激光應(yīng)用技術(shù)課件

激光應(yīng)用技術(shù)光纖通信光纖常被用于傳達(dá)電話、構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)，信號(hào)衰減小、抗干擾能力高激光光譜、激光雷達(dá)、激光武器激光打標(biāo)、激光打孔、激光裁床、激光切割、激光繡花激光診斷、激光治療隨著科技的發(fā)展，激光已經(jīng)從一個(gè)遙不可及的高科技產(chǎn)品步入人們的生活。激光的應(yīng)用非常廣泛，如用于科技,醫(yī)學(xué),工業(yè),通信等領(lǐng)域。我們熟知的有：光纖通信、激光切割、激光焊接、激光武器、激光唱片、鐳射治療等軍事科技工業(yè)生產(chǎn)醫(yī)療衛(wèi)生[ImageInfo]www.wizdata,co,kr

Notetocustomers:ThisimagehasbeenlicensedtobeusedwithinthisPowerPointtemplateonly.Youmaynotextracttheimageforanyotheruse.激光技術(shù)用于檢測(cè)工作主要是利用激光的優(yōu)異特性，將它作為光源，配以相應(yīng)的光電元件來(lái)實(shí)現(xiàn)的。它具有精度高、測(cè)量范圍大、檢測(cè)時(shí)間短、非接觸式等優(yōu)點(diǎn)，常用

于測(cè)量長(zhǎng)度、位移、速度、振動(dòng)等參數(shù)。當(dāng)測(cè)定對(duì)象物受到激光照射時(shí)，激光的某些特性會(huì)發(fā)生變化，通過(guò)測(cè)定其響應(yīng)如強(qiáng)度、速度或種類等，就可以知道測(cè)定物的

形狀、物理、化學(xué)特征，以及他們的變化量。響應(yīng)種類有：光、聲、熱，離子，中性粒子等生成物的釋放，以及反射光、透射光、散射光等的振幅、相位、頻率、偏

振光方向以及傳播方向等的變化。半導(dǎo)體激光器的應(yīng)用

一、軍事上的應(yīng)用Ⅰ）激光引信。半導(dǎo)體激光器是唯一能夠用于彈上引信的激光器。激光近炸引信能夠準(zhǔn)確地確定起爆點(diǎn)，并具有很好的抗電磁干擾能力，已在多種導(dǎo)彈和炸彈上使用。Ⅱ）激光制導(dǎo)。它使導(dǎo)彈在激光射束中飛行直至摧毀目標(biāo)。半導(dǎo)體激光制導(dǎo)已用于地-空導(dǎo)彈、空-空導(dǎo)彈、地-地導(dǎo)彈等。Ⅲ）激光測(cè)距。主要用于反坦克武器以及航空、航天等領(lǐng)域。Ⅳ）激光雷達(dá)。高功率半導(dǎo)體激光器已用于激光雷達(dá)系統(tǒng)。小型激光雷達(dá)已用于常規(guī)兵器的自動(dòng)目標(biāo)識(shí)別和瞄準(zhǔn)修正系統(tǒng)、機(jī)器人視覺系統(tǒng)和自主飛行器控制系統(tǒng)。Ⅴ）激光模擬。這是半導(dǎo)體激光器用于軍事訓(xùn)練和學(xué)習(xí)的技術(shù)，通過(guò)調(diào)節(jié)射束的方位來(lái)達(dá)到模擬任何武器特征的目的，已經(jīng)成功地模擬了步槍、火炮等。Ⅵ）深海光通信。近年來(lái)成為研究熱點(diǎn)的藍(lán)、綠激光，在海水中損耗很小，可以打破深海光通信的“禁區(qū)”。

Ⅵ）激光報(bào)警器。半導(dǎo)體法庭光報(bào)警器的用途甚廣，包括防盜竊案報(bào)警、水位報(bào)警、車距報(bào)警等。Ⅶ）激光機(jī)打印機(jī)。高功率半導(dǎo)體激光器已經(jīng)用于激光打印機(jī)，采用藍(lán)、綠激光能夠大大提高打印速度和分辨率。Ⅷ）激光條碼掃描器。激光條碼掃描器已廣泛用于商品的銷售以及圖書和檔案的管理。Ⅸ）抽運(yùn)固體激光器。這是高功率半導(dǎo)體激光器的一個(gè)重要應(yīng)用，采用它來(lái)取代原來(lái)的氙燈，可以構(gòu)成全固態(tài)激光系統(tǒng)。Ⅹ）高清晰度激光電視。不久的將來(lái)，沒有陰極射線管的半導(dǎo)體激光電視機(jī)可以投放市場(chǎng)，它利用紅、藍(lán)、綠三色激光，估計(jì)其耗電量比現(xiàn)有的電視機(jī)低20%。

