激光原理緒論優(yōu)質(zhì)推薦課件

激光噴泉激光噴泉1激光原理緒論優(yōu)質(zhì)推薦課件2激光原理緒論優(yōu)質(zhì)推薦課件3激光雷達(dá)激光雷達(dá)4水幕激光水幕激光5

緒論一.什么是激光二.激光產(chǎn)生的原理三.激光器的基本結(jié)構(gòu)和種類四.激光的發(fā)展歷史五.激光的應(yīng)用緒論一.什么是激光6

普通光源-----自發(fā)輻射

激光光源-----受激輻射一.什么是激光

激光

(Laser)

(LightAmplicationbyStimulatedEmissionofRadiation)

“輻射的受激發(fā)射光放大”“激光”——錢學(xué)森在196４年提出

普通光源-----自發(fā)輻射激光光源-----受激輻射一7激光和普通光有什么不同？1.激光的單色性好2.激光的方向性好3.激光的亮度極高4.激光的相干性好激光和普通光有什么不同？1.激光的單色性好81.

單色性好單色性最好的氪燈Kr86

Δ=4.7×10-3nm

穩(wěn)頻He—Ne激光器

激光的單色性比普通光高倍.1.單色性好單色性最好的氪燈Kr86穩(wěn)頻He—Ne激92.方向性好（發(fā)散角～10-4弧度）一束激光射到~38萬(wàn)km的月球上，光斑的直徑只有~2km手電筒的光射到~m處，擴(kuò)展成很大的光斑。2.方向性好（發(fā)散角～10-4弧度）一束激光射到~10激光的顏色非常單純，而且只向著一個(gè)方向發(fā)光，亮度極高3.亮度極高——

脈沖瞬時(shí)功率大（可達(dá)～1014瓦）激光在屏上形成的小光斑，有極大的照度太陽(yáng)表面的亮度比白熾燈大幾百倍。普通的激光器的輸出亮度，比太陽(yáng)表面的亮度大10億倍。激光的顏色非常單純，而且只向著一個(gè)方向發(fā)光，亮度極高3.亮度114相干性好空間相干性好，有的激光波面上各個(gè)點(diǎn)幾乎都是相干光源。時(shí)間相干性好（～10-8埃），相干長(zhǎng)度可達(dá)幾十公里。4相干性好空間相干性好，有的激光波面上各個(gè)點(diǎn)幾乎都是相干光12二.激光產(chǎn)生的原理⑴自發(fā)輻射----在沒(méi)有外來(lái)光子的情況下，原子自發(fā)躍遷發(fā)出的光子。N2N1E2E1自發(fā)地、各自獨(dú)立地、彼此無(wú)關(guān)地、無(wú)規(guī)律地特點(diǎn)：是個(gè)隨機(jī)過(guò)程，各波列間沒(méi)有固定位相關(guān)系，可以有不同的偏振方向、傳播方向、相互間不相干。所以：自發(fā)輻射的光源，方向性、相干性、單色性差。二.激光產(chǎn)生的原理⑴自發(fā)輻射----在沒(méi)有外來(lái)光子的情況下13⑵受激輻射N2N1E2E1ε=hν=E2-E1外來(lái)光子⑴必須有外來(lái)光子，其能量ε=hν=E2-E1

