、课程考核六、教材及参考资料(一)课程教材1.《激光原理及应用》（第3版），陈鹤鸣等编著，电子工业出版社，2017(二)参考教材及网站1.《激光原理》（第7版），周炳琨等编著，国防工业出版社，2014。
2.《激光原理及应用》（第3版），陈家璧等编著，电子工业出版社，2013。
3.《激光原理及技术》，电子科技大学，刘志军等主讲，中国大学慕课。
编写人：审核人：审批人：审批日期：附件：各类考核与评价标准表（1）考试方式及占比：采用闭卷笔试，考试成绩100分，占课程考核成绩的60%。
（2）评定依据：考试成绩的评定根据试卷参考答案和评分标准进行。
（3）考试题型：可以包含单项选择题、填空题、简答题、计算题和设计题。
（4）考试内容：对学生综合运用激光物理的基本概念、基本原理进行问题分析能力的考核，不仅包括对各章节知识点的独立考核，还需要包括综合考虑多种激光器性能与控制的改善方案，实现技术分析和解决复杂工程问题能力的考核。
激光工作原理
激光工作原理介绍
【示例范文仅供参考】
---------------------------------------------------------------------- 激光（英文全称：Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation）是一种高能、高聚焦度、高单色性的光束。
激光工作原理是通过光放大器放大的光子受到外界激励后，又释放同样频率、相位和方向的光子，并且形成与原来的光子密切、同步的光波的过程。
其过程包括以下几个步骤：
1、激发：通过外部能量的输入（电、光、化学等），使在激光器内的物质处于在低能级状态下。
2、自发辐射：激发后的物质自然地向高级能级跃迁，并在过程中发射光子，形成光子的随机发射状态。
3、反向反射：物质在正向发射的光子的作用下，会产生同样频率、相位和方向的光子，并且形成与原来的光子密切、同步的光波，进行能量累积。
4、反射：光波在两个反射镜之间来回反射，经过多次反射后，由于紫外线能量累积，可使得多数光子在同一频率、相位和方向上发射，形成一束强度及方向稳定的激光束。
5、输出：获得高质量的激光束后，经过输出镜反射后被输出，形成一束聚焦度高、光质优、频率稳定的激光束。
激光原理(英文)
• Relation is dFWHM = w 2 ln2 ~ 1.4 w • Define average intensity
• Iavg = 4 P / ( d2FWHM) • Overestimates peak: I0 = Iavg/1.4
Resonator options
• Best known -- planar, concentric, confocal • Confocal unique
• Wave equation looks like harmonic oscillator
• Ex: E = E e -iwt 2E nw 2 E 0
c
d2x k
dt 2
x0 m
• Separate out z dependence
2E z 2
2ik
E z
2E x 2
2E y 2
wn c
2
k2
E
0
• Solutions for x and y are Hermite polynomials
Transverse laser modes
Frequencies of transverse modes
Multiple resonant frequencies
Single longitudinal mode lasers
• Insert etalon into cavity • Use low reflectivity etalon
– low loss
Laser transverse modes
• Zero order mode is Gaussian
激光原理pdf
激光原理pdf激光，全称为“光学激振射光”（Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation），是一种特殊的光源。
激光原理是指通过一定的方法产生激光，其产生的基本原理是受激辐射。
激光是一种特殊的光，具有很强的单色性、方向性和相干性，因此在许多领域有着广泛的应用。
激光的产生主要依靠激光器。
激光器是将一种能量转换成光的装置，它的工作原理是在激发剂的作用下，原子或分子能级跃迁，产生受激辐射，放大并反射出一束光。