三、

在醫(yī)療和生命科學(xué)研究方面的應(yīng)用：

Ⅰ）激光手術(shù)治療。半導(dǎo)體激光已經(jīng)用于軟組織切除，組織接合、凝固和汽化。普通外科、整形外科、皮膚科、泌尿科、婦產(chǎn)科等，均廣泛地采用了這項(xiàng)技術(shù)。Ⅱ）激光動(dòng)力學(xué)治療。將對(duì)腫瘤有親合性的光敏物質(zhì)有選擇地聚集于癌組織內(nèi)，通過(guò)半導(dǎo)體激光照射使癌組織產(chǎn)生活性氧，旨在使其壞死而對(duì)健康組織毫無(wú)損害。Ⅲ）生命科學(xué)研究。使用半導(dǎo)體激光的“光鑷”，可以捕捉活細(xì)胞或染色體并移至任意位置，已經(jīng)用于促進(jìn)細(xì)胞合成、細(xì)胞相互作用等研究，還可以作為法醫(yī)取證的診斷技術(shù)?；谄駨?fù)用技術(shù)的半導(dǎo)體激光加工光纖耦合模塊(1．中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所發(fā)光學(xué)及應(yīng)用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，吉林長(zhǎng)春130033；2．中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，北京100049；3．武漢工業(yè)學(xué)院電氣與電子工程學(xué)院，湖北武漢430023)2013年與半導(dǎo)體激光Bar條相比，單管半導(dǎo)體激光器具有優(yōu)點(diǎn)：光束質(zhì)量好，壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)：輸出功率小，故在激光加工等領(lǐng)域的應(yīng)用受到限制。為提高單管半導(dǎo)體激光器的輸出功率，提出了基于偏振復(fù)用技術(shù)對(duì)多個(gè)單管半導(dǎo)體激光器進(jìn)行光纖耦合的方法：1、將16只808nm單管半導(dǎo)體激光器分成兩個(gè)單元，通過(guò)空間合束將每個(gè)單元上的激光器發(fā)出的光合成一路；2、利用偏振復(fù)用技術(shù)將兩個(gè)單元發(fā)出的光束再次合束，通過(guò)自行設(shè)計(jì)的聚焦系統(tǒng)將合束后的光束耦合進(jìn)光纖實(shí)現(xiàn)光纖輸出，從而提高了半導(dǎo)體激光器光纖耦合模塊的功率水平。實(shí)驗(yàn)原理1、半導(dǎo)體激光器快軸方向的光束質(zhì)量較好，但是發(fā)散角很大，不利于單管半導(dǎo)體激光器在快軸方向的疊加，需要使用快軸準(zhǔn)直鏡(FastAxisCollimator，F(xiàn)AC)對(duì)快軸發(fā)散角進(jìn)行壓縮2、光束準(zhǔn)直后慢軸的光束質(zhì)量比快軸差很多，因此需要通過(guò)在快軸方向疊加光束來(lái)使快慢軸方向BPP（光纖的光參數(shù)積）相等。在快軸疊加了8只激光器的兩個(gè)準(zhǔn)直單元通過(guò)偏振合束棱鏡(PolarizedBeamSplitter，PBS)進(jìn)行合束。3、如圖1，當(dāng)半導(dǎo)體激光光束以45。角入射到多層膜系上時(shí)，P偏振光束的透射率超過(guò)95％，S偏振光束的反射率超過(guò)99％，這樣就可以使兩束光分別透射和反射，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)偏振合束。半導(dǎo)體激光器在超高速光網(wǎng)絡(luò)中

的應(yīng)用

2013(1．華中科技大學(xué)，湖北武漢430074；2．武漢光迅科技股份有限公司，湖北武漢430205：3．武漢郵電科研院。湖北武漢430074）由于因特網(wǎng)業(yè)務(wù)爆炸式增長(zhǎng)，全球?qū)W(wǎng)絡(luò)寬帶的需求日益增加。因此，作為信息承載和傳輸?shù)墓饫w通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展呈現(xiàn)一個(gè)重要趨勢(shì)：即業(yè)界對(duì)超高速率、超大容量光纖通信系統(tǒng)的需求愈加急迫。窄線寬：DFB半導(dǎo)體激光器線寬與激光器腔長(zhǎng)及輸出功率成反比。因此增加腔長(zhǎng)及激光器工作時(shí)的輸出功率便成了兩種降低線寬的主要方式，（同時(shí)需抑制空間燒孔效應(yīng)，單片集成取樣光柵分布布拉格反射式(sGDBR)可調(diào)諧激光器由美國(guó)ucSB大學(xué)提出“”，采用兩個(gè)取樣周期稍有不同的光柵，利用游標(biāo)效應(yīng)進(jìn)行波長(zhǎng)調(diào)節(jié)，調(diào)諧范圍可達(dá)40nm以上。高速直接調(diào)制:在城域網(wǎng)絡(luò)中，由于傳輸距離近，成本控制嚴(yán)格，因此要求半導(dǎo)體激光器芯片本身具備高速直接調(diào)制能力低成本可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器由于可調(diào)諧激光器屬于高端光電子器件，因此研制低成本的可調(diào)諧激光器一直是學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的一個(gè)難點(diǎn)。在這方面一些韓國(guó)的研究者們進(jìn)行了較多的工作，并提出了多種WDM—PON系統(tǒng)中低成本的激光器解決方案。Yoon等人提出一種基于超輻射激光管和平面布拉格反射器的外腔可調(diào)激