才能發(fā)生。⑵受激輻射的光子與外來(lái)光子同屬一個(gè)光子態(tài)（特性完全相同）。⑶可使外來(lái)光得到放大。受激輻射的特點(diǎn):⑵受激輻射N2N1E2E1ε=hν=E2-E1外來(lái)光子⑴14受激輻射是在外界輻射場(chǎng)的控制下的發(fā)光過(guò)程，受激輻射場(chǎng)與入射輻射場(chǎng)具有相同的頻率、相位、波矢(傳播方向)和偏振，因而是相干的。受激輻射的相干性受激輻射與自發(fā)輻射的重要區(qū)別-----相干性。自發(fā)輻射是原子在不受外界輻射場(chǎng)控制情況下的自發(fā)過(guò)程。因此，大量原子的自發(fā)輻射場(chǎng)的相位是無(wú)規(guī)則分布的，因而是不相干的。此外，自發(fā)輻射場(chǎng)的傳播方向和偏振方向也是無(wú)規(guī)則分布的。受激輻射是在外界輻射場(chǎng)的控制下的發(fā)光過(guò)程，受激輻射場(chǎng)與入射輻15（3）受激吸收N2N1E2E1兩能級(jí)滿足躍遷選擇定則ε=hν=E2-E1光的受激吸收是同受激輻射相反的過(guò)程。原子受外來(lái)光作用，完全吸收外來(lái)光子，并躍遷到E2能級(jí)。（3）受激吸收N2N1E2E1兩能級(jí)滿足躍遷選擇定則ε=h16國(guó)防科技大學(xué)光電科學(xué)與工程學(xué)院標(biāo)志著我國(guó)砷化鎵基近紅外波段光電子材料與器件的研究水平已進(jìn)入世界先進(jìn)行列。此外，自發(fā)輻射場(chǎng)的傳播方向和偏振方向也是無(wú)規(guī)則分布的。作戰(zhàn)使用效費(fèi)比高，化學(xué)激光武器僅消耗燃料，每發(fā)費(fèi)用為數(shù)千美元，遠(yuǎn)低于防空導(dǎo)彈的單發(fā)費(fèi)用（愛(ài)國(guó)者為３０～５０萬(wàn)美元/枚，尾刺為２萬(wàn)美元/枚）。華中科技大學(xué)激光技術(shù)與工程研究院作戰(zhàn)使用效費(fèi)比高，化學(xué)激光武器僅消耗燃料，每發(fā)費(fèi)用為數(shù)千美元，遠(yuǎn)低于防空導(dǎo)彈的單發(fā)費(fèi)用（愛(ài)國(guó)者為３０～５０萬(wàn)美元/枚，尾刺為２萬(wàn)美元/枚）。激光的單色性比普通光高倍.激光噴泉血管病變和消化道出血病變。1965年實(shí)現(xiàn)了鈮酸鋰光學(xué)參量振蕩器，借助普通光源的發(fā)光機(jī)理:受激吸收和自發(fā)輻射利用激光束的高亮度產(chǎn)生熱效應(yīng)、激光束好的單色性產(chǎn)生的生物效應(yīng)可以治療疾病。他們的論文使在光學(xué)領(lǐng)域工作的科學(xué)家馬上興奮起來(lái)，紛紛提出各種實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的實(shí)驗(yàn)方案，從此開(kāi)辟了嶄新的激光研究領(lǐng)域。⑴必須有外來(lái)光子，其能量ε=hν=E2-E1以色列邊境部署的激光炮現(xiàn)代高能激光武器的特點(diǎn)神光Ⅱ高功率激光系列裝置是我國(guó)獨(dú)立研制成功的大型高功率激光聚變實(shí)驗(yàn)裝置，配備有物理實(shí)驗(yàn)靶場(chǎng)系統(tǒng)及全套激光參數(shù)診斷設(shè)備，是世界上為數(shù)不多的激光器系統(tǒng)。⑶可使外來(lái)光得到放大。1966年研制成了固體鎖模激光器,獲得了超短脈沖普通光源的發(fā)光（如電燈、火焰、太陽(yáng)等）是由于物質(zhì)在受到外來(lái)能量（如光能、電能、熱能等）作用時(shí)，原子中的電子就會(huì)吸收外來(lái)能量而從低能級(jí)躍遷到高能級(jí)，即原子被激發(fā)。普通光源的發(fā)光機(jī)理:受激吸收和自發(fā)輻射普通光源的發(fā)光（如電燈、火焰、太陽(yáng)等）是由于物質(zhì)在受到外來(lái)能量（如光能、電能、熱能等）作用時(shí)，原子中的電子就會(huì)吸收外來(lái)能量而從低能級(jí)躍遷到高能級(jí)，即原子被激發(fā)。激發(fā)的過(guò)程是一個(gè)“受激吸收”過(guò)程。處在高能級(jí)（E2)的電子壽命很短（一般為10－8～10－9秒），在沒(méi)有外界作用下會(huì)自發(fā)地向低能級(jí)（E1）躍遷，躍遷時(shí)將產(chǎn)生光（電磁波）輻射。輻射光子能量為,這種輻射是一種自發(fā)輻射過(guò)程。