激光的产生过程可以分为三个步骤，激发、放大和反射。
首先，通过外界能量的输入，使激光介质中的原子或分子激发到高能级；然后，在激发的作用下，原子或分子发生跃迁，产生受激辐射，放大成为一束光；最后，这束光在激光器内部来回反射，形成激光输出。
激光的特性主要表现在以下几个方面，单色性、方向性、相干性和高能量密度。
首先，激光是一种单色光，其波长非常狭窄，可以集中在很小的空间范围内。
其次，激光是一种方向性很强的光，激光束几乎是平行的，能够远距离传输而不会发散。
再次，激光是一种相干光，具有很强的干涉性和衍射性，能够产生明显的干涉条纹。
最后，激光具有很高的能量密度，能够在很小的空间内提供大量的能量。
激光在各个领域都有着广泛的应用。
在医学领域，激光被用于手术、治疗和检测，如激光治疗近视、白内障手术等。
在工业领域，激光被用于切割、焊接、打标等加工工艺。
在通信领域，激光被用于光纤通信和激光雷达。
在科研领域，激光被用于光谱分析、光学实验等。
在军事领域，激光被用于制导武器、激光防御等。
总的来说，激光作为一种特殊的光源，具有很强的单色性、方向性、相干性和高能量密度，因此在医学、工业、通信、科研、军事等领域都有着广泛的应用。
随着科学技术的不断发展，激光技术也将会得到更广泛的应用和发展。
《激光原理英文》课件
Medicine
Laser beauty
Using laser energy to destroy melanocytes, achieving whitening, freckle removal and other effects, while also stimulating skin collagen regeneration, improving skin quality.
Laser spectroscopy
By utilizing the coherence and monochromaticity of laser, it studies the processes and laws of interaction between matter and light, providing strong support for research in fields such as chemistry and physics.
Characteristics
Lasers produce light with a narrow spectral width, high spatial coherence, and high temporal coherence
Classification of Lasers
Gas lasers
Common gas lasers include helium neon lasers and argon ion lasers
Solid State Lasers
Solid state lasers utilize a crystal or glass as the gain medium, which is pumped by an external energy source
激光原理
激光即laser，是英文“受激辐射的光放大”的缩写。
激光以它独特的单色性、相干性和方向性加上由此而来的超高亮度、超短脉冲，给科学和技术将带来了深刻的影响，伴随光电产业的兴起，激光科学与技术将在不断成熟和发展中逐渐成为光电产业的灵魂技术。
激光的基本原理一、光与物质的关系前述过光、原子、能级和光谱。
物质是由一些同类微粒组成（即原子、分子、离子）。
由于这些能级处于不同的能级上，而在这些能级中，用E1及E2分别表示两个能级量，E1所带的能量少，属低能级。
E2所带的能量多。
为高能级。
由于粒子所含的能量不同，总的来说粒子在低能级的占多数，高能级的占少数。
因此在低能级（E1）中的粒子数大于高能级中（E2）的粒子数。
可用图18表示、低能级（E1E2）上粒子数的分布。
粒子二能级分布图光与物质作用有三方面（1）受激吸收低能级E1的粒子当吸收一定频率r21的外来光能时，粒子的能量就会增到E2＝E1＋hr21(h)表示普朗克常数），粒子就从低能级E1跃迁到高能级E2上，这一过程叫做受激吸收，而外来光的能量被吸收，使光减弱。
粒子进行跃迁不是自发的，要靠外来光子刺激而进行。
