雷射產生的背景及原理,雷射原理及應用

2025-01-19 04:10:29 字數 2734 閱讀 3987

1樓:網友

雷射的產生原理。

處於粒子數反轉分佈狀態的工作物質是如何產生雷射的呢?雷射諧振腔又起什麼作用呢?下面就來這些問題。

如前所述,處於激發態的原子不能長時間停留在高能級。即使沒有外界作用,也會自發地由高能級向低能級躍遷,並輻射乙個光子。因為原子的這種自發輻射是完全獨立的,所以,不同原子發射光子的方向全然不同。

假定工作物質具有圓柱形狀,這些自發輻射光子必有一部分沿其中心軸的方向傳播,多數則與中心軸有一定夾角。後一類「離心離德」的光子很快從工作物質的側面逃逸出去,對雷射的產生沒有多大影響;前一類「同心同德」的光子在沿工作物質中心軸方向運動時,將引起路徑上處於高能級原子的受激輻射,產生與其具有相同頻率、相同位相,並沿相同方向傳播的光子。該光子與誘發它的光子「齊心協力,並肩戰鬥」,激勵其他原子輻射與它們相同的光子。

如此下去,使光子數由1到2,由2到4,……以神奇的速度按指數規律增長。更為神奇的是,由於所有這些光子都是逐次受激輻射產生的,這使它們全部具有相同頻率、相同初位相、相同偏振態,並沿相同方向傳播,如圖1-2(b)所示。

理論上講,只要工作物質足夠長,則不管初始自發輻射有多弱,最終總可以被放大到一定強度。但在實際雷射器中,一般來說,工作物質既沒有必要,也沒有可能特別長(最近發展起來的以光纖為工作物質的雷射器是乙個例外),通常的做法是在其兩端各放一塊反射鏡,使光得以來回反射多次通過工作物質並被不斷放大,如圖1-2(c)所示。為充分利用光能,介質往往被置於一聚光腔體中,後者與端面反射鏡共同構成雷射諧振腔,如圖1-2(d)所示。

由以上的討論可以看出,雷射作為一種光,與自然界其他發光一樣,是由原子(或分子、離子等)躍遷產生的,而且是由自發輻射引起的。不同的是,普通光源自始至終都是由自發輻射產生的,因而含有不同頻率(或不同波長、不同顏色)的成分,並向各個方向傳播。雷射則僅在最初極短的時間內依賴於自發輻射,此後的過程完全由受激輻射決定。

正是這一原因,使雷射具有非常純正的顏色,幾乎無發散的方向性,極高的發光強度。而正是這些神奇的特性,使雷射在各個領域具有一系列令人難以置信而又不得不相信的應用。

2樓:影子工坊

半導體雷射器(雷射二極體)的工作原理。

雷射原理與技術

3樓:摩羯

雷射原理及技術》課程是光資訊科學與技術、光電資訊工程和電子科學與技術等專業的必修專業基礎課。

目的在於使學生掌握雷射的基本原理、主要技術,以及雷射在各個領域的最新應用。本課程主要包括:雷射發展簡史及雷射的特性、叢檔伏雷射產生的基本原理、光學諧振腔與雷射模式、高斯光束、雷射工作物質的增益特性、雷射器的工作特性、雷射特性的控制與改善、典型雷射器等。

深入淺出介紹雷射的基本原理和主要技術等內容。

第1章介紹雷射誕生過程中與量子力學出現有關的基本歷史事實滲攜,以及這些歷史事實中的數學物理內容。

第2章介紹諧振腔的穩定性、諧振腔中的模式。

第3章介紹高斯光束及其與諧振腔的關係。

第4章介紹雷射器內光和原子的相互作用,包括光譜加寬、增益機制、雷射振盪的過程。

第5章蠢敏介紹光的調製技術,包括電光調製、聲光調製、直接調製、磁光調製。

第6章介紹q脈衝雷射,包括調q基本原理、調q數值模擬、電光調q、聲光調q、被動調q。

第7章介紹雷射鎖模,包括鎖模的基本原理、主動鎖模、被動鎖模、對撞脈衝鎖模、鎖模光纖雷射器。

第8章介紹非線性光學初步知識,包括非線性極化率、耦合波方程和光學倍頻。

雷射原理與技術

4樓:許佳荷

雷射原理顫信與技術》以經典理論和速率方程理論為基礎,系統地介紹雷射的基本原理和基本技術。第1章闡述雷射的基本原理,第2章討論開放式光腔和高斯光束,第3章討論雷射介質的增益線型和增益係數,第4章介紹雷射器穩態振盪特性,第5章較系統地介紹典型雷射器和雷射技術。《雷射原理與技術》可作為電子科學與技術、光資訊帆悶科學與技術專業本科生的專業基礎課教材,也可供高等院校相關專業師生和有關科技人員參考。

本書系「普通高等教育『十五』國家級教材規劃」專案和態洞彎「高等教育百門精品課程教材建設計劃」選題專案。內容包括雷射基本原理、諧振腔理論、雷射器的振盪特性、典型雷射器、半導體雷射器、雷射調製技術、調q與鎖模技術、頻率變換等八章。可作為理工科大學電子科學與技術專業高年級本科生的教材或教學參考書,也可供相關專業或研究領域的研究生及科研人員閱讀與參考。

雷射原理及應用

5樓:民俗智慧講解

雷射的原理:

某些物質原子中的粒子受光或電的激發,由低能級的原子躍遷為高能級原子,當高能級原子的數目大於低能級原子的數目,並由高能級躍遷。

回低能級時,就放射出相位、頻率、方向等完全相同的光,這種光叫做雷射。

雷射又名「鐳射」它的全名是「受激輻射光放大」。1917年愛因斯坦。

提出「受激發射」理論,乙個光子使得受激原子發出乙個相同的光子基礎。

1960年美國加利福尼亞州。

休斯航空公司實驗室的研究員梅曼發明了世界上第一臺紅寶石雷射器。1961年中國第一臺雷射器誕生於王大珩。

領導的長春光機所。

1965年貝爾實驗室。

發明了第一臺yag(固體)雷射器。

雷射應用方面:

雷射技術可以廣泛應用於切割、焊接、鑽孔、打標、雕刻、測量、診斷等領域。

我國的產業公升級已是箭在弦上,在微焊接、精密測量、生物醫療診斷、晶元製造多個領域對雷射技術的需求在不斷攀公升,雷射技術進入高速發展的新程序。

從雷射行業的發展來看,雷射技術已經廣泛地應用於消費電子。

3d列印、半導體、新能源、顯示、生物醫療、雷射檢測等領域。

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