國(guó)防科技大學(xué)光電科學(xué)與工程學(xué)院普通光源的發(fā)光機(jī)理:受激吸收和17三.激光器的基本結(jié)構(gòu)和種類1.激光器基本結(jié)構(gòu)三.激光器的基本結(jié)構(gòu)和種類1.激光器基本結(jié)構(gòu)18按工作物質(zhì)分類固體激光器氣體激光器液體激光器半導(dǎo)體激光器按運(yùn)轉(zhuǎn)方式分類連續(xù)激光器脈沖激光器超短脈沖激光器按工作波段分類遠(yuǎn)紅外、紅外激光器可見(jiàn)光激光器紫外、真空紫外激光器X光激光器2.激光器的種類按工作物質(zhì)分類固體激光器氣體激光器液體激光器半導(dǎo)體激光器按運(yùn)19四.激光的發(fā)展歷史1917年,愛(ài)因斯坦在研究光輻射與原子相互作用的時(shí)候發(fā)現(xiàn)，除了受激吸收和自發(fā)輻射躍遷過(guò)程外，還存在受激輻射躍遷過(guò)程,提出了受激輻射可實(shí)現(xiàn)光放大的概念,為激光發(fā)明奠定了理論基礎(chǔ)。四.激光的發(fā)展歷史1917年,愛(ài)因斯坦在研究光輻射與原子相互201958年，美國(guó)兩位微波領(lǐng)域的科學(xué)家湯斯（）和肖洛（發(fā)表了著名論文《紅外與光學(xué)激射器》，指出了受激輻射為主的發(fā)光的可能性，以及必要條件是實(shí)現(xiàn)“粒子數(shù)反轉(zhuǎn)”。他們的論文使在光學(xué)領(lǐng)域工作的科學(xué)家馬上興奮起來(lái)，紛紛提出各種實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的實(shí)驗(yàn)方案，從此開(kāi)辟了嶄新的激光研究領(lǐng)域。同年蘇聯(lián)科學(xué)家巴索夫和普羅霍洛夫發(fā)表了《實(shí)現(xiàn)三能級(jí)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)和半導(dǎo)體激光器建議》論文.

1959年湯斯又提出了制造紅寶石激光器的建議.1958年，美國(guó)兩位微波領(lǐng)域的科學(xué)家湯斯（）和肖洛（發(fā)表了21

TheNobelPrizeinPhysics1964(1964年，湯斯、普羅霍洛夫和巴索夫由于對(duì)激光研究的貢獻(xiàn)分享了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng))

TheNobelPrizeinPhysics19221960年7月，世界第一臺(tái)紅寶石固態(tài)激光器問(wèn)世，標(biāo)志了激光技術(shù)的誕生。

美國(guó)休斯公司實(shí)驗(yàn)室梅曼（T.H.Maiman）演示的。

波長(zhǎng)為694.3nm的激光1960年7月，世界第一臺(tái)紅寶石固態(tài)激光器問(wèn)世，標(biāo)志了激光技23激光與原子能、半導(dǎo)體、電子計(jì)算機(jī)一起，被譽(yù)為當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的"四大發(fā)明"。

至此，一門新的科學(xué)技術(shù)——激光技術(shù)以科學(xué)史上罕見(jiàn)的高速度向前發(fā)展！

激光與原子能、半導(dǎo)體、電子計(jì)算機(jī)一起，被譽(yù)為當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的"24⑵有人提出了Q調(diào)制技術(shù)，并制成第一臺(tái)調(diào)Q激光器。⑶制成了釹玻璃脈沖激光器。1961年⑴2月（A.Javan）研制成了

He—Ne混合氣體激光器。1962年美國(guó)三個(gè)研究小組幾乎同時(shí)分別發(fā)布砷化鎵（GaAs）半導(dǎo)體激光器的報(bào)道。僅1961—1962年間世界各國(guó)發(fā)表的激光方面的論文達(dá)200篇以上。⑵有人提出了Q調(diào)制技術(shù)，1961年僅1961—1962251963年建立了激光的半經(jīng)典理論。對(duì)激光的頻率特性和功率特性進(jìn)行了比較完善的探討。1964年研制成了氬離子（A+r）離子氣體激光器二氧化碳?xì)怏w激光器化學(xué)激光器（HF氟化氫）摻釹的釔鋁石榴石固體激光器1965年實(shí)現(xiàn)了鈮酸鋰光學(xué)參量振蕩器，借助半經(jīng)典理論預(yù)言了鎖模效應(yīng)的存在。1963年建立了激光的半經(jīng)典理論。26把組織蛋白凝固。激光未來(lái)的發(fā)展，充滿著：因此，大量原子的自發(fā)輻射場(chǎng)的相位是無(wú)規(guī)則分布的，因而是不相干的。受激輻射與自發(fā)輻射的重要區(qū)別-----相干性。自發(fā)輻射是原子在不受外界輻射場(chǎng)控制情況下的自發(fā)過(guò)程。激光打孔主要應(yīng)用在:激光在工業(yè)加工領(lǐng)域中的應(yīng)用激光的單色性比普通光高倍.這種激光器不僅能發(fā)射紫外激光，經(jīng)過(guò)調(diào)整后還能發(fā)射從藍(lán)色到深紫外的激光。激光技術(shù)已成為醫(yī)學(xué)中的新技術(shù)，已形成一個(gè)新醫(yī)學(xué)分支——激光醫(yī)學(xué)。原子受外來(lái)光作用，完全吸收外來(lái)光子，并躍遷到E2能級(jí)。激光切割激光在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用如今形形色色的激光器據(jù)統(tǒng)計(jì)，已有數(shù)百種之多美國(guó)YAL-1A型激光攻擊機(jī)神光Ⅱ高功率激光系列裝置是我國(guó)獨(dú)立研制成功的大型高功率激光聚變實(shí)驗(yàn)裝置，配備有物理實(shí)驗(yàn)靶場(chǎng)系統(tǒng)及全套激光參數(shù)診斷設(shè)備，是世界上為數(shù)不多的激光器系統(tǒng)。目前使用的激光器有YAG激光器，CO2激光器和半導(dǎo)體泵浦激光器。在古希臘，阿基米德利用巨大的反光聚焦鏡摧毀了入侵者的兵艦，但那時(shí)的船還是由木頭做的。激發(fā)的過(guò)程是一個(gè)“受激吸收”過(guò)程。1917年,愛(ài)因斯坦在研究光輻射與原子相互作用的時(shí)候發(fā)現(xiàn)，除了受激吸收和自發(fā)輻射躍遷過(guò)程外，還存在受激輻射躍遷過(guò)程,提出了受激輻射可實(shí)現(xiàn)光放大的概念,為激光發(fā)明奠定了理論基礎(chǔ)。1966年研制成了固體鎖模激光器,獲得了超短脈沖1970年研制成了準(zhǔn)分子激光器1977年研制成了紅外波段的自由電子激光器