粒子是否能吸收发来的光子，还得取决于两个能级（E1和E2）性质和趋近于粒子的光子数的多少有关。
而与其它方向。
位相等方面就无任何限制。
（2）自发辐射处于高能级的粒子很不稳定，不可能长时间的停留在高能级上。
以氢原子为例，在高能级停留的时间只有10-8秒（粒子在高能级停留的时间为粒子的寿命，寿命长的为亚稳态能级）。
因此，在高能级E2中的粒子会迅速跃迁到低能级E1上，同时以光子的形式放出能量hr21＝E2－E1（hr21为辐射光子频率）。
这一过程不受到外界的作用时完全是自发的。
所产生的光没有一定规律，相位和方向都不一致。
不是单色光。
我们在日常生活中也可以看到的如日光灯，高压汞灯和一些充有气体的灯，发光都是自发辐射的过程，这些光是向各个方向传播。
因此与受辐射发出的光，其相位和方向完全相反。
激光原理
激光的基本原理
原子吸收 hν=E2-E1
E2 hv E1 E1 图2-1 原子吸收示意图 E2
激光的基本原理
自发辐射 处于高能态的原子是不稳定的。它们在激 发态停留的时间非常短（数量级约为10 -8s）， 之后，会自发地返回基态去，同时放出一个光 子。这种自发地从激发态跃迁至较低的能态而 放出光子的过程，叫做自发辐射。
横模 光束通过孔阑传输线时，由于孔阑对光波 的衍射效应使光场的振幅和相位分布不断被改 变，经过足够多的孔阑之后最终达到了一种稳 态的自再现的分布，即当再一次通过孔阑时， 场的振幅和相位的横向分布不再变化了。
产生激光的必要条件
（1）选择具有适当能级结构的工作物质，在 工作物质中能形成粒子数反转，为受激辐射的 发生创造条件； （2）选择一个适当结构的光学谐振腔。对所 产生受激辐射光束的方向、频率等加以选择， 从而产生单向性、单色性、强度等极高的激光 束； （3）外部的工作环境必须满足一定的阈值条 件，以促成激光的产生。
泵浦灯
氙灯为惰性气体放电灯， 我们使用的灯的形状多为 直管形。其结构一般都是 由电极、灯管和充入的氙 （Xe）气体组成。电极是 用高熔点、高电子发射率， 又不易溅射的金属材料制 成。灯管用机械强度高、 耐高温、透光性好的石英 玻璃制成。灯管内充入氙 气。
高斯光束介绍
通常情形，激光谐振腔发出的基模辐射场， 其横截面的振幅分布遵守高斯函数，故称高斯光 束。 我们常常会收到客户关于光斑大小的查询， 其实问的就是光斑的束腰直径或束腰半径。束腰， 是指高斯光绝对平行传输的地方。半径，是指在 高斯光的横截面考察，以最大振幅处为原点，振 幅下降到原点处的0.36788倍，也就是1/e倍的地 方，由于高斯光关于原点对称，所以1/e的地方形 成一个圆，该圆的半径，就是光斑在此横截面的 半径；如果取束腰处的横截面来考察，此时的半 径，即是束腰半径。
激光原理与技术的名词解释
激光原理与技术的名词解释激光（Laser）是一种通过光的放大和受激辐射而产生的高度聚焦的、单色的、高能量的光束。
激光技术是一项重要的现代科学技术，广泛应用于医疗、通信、制造业等领域。
本文将从激光原理、激光器种类、激光应用等方面对激光技术进行深入解释。
激光原理是指通过特定的装置和工作介质来产生激光的物理过程。
激光原理的关键在于能级跃迁和受激辐射。
能级跃迁是指原子或分子在受到外界能量激发后，电子从低能级跃迁到高能级，然后再从高能级跃迁回到低能级释放出光子。
受激辐射是指在一个已经存在的光子的作用下，原子或分子激发态上的电子从高能级跃迁回到低能级，产生与外界光子一致的光子。
通过这种循环的过程，激光得以产生和放大。
根据激光器的工作方式和工作介质的不同，激光器可以分为气体激光器、固体激光器和半导体激光器。
气体激光器利用气体（如氦氖）放电时的原子或分子跃迁产生激光。
固体激光器则利用固体晶体（如钛宝石）中的掺杂物在激光器外加入能量时跃迁产生激光。
而半导体激光器是基于半导体材料的PN结构或异质结构，在电流作用下产生激光。
激光技术具有独特的特点和广泛的应用。
首先，激光具有高度聚焦的特点，可以实现对微小区域的精确加工和切割。
例如，在制造业中，激光切割可用于金属板材、塑料制品等的切割加工。
其次，激光具有高单色性，在通信领域中，激光器可以作为发射源，通过光纤传输信息。
另外，激光还可以用于医疗领域，例如激光手术刀可实现精确切割，激光治疗可用于皮肤病的治疗。
此外，激光还可以应用于测距、测速、材料分析等领域。
除了常见的激光器外，还有一些特殊种类的激光器。
例如，有色激光器是指通过改变激光输出波长，使激光具有红、绿、蓝等特定颜色的激光器。
