激光原理与技术绪论.pptx

绪论激光的历史地位激光激光(Laser)Light Amplification by Stimulated Emission of radiation振荡器(Oscillation)(激光器)辐射的受激发射光放大激光是光激光是光光是光频电磁波光是光频电磁波 占电磁波谱图上一段1.激光出现前人们的认识绪论激光的历史地位！激光出现于激光出现于1960.05.17THz电子学电子学光学光学低频低频 高频高频 超高频超高频 红外红外 可见可见 紫外紫外 射线射线1mm鸿沟绪论激光的历史地位电子学电子学 光学光学信源信源振荡器振荡器(自由电子自由电子)光源光源(束缚电子束缚电子)大量电子同步运动大量电子同步运动 原子跃迁原子跃迁(束缚态改变束缚态改变)发光发光 辐射波是相干的辐射波是相干的 光的干涉光的干涉(困难困难)辐射明显条件辐射明显条件(辐射体线度辐射体线度)(同频率同频率 同相位同相位 同偏振态同偏振态)LC 长线长线 同轴线同轴线 波导波导 介质波导介质波导相干光源非相干光源绪论激光的历史地位电子学电子学信源信源信息载波信息载波 作为载波作为载波可以调制可以调制 噪声波噪声波tE(t)tE(t)光源光源不能作为信息载波不能作为信息载波无法调制无法调制光学光学2.激光出现后电子学和光学间的鸿沟填平了绪论激光的历史地位 光学光学THz电子学电子学光电子学光电子学打通(Laser)光频电子学光频电子学光电子学光电子学2.激光出现后电子学和光学间的鸿沟填平了绪论激光的历史地位激光辐射场tE(t)光源光频振荡器 (Laser)大量原子振荡器控制原子发光同步振荡器形式变了量变到质变描述与电子学相同描述与电子学相同绪论激光的历史地位LCLC固 气 半R1R2泵浦泵浦Laser新概念出现：新概念出现：非相干光学电子信息相干光学光信息绪论激光的历史地位3.激光的发展史1917 Einstein的的理理论论预预言言：光光子子和和原原子子相相互互作作用用包包含含三三种种过过程程:自自发发辐辐射射、受受激激吸吸收收和和受受激激辐辐射射（预预示示了了有有可可能能利利用用受受激激发发射射实实现现光光放放大大（Light Amplification by Stimulated Emission of RadiationLASER）1954 汤汤斯斯(Townes)、巴巴索索夫夫(Basov)、普普洛洛霍霍洛洛夫夫(Prokhorov)利利用用原原子子、分分子子的的受受激激辐辐射射来来放放大大电电磁磁波波的的新新概概念念，实实现现氨氨分分子子微微波波量量子子振振荡荡器器(Maser)-量量子子电电子学子学绪论激光的历史地位3.激光的发展史1958 汤汤斯斯、肖肖洛洛(Schawlow)尺尺度度远远大大于于波波长长的的开开放放式式光光谐谐振振腔腔(Fabry-Perot)；布布隆隆伯伯根根(Bloembergen)利利用用光光泵浦三能级原子系统实现粒子数反转分布泵浦三能级原子系统实现粒子数反转分布1961 He-Ne激光器、第一台调激光器、第一台调Q激光器、钕玻璃激光器激光器、钕玻璃激光器1960 梅曼梅曼(Maiman)世界上第一台红宝石激光器世界上第一台红宝石激光器1963 激光器的半经典理论激光器的半经典理论1962 砷化镓（砷化镓（GaAs）半导体激光器）半导体激光器绪论激光的历史地位3.激光的发展史1964 氩离子（氩离子（Ar+）激光器、二氧化碳激光器、掺钕）激光器、二氧化碳激光器、掺钕钇铝石榴石（钇铝石榴石（Nd:YAG）激光器）激光器1966 固体锁模激光器、染料激光器固体锁模激光器、染料激光器1965 铌酸锂光参量振荡器铌酸锂光参量振荡器1970 准分子激光器准分子激光器1977 红外波段的自由电子激光器红外波段的自由电子激光器绪论激光的历史地位3.激光的发展史半导体泵浦固体激光器半导体泵浦固体激光器为了各种应用目的为了各种应用目的光纤激光器光纤激光器单频激光器单频激光器大能量 大功率 高光束质量