1984年研制出光孤子激光器把組織蛋白凝固。1966年研制成了固體鎖模激光器,獲得了超272001年，美國(guó)加利福尼亞大學(xué)伯克利分校的研究人員在相當(dāng)人的頭發(fā)絲千分之一的氧化鋅納米導(dǎo)線上制造出世界最小的激光器—納米導(dǎo)線激光器。這種激光器不僅能發(fā)射紫外激光，經(jīng)過(guò)調(diào)整后還能發(fā)射從藍(lán)色到深紫外的激光。這種納米激光器最終有可能被用于鑒別化學(xué)物質(zhì)，提高計(jì)算機(jī)磁盤(pán)和光子計(jì)算機(jī)的信息存儲(chǔ)量如今形形色色的激光器據(jù)統(tǒng)計(jì)，已有數(shù)百種之多2001年，美國(guó)加利福尼亞大學(xué)伯克利分校的研究人員在相當(dāng)人的28該領(lǐng)域的有關(guān)諾貝爾獎(jiǎng)1964:Townes,Basov,Prokhorov,微波激射器和激光器的發(fā)明1981:哈佛大學(xué)的布隆姆貝根和斯坦福大學(xué)的肖洛

,激光光譜學(xué)1997:朱隸文等三人,激光冷卻和陷俘原子說(shuō)明:朱隸文系美籍華人,1948年生于密蘇里州,其父臺(tái)灣中央研究院院士

2005：羅伊·

格勞伯，對(duì)光學(xué)相干的量子理論的貢獻(xiàn)約翰·

霍爾、奧多爾·漢斯：基于激光的精密光譜學(xué)研究該領(lǐng)域的有關(guān)諾貝爾獎(jiǎng)2005：羅伊·格勞伯，對(duì)光學(xué)相291961年夏，在王之江主持下，在中國(guó)科學(xué)院（長(zhǎng)春）光學(xué)精密儀器機(jī)械研究所研制成功我國(guó)第一臺(tái)紅寶石激光器中國(guó)的激光發(fā)展情況:我國(guó)各類激光器的“第一臺(tái)”:

He-Ne激光器

(1963年7月鄧錫銘等)(上海光機(jī)所)

摻釹玻璃激光器

(1963年6月干福熹等)(上海光機(jī)所)

GaAs同質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體激光器

(1963年12月王守武等)

脈沖Ar+激光器

(1964年10月萬(wàn)重怡等)(中科院電子所)

CO2分子激光器

(1965年9月王潤(rùn)文等)(上海光機(jī)所)

CH3I化學(xué)激光器

(1966年3月鄧錫銘等)

YAG(釔鋁石榴石)激光器

(1966年7月屈乾華等)(西南技術(shù)物理研究所)1961年夏，在王之江主持下，在中國(guó)科學(xué)院（長(zhǎng)春）光學(xué)精密儀301964年，我國(guó)第一所，也是當(dāng)時(shí)世界上第一所激光技術(shù)的專業(yè)研究所——中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所（簡(jiǎn)稱“上海光機(jī)所”）成立

在基礎(chǔ)研究和關(guān)鍵技術(shù)方面、一系列新概念、新方法和新技術(shù)（如腔的Q突變及轉(zhuǎn)鏡調(diào)Q、行波放大、自由電子振蕩輻射等）紛紛提出并獲得實(shí)施，其中不少具有獨(dú)創(chuàng)性。