这种激光器广泛应用于舞台灯光、激光显示器等领域。
另外，超快激光器是指脉冲宽度极短的激光器。
它具有很高的能量密度和短时间尺度，可用于材料表面改性、光学显微镜等领域。
激光技术的应用还在不断发展和创新。
制作激光的原理与方法
制作激光的原理与方法激光（Laser）全称为“光线激发放大辐射发射”，是一种通过光线的激励产生辐射发射的装置。
它具有高亮度、单色性、尖锐的空间相干性和强大的定向性等特点，被广泛应用于医学、通信、制造业等领域。
本文将详细介绍激光的原理与制作方法。
1. 激光的原理激光产生的原理主要基于物质的激发、光的放大和正反馈反射。
常用的激光产生原理有四种：受激辐射原理、半导体激光原理、固体激光原理和气体激光原理。
1.1 受激辐射原理受激辐射原理是激发原子或分子进入激发态，当它们通过非辐射的过程从激发态回到基态时，会放出射频或微波辐射。
这些辐射作为外界的刺激，可以激发周围的原子或分子进入同样的激发态，从而形成辐射能量的放大。
最后，这些激发态的原子或分子回到基态，释放出一束聚焦的射线，即激光束。
1.2 半导体激光原理半导体激光器是利用半导体材料中的正负载流子复合产生辐射发射的装置。
当半导体中注入载流子（电子和空穴）时，这些载流子会在材料中扩散。
当电子和空穴相遇并结合在一起时，会释放出能量，形成光子。
这些光子在半导体中得到放大，并通过光波导器材料集中成激光束。
1.3 固体激光原理固体激光器使用某种固体物质（如晶体或玻璃）作为激活材料。
该材料通常被旁边的辅助装置激发，例如闪光灯或强光泵浦激光器。
在激发的过程中，固体材料的原子或分子进入激发态，并通过辐射跃迁释放放大后的能量。
这种放大作用通过反射、增强和聚焦反射产生并形成激光束。
1.4 气体激光原理气体激光器使用气体介质作为激发材料，通常使用气体混合物，如二氧化碳、氦氖、氩气等。
在激活气体时，电子首先被激发进入不稳定的能级，然后通过非辐射的碰撞和辐射跃迁（受激辐射）回到基态。
这一过程产生了激光放射，形成激光束。
2. 激光的制作方法根据不同的激光原理，制作激光器的方法也各不相同。
以下是几种常用的激光器制作方法。
2.1 半导体激光器制作方法半导体激光器的制作包括材料选取、晶体生长、薄片切割、电极制备、激光腔装配等步骤。
激光的产生原理及其应用
激光的产生原理及其应用1. 什么是激光？激光（Laser）是一种高度聚焦的光束，具有高度的单色性、相干性和方向性。
它是由三个英文字母（L-A-S-E-R）构成的缩写，代表了光放大因子（Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation）。
激光是通过受激辐射过程产生的一种特殊的电磁辐射。
在激光的产生过程中，光子通过光放大过程被放大，然后被反射和射出。
激光的产生原理主要依赖于受激辐射和光放大的过程。
2. 激光的产生原理2.1 受激辐射受激辐射是指当一个原子或分子的激发态的电子受到外部光的刺激后，会通过受激辐射的方式将能量释放出来。
这种释放出的能量会与外部光的相位保持一致，并且与外部光的频率相同。
2.2 光放大光放大是指通过光在某种介质中的传播过程中，光的强度发生增加的过程。
光放大主要依赖于光在介质中的受激辐射过程，受激辐射的光子与介质中的其他原子或分子发生相互作用，导致光强度的增加。
2.3 激光的产生过程激光的产生可以通过将能够实现受激辐射和光放大过程的介质装置组合起来实现。
一般的激光器由激光介质、泵浦装置、光学腔和反射镜等组成。
具体的激光产生过程如下： - 泵浦装置对激光介质进行能量输入，使其达到激发态； - 激发态的原子或分子通过受激辐射将能量释放出来； - 释放出的能量与引起激发的外部光的相位一致，导致光放大； - 光放大后的光束被反射镜反射并射出，形成激光束。
3. 激光的应用激光作为一种特殊的光源，具有很多广泛的应用。
以下是一些激光的应用领域：3.1 医疗和美容激光在医疗和美容领域有广泛的应用。
例如： - 激光在眼科手术中可以用于进行激光矫正视力，减少对眼镜的依赖； - 激光可以用于皮肤激光焊接和组织切割，在美容领域有很多用途； - 激光也可以用于治疗肿瘤和其他疾病。
3.2 通信激光在通信领域有重要的应用。
例如：- 激光通信使用激光光束进行信息传输，具有高速、高带宽和抗干扰等优点； - 激光光纤通信可以实现远距离的通信，并且具有很高的传输效率。
【VIP专享】激光原理及其应用技术简介
2.2 激光的特点1、高单色性一般光线是由多种颜色光合成的，如太阳光是包括可见光波长范围，占有波长很宽，而霓虹灯、水银灯、钠光灯、氪灯称为单色光源，但与激光比所占的波长还是宽得多。
因此利用激光的高单色性特点，可以制成具有更高的精度和量程的精密测量仪器。
2、高方向性常见的聚光灯、探照灯发射的光束有明显的扩散，而激光的光束发散角极小，近似平行光，如有一种激光经过发射望远镜后光束u径为一米，传输到10(30公里后，其光束直径只有几米，因此利用激光作远距离激光通讯，远距离测量等。
3、高亮度性由激光高方向性和透镜聚焦可以改变光斑大小和控制功率密度，最高亮度比太阳表面亮度高100多亿倍。
因此激光高亮度、高能量可以用于工业上对金属或非金属材料进行打孔、切割、焊接等加工。
在军事上可以制成各种激光武器，以及在农业、医疗等领域的应用。
4、相干性好即激光的频率、相位和传播方向都是相同，属于相干光源，其光线叠加幅度稳定，在时间上和空间上周期是一定的，故它适用于全息照相，干涉测量等。
2.3 激光的产生原理玻尔兹曼分布率告诉我们，工作物质处在热平衡时，处在高能级的粒子数总是远小于低能级的粒子数。
此时如有一束外来光入射到工作物质，那么它将同时发生受激辐射和受激吸收，如果吸收大于辐射，则光在工作物质内传播时光强会越来越弱。
如果受激辐射大干吸收，则光在工作物质内传播时光强会越来越强，好就是获得光的受激放大，这就是产生激光的原理。
3. 激光器3.1 激光器的分类现在常用的激光器按发出激光的激活介质分有固体、气体、液体、半导体激光器等；按激光器输出的工作方式有连续式和脉冲式的激光器。
3.2 激光器的组成激光器一般是由三个部分组成：(1)激活介质，如红宝石、氢一氖气体等，(2)使激活介质实现粒子数反转的激励能源；(3)光学谐振腔。
光学谐振腔是激光器中最重要的组成部分，光学谐振腔是指激活介质两端两块平行放置的反射镜之间形成的空间。
它有以下三个方面的作用。
bic激光原理
bic激光原理BIC激光原理引言激光技术在现代科学和工业领域中具有广泛的应用。
其中，BIC （Bragg Intracavity）激光是一种基于布拉格反射原理的激光器。
本文将介绍BIC激光的原理和工作过程。
一、激光的基本原理激光是一种通过受激辐射产生的高度聚焦和高度单色的光束。
它的产生主要包括三个过程：吸收能量、受激辐射和光放大。
其中，受激辐射是激光产生的核心过程，它是在已经存在的光子的刺激下，使原子或分子从一个能级跃迁到另一个能级，释放出一束与刺激光子具有相同频率、相同相位和同一方向的光。
二、布拉格反射原理布拉格反射是指当光波垂直入射到一个周期性反射光栅上时，会发生衍射现象。
布拉格反射是通过光栅上的各个周期性结构对入射光的衍射进行干涉，使得衍射波的相位差满足布拉格条件，从而实现反射。
布拉格反射在光学中有着广泛的应用，特别是在激光技术中。
三、BIC激光原理BIC激光是一种基于布拉格反射的激光器。
它利用布拉格反射光栅作为光学谐振腔，实现光的反射和放大。
具体原理如下：1. 光源：BIC激光器的光源可以是半导体激光器或者其他激光器。
光源发出的光经过透镜聚焦后，垂直入射到布拉格反射光栅上。
2. 布拉格光栅：布拉格光栅是BIC激光器的关键组件。
它是由一系列周期性反射结构组成的，用于实现光的反射和放大。
通过调节光栅的周期和折射率，可以实现对特定波长的光进行反射和放大。
3. 光的反射和放大：当入射光垂直照射到布拉格光栅上时，根据布拉格反射原理，光将发生衍射并被反射。
只有满足布拉格条件的特定波长的光才能被光栅反射，其他波长的光则透过光栅。
4. 谐振腔：布拉格光栅形成了一个光学谐振腔，其中特定波长的光在来回反射时会受到增强。
这种增强效应使得光的强度逐渐增大，形成了一束强度非常高的激光束。
5. 输出光：经过多次反射和放大后，激光束通过一个输出镜透出。
输出镜通常具有一定的透射率，使得一部分光能够透过输出镜离开光学谐振腔，形成最终的激光输出。
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• Multiple wavelengths possible
– agrees with resonance conditions
Classical mechanics analog