1964年，我國(guó)第一所，也是當(dāng)時(shí)世界上第一所激光技術(shù)的專業(yè)研31在王淦昌、王大珩的指導(dǎo)下，中國(guó)科學(xué)院和中國(guó)工程物理研究院從80年代開(kāi)始聯(lián)合攻關(guān)，承擔(dān)了“神光”系列激光系統(tǒng)的研制.其中，“神光-Ⅰ”激光裝置于1986年建成，輸出功率2萬(wàn)億瓦，達(dá)到國(guó)際同類裝置的先進(jìn)水平。90年代又研制了規(guī)模擴(kuò)大4倍、性能更為先進(jìn)的“神光-Ⅱ”裝置。1995年，“863計(jì)劃”立項(xiàng)，開(kāi)始研制跨世紀(jì)的巨型激光驅(qū)動(dòng)器——“神光-Ⅲ”裝置.

在王淦昌、王大珩的指導(dǎo)下，中國(guó)科學(xué)院和中國(guó)工程物理研究院從832神光-I裝置神光-I裝置33

神光Ⅱ高功率激光系列裝置是我國(guó)獨(dú)立研制成功的大型高功率激光聚變實(shí)驗(yàn)裝置，配備有物理實(shí)驗(yàn)靶場(chǎng)系統(tǒng)及全套激光參數(shù)診斷設(shè)備，是世界上為數(shù)不多的激光器系統(tǒng)。

神光Ⅱ高功率激光系列裝置是我國(guó)獨(dú)立34

神光Ⅱ激光裝置大廳神光Ⅱ激光裝置大廳35激光原理緒論優(yōu)質(zhì)推薦課件36激光的單色性比普通光高倍.標(biāo)志著我國(guó)砷化鎵基近紅外波段光電子材料與器件的研究水平已進(jìn)入世界先進(jìn)行列。對(duì)激光的頻率特性和功率特性進(jìn)行了比較完1977年研制成了紅外波段的自由電子激光器華北光電技術(shù)研究所固體激光技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室⑵受激輻射的光子與外來(lái)光子同屬一個(gè)光很久以前，有人幻想一種“死光武器”的出現(xiàn)。激光切割激光打孔的發(fā)展主要體現(xiàn)在打孔用YAG激光器的平均輸出功率已由5年前的400w提高到800w至1000w。中科院西安光機(jī)所(飛秒激光技術(shù))1970年研制成了準(zhǔn)分子激光器目前，在激光理論，激光技術(shù)，激光應(yīng)用等各個(gè)方面，都取得了巨大進(jìn)展，而且?guī)?dòng)了全息光學(xué)，非線性光學(xué)，傅里葉光學(xué)，激光光譜光，光化學(xué)，光通訊，光存貯，光信息等新興學(xué)科的發(fā)展。激光在舞臺(tái)表演中的應(yīng)用激光(Laser)普通光源的發(fā)光機(jī)理:受激吸收和自發(fā)輻射機(jī)載激光武器假象圖的反沖壓力將靶丸向心壓縮，利用激光束的高亮度產(chǎn)生熱效應(yīng)、激光束好的單色性產(chǎn)生的生物效應(yīng)可以治療疾病。子自發(fā)躍遷發(fā)出的光子。使用的激光器主要有YAG激光器和CO2激光器。神光-Ⅲ

激光裝置靶室光路激光的單色性比普通光高倍.神光-Ⅲ激光裝置靶室37

1996年，中國(guó)新一代飛秒超強(qiáng)激光裝置研制成功（中國(guó)工程物理研究院）。這標(biāo)志著中國(guó)的強(qiáng)激光技術(shù)又踏上一個(gè)新臺(tái)階。這個(gè)設(shè)備是中國(guó)第一臺(tái)用于超短超強(qiáng)激光研究的精密裝置，專家認(rèn)為它的研制成功為中國(guó)強(qiáng)場(chǎng)中的物質(zhì)及行為研究開(kāi)拓了道路，是國(guó)際上重大研究項(xiàng)目之一。