Fabry-Perot boundary conditions
Multi-mode laser
2E x 2
2E y 2
wn c
2
k2
E
0
• Solutions for x and y are Hermite polynomials
Transverse laser modes
Frequencies of transverse modes
• High reflectivity mirrors • Low loss per round trip • Must remember resonance conditions
– round trip path is multiple of l
Laser longitudinal modes
• High reflectivity Fabry-Perot cavity • Boundary conditions
Laser gain and losses
Ruby laser example
Laser turn-on and gain saturation
Gain decreases as output power increases • Saturation
Fabry-Perot cavity for feedback
• Relation is dFWHM = w 2 ln2 ~ 1.4 w • Define average intensity
• Iavg = 4 P / ( d2FWHM) • Overestimates peak: I0 = Iavg/1.4
Resonator options
• Best known -- planar, concentric, confocal • Confocal unique
Multiple resonant frequencies
Single longitudinal mode lasers
• Insert etalon into cavity • Use low reflectivity etalon
– low loss
Laser transverse modes
• Wave equation looks like harmonic oscillator
• Ex: E = E e -iwt 2E nw 2 E 0
c
d2x k
dt 2
x0 m
• Separate out z dependence
2E z 2
2ik
E z
Laser basics
Optics, Eugene Hecht, Chpt. 13; Optical resonator tutorial:
/tutorials/lasers/leot/
Laser oscillation
Laser is oscillator • Like servo with positive feedback • Greater te mode lasers
• Put aperture in laser • Create loss for higher order modes
Multi-longitudinal Multi-transverse&long. Single mode
Gaussian beams
– mirror alignment not critical – position is critical – transverse mode frequencies identical
Special cases
Types of resonators
w lz w0
• divergence angle
2l 0.637 l
w0
w0
Gaussian propagation
Power distribution in Gaussian
•
Intensity distribution:
I
I e2r2 / w2 0
• Experimentally to measure full width at half maximum (FWHM) diameter
• Zero order mode is Gaussian
• •
Intensity profile: beam waist: w0
I
I e2r2 / w2 0
2
w w0
1
lz w02
• confocal parameter: z
zR
w02 l
• far from waist