2004年,中科院上海光機(jī)所昨天在其建所40周年之際宣布：小型化超短超強(qiáng)激光功率成功突破100太瓦（1太瓦＝1012瓦）大關(guān)，輸出峰值功率達(dá)到120太瓦/36飛秒，這標(biāo)志著上海在這一領(lǐng)域已進(jìn)入了國(guó)際同類研究的前沿.1996年，中國(guó)新一代飛秒超強(qiáng)激光裝置研制成功（中國(guó)382005年,由中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所承擔(dān)的國(guó)家“973”項(xiàng)目、“863”項(xiàng)目和中科院重大項(xiàng)目“新一代鎵銦氮砷(GaInNAs)長(zhǎng)波長(zhǎng)光電子材料與器件”近日取得重要突破。在國(guó)內(nèi)首次制備出第一只鎵銦氮砷/鎵砷(GaInNAs/GaAs)量子阱邊發(fā)射激光器，實(shí)現(xiàn)室溫連續(xù)激射，激射波長(zhǎng)1.30微米，輸出功率大于30毫瓦。標(biāo)志著我國(guó)砷化鎵基近紅外波段光電子材料與器件的研究水平已進(jìn)入世界先進(jìn)行列。

2005年,由中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所承擔(dān)的國(guó)家“973”項(xiàng)目39五.激光的應(yīng)用由于激光具有方向性好、亮度高、單色性好、相干性好等特點(diǎn)而在許多領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用1.激光應(yīng)用于軍事領(lǐng)域2.激光在工業(yè)加工領(lǐng)域中的應(yīng)用3.激光在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用4.激光在生活中的應(yīng)用5.激光在新能源中的應(yīng)用6.激光在科學(xué)研究領(lǐng)域中的應(yīng)用五.激光的應(yīng)用由于激光具有方向性好、亮度高、單色性好、相干性40

很久以前，有人幻想一種“死光武器”的出現(xiàn)。在古希臘，阿基米德利用巨大的反光聚焦鏡摧毀了入侵者的兵艦，但那時(shí)的船還是由木頭做的?，F(xiàn)代的激光讓人們有可能實(shí)現(xiàn)古代的夢(mèng)想，制造出可以摧毀一切的激光武器。美國(guó)現(xiàn)在全力研制的“星球大戰(zhàn)”防衛(wèi)體系，所依賴的重要一環(huán)就是用激光束來(lái)?yè)魵肭值膶?dǎo)彈?？梢栽O(shè)想，一枚載著核彈頭的導(dǎo)彈在強(qiáng)激光的照射下會(huì)迅速化為一陣煙霧消散在空中，這該是多么神奇的事！

1.激光應(yīng)用于軍事領(lǐng)域很久以前，有人幻想一種“死光武器”的出現(xiàn)。在古希臘，阿基米41

１.反應(yīng)迅速:光束以每秒３０萬(wàn)公里傳輸，打擊目標(biāo)時(shí)無(wú)需計(jì)算射擊提前量，瞬發(fā)即中?，F(xiàn)代高能激光武器的特點(diǎn)

激光武器是利用激光束直接毀傷目標(biāo)或使之失效，與火炮、導(dǎo)彈等武器相比，具有許多優(yōu)異的技術(shù)特性：１.反應(yīng)迅速:光束以每秒３０萬(wàn)公里傳輸，打擊目標(biāo)時(shí)無(wú)需計(jì)42

２.可在電子戰(zhàn)環(huán)境中工作激光傳輸不受外界電磁波的干擾，目標(biāo)難以利用電磁干擾手段避開(kāi)激光武器的射擊。

３.轉(zhuǎn)移火力快,激光束發(fā)射時(shí)無(wú)后座力，可連續(xù)射擊，能在很短時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)移射擊方向，是攔截多目標(biāo)的理想武器。

４.作戰(zhàn)使用效費(fèi)比高，化學(xué)激光武器僅消耗燃料，每發(fā)費(fèi)用為數(shù)千美元，遠(yuǎn)低于防空導(dǎo)彈的單發(fā)費(fèi)用（愛(ài)國(guó)者為３０～５０萬(wàn)美元/枚，尾刺為２萬(wàn)美元/枚）。２.可在電子戰(zhàn)環(huán)境中工作激光傳輸不受外界電磁波的干擾，43

目前的激光武器可分為兩類:一類是戰(zhàn)術(shù)武器，也就是像常規(guī)武器那樣直接殺傷敵方人員、擊毀坦克、飛機(jī)等。這種武器的主要代表有激光槍和激光炮，它們能夠發(fā)出很強(qiáng)的激光束來(lái)打擊敵人。另一類是戰(zhàn)略武器，用于對(duì)付敵方的遠(yuǎn)程導(dǎo)彈、軍事衛(wèi)星等空間武器。研究戰(zhàn)略武器的關(guān)鍵是制造大功率高能量的激光器，其能量和功率足以摧毀導(dǎo)彈和衛(wèi)星。目前的激光武器可分為兩類:44激光戰(zhàn)斗衛(wèi)星假象圖戰(zhàn)略激光武器作戰(zhàn)示意圖美軍配備的打迫擊炮的激光武器

機(jī)載激光武器假象圖激光戰(zhàn)斗衛(wèi)星假象圖戰(zhàn)略激光武器作戰(zhàn)示意圖美軍配備的打迫擊炮的45激光眩目槍

激光眩目槍46時(shí)間相干性好（～10-8埃），相干長(zhǎng)度可達(dá)幾十公里。自發(fā)輻射是原子在不受外界輻射場(chǎng)控制情況下的自發(fā)過(guò)程?！凹す狻薄X學(xué)森在196４年提出激光器的基本結(jié)構(gòu)和種類照射靶丸快速加熱表面.這種納米激光器最終有可能被用于鑒別化學(xué)物質(zhì)，提高計(jì)算機(jī)磁盤(pán)和光子計(jì)算機(jī)的信息存儲(chǔ)量很久以前，有人幻想一種“死光武器”的出現(xiàn)。⑵有人提出了Q調(diào)制技術(shù)，美軍配備的打迫擊炮的激光武器個(gè)燃料，從而釋放核能，并大今天，激光技術(shù)已經(jīng)融入我們的日常生活之中了。1977年研制成了紅外波段的自由電子激光器特點(diǎn)：是個(gè)隨機(jī)過(guò)程，各波列間沒(méi)有固定位相關(guān)系，可以有不同的偏振方向、傳播方向、相互間不相干。例如吉列牌剃須刀片，每個(gè)刀片厚度僅0.華中科技大學(xué)激光技術(shù)與工程研究院現(xiàn)代高能激光武器的特點(diǎn)標(biāo)志著我國(guó)砷化鎵基近紅外波段光電子材料與器件的研究水平已進(jìn)入世界先進(jìn)行列。普通光源的發(fā)光（如電燈、火焰、太陽(yáng)等）是由于物質(zhì)在受到外來(lái)能量（如光能、電能、熱能等）作用時(shí)，原子中的電子就會(huì)吸收外來(lái)能量而從低能級(jí)躍遷到高能級(jí)，即原子被激發(fā)。自發(fā)地、各自獨(dú)立地、彼此無(wú)關(guān)地、無(wú)規(guī)律地子自發(fā)躍遷發(fā)出的光子。以色列邊境部署的激光炮時(shí)間相干性好（～10-8埃），相干長(zhǎng)度可達(dá)幾十公里。47美國(guó)戰(zhàn)術(shù)激光炮美國(guó)戰(zhàn)術(shù)激光炮48衛(wèi)星上安裝的激光武器戰(zhàn)略激光武器組圖衛(wèi)星上安裝的激光武器戰(zhàn)略激光武器組圖49激光雷達(dá)激光雷達(dá)50

美國(guó)YAL-1A型激光攻擊機(jī)

美國(guó)YAL-1A型激光攻擊機(jī)51激光原理緒論優(yōu)質(zhì)推薦課件52

激光在傳統(tǒng)加工領(lǐng)域中具有十分廣泛的應(yīng)用，可以對(duì)材料(包括金屬與非金屬)進(jìn)行切割、焊接、表面處理、打孔、微加工等。2.激光在工業(yè)加工領(lǐng)域中的應(yīng)用激光在傳統(tǒng)加工領(lǐng)域中具有十分廣泛的應(yīng)用，可以對(duì)材料(包括53

激光切割

激光切割技術(shù)可以應(yīng)用于:

汽車行業(yè)、計(jì)算機(jī)、電氣機(jī)殼、各種金屬零件和特殊材料的切割、圓形鋸片、彈簧墊片、2mm以下的電子機(jī)件用銅板、一些金屬網(wǎng)板、鋼管、鍍錫鐵板、鍍亞鉛鋼板、磷青銅、電木板、薄鋁合金、石英玻璃、硅橡膠、1mm以下氧化鋁陶瓷片、航天工業(yè)使用的鈦合金等等。

使用的激光器主要有YAG激光器和CO2激光器。激光切割激光切割技術(shù)可以應(yīng)用于:54

激光切割激光切割55

激光雕刻激光56處在高能級(jí)（E2)的電子壽命很短（一般為10－8～10－9秒），在沒(méi)有外界作用下會(huì)自發(fā)地向低能級(jí)（E1）躍遷，躍遷時(shí)將產(chǎn)生光（電磁波）輻射。的反沖壓力將靶丸向心壓縮，(1)加熱:激光（或離子束，X光輻射）標(biāo)志著我國(guó)砷化鎵基近紅外波段光電子材料與器件的研究水平已進(jìn)入世界先進(jìn)行列。1958年，美國(guó)兩位微波領(lǐng)域的科學(xué)家湯斯（）和肖洛（發(fā)表了著名論文《紅外與光學(xué)激射器》，指出了受激輻射為主的發(fā)光的可能性，以及必要條件是實(shí)現(xiàn)“粒子數(shù)反轉(zhuǎn)”。2005：羅伊·格勞伯，對(duì)光學(xué)相干的量子理論的貢獻(xiàn)目前使用的激光器有YAG激光器，CO2激光器和半導(dǎo)體泵浦激光器。中科院上海光機(jī)所(高功率激光,強(qiáng)場(chǎng)激光)激光打孔的發(fā)展主要體現(xiàn)在打孔用YAG激光器的平均輸出功率已由5年前的400w提高到800w至1000w。水幕電影半經(jīng)典理論預(yù)言了鎖模效應(yīng)的存在。激光雕刻激光未來(lái)的發(fā)展，充滿著：激光(Laser)現(xiàn)代高能激光武器的特點(diǎn)⑴2月（A.子自發(fā)躍遷發(fā)出的光子。壓力達(dá)到108大氣壓，推力約為激光在傳統(tǒng)加工領(lǐng)域中具有十分廣泛的應(yīng)用，可以對(duì)材料(包括金屬與非金屬)進(jìn)行切割、焊接、表面處理、打孔、微加工等。Maiman）演示的。

激光焊接

激光焊接技術(shù)主要應(yīng)用于汽車車身厚薄板、汽車零件、鋰電池、心臟起搏器、密封繼電器等密封器件以及各種不允許焊接污染和變形器件的焊接中。目前使用的激光器有YAG激光器，CO2激光器和半導(dǎo)體泵浦激光器。

處在高能級(jí)（E2)的電子壽命很短（一般為10－8～10－9秒57激光打孔

激光打孔主要應(yīng)用在:航空航天、汽車制造、電子儀表、化工等行業(yè)。激光打孔的發(fā)展主要體現(xiàn)在打孔用YAG激光器的平均輸出功率已由5年前的400w提高到800w至1000w。目前使用的激光器多以YAG激光器和CO2激光器為主，也有一些準(zhǔn)分子激光器、同位素激光器和半導(dǎo)體泵浦激光器。激光打孔儀激光打孔激光打孔主要應(yīng)用在:激光打孔儀58

激光加工不僅極大地提高了工效和質(zhì)量，而且有些加工工藝非激光莫屬。例如吉列牌剃須刀片，每個(gè)刀片厚度僅0.1毫米，要用13個(gè)焊點(diǎn)焊在0.2毫米的托架上，就是用一臺(tái)激光焊接饑在半秒鐘內(nèi)完成的。如今，激光加工已成為激光傳統(tǒng)應(yīng)用的最大領(lǐng)域！

激光加工不僅極大地提高了工效和質(zhì)量，而且有些加工59

3.激光在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用

利用激光束的高亮度產(chǎn)生熱效應(yīng)、激光束好的單色性產(chǎn)生的生物效應(yīng)可以治療疾病。激光技術(shù)已成為醫(yī)學(xué)中的新技術(shù)，已形成一個(gè)新醫(yī)學(xué)分支——激光醫(yī)學(xué)。可以醫(yī)治：眼科、婦科、皮膚科、內(nèi)科、腫瘤科內(nèi)的200多種疾病。3.激光在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用利用激光束的60治療的方法主要有：（1）激光刀優(yōu)點(diǎn)（1）手術(shù)時(shí)出血量少，激光刀可以對(duì)肝、脾等血管豐富的部位動(dòng)手術(shù)；（2）激光刀與手術(shù)部位是非接觸的，是自身消毒的手術(shù)，適宜處理感染性病變。被聚焦的、運(yùn)動(dòng)的激光束生物體組織機(jī)理：激光束能量使組織在短時(shí)間內(nèi)燒灼和氣化。激光刀在切開(kāi)組織的同時(shí)，其能量把組織中的血管燒結(jié)封閉。治療的方法主要有：（1）激光刀優(yōu)點(diǎn)（1）手術(shù)時(shí)出血量少，激61（2）光凝治療機(jī)理：激光把生物組織細(xì)胞的水分蒸發(fā)，把組織蛋白凝固?？芍委煟貉劭浦械囊暰W(wǎng)膜脫落、皮膚粘膜血管病變和消化道出血病變。（2）光凝治療機(jī)理：激光把生物組織細(xì)胞的水分蒸發(fā)，可治療：62（3）光照射治療

低功率激光束照射生物體，通過(guò)生物效應(yīng)，能對(duì)人體起消炎、消腫、鎮(zhèn)痛和促進(jìn)傷口愈合的作用，直徑細(xì)小的激光束照射體穴、耳穴、能獲得銀針針灸的效果，激光針灸，安全方便，不出現(xiàn)暈針、斷針、刺傷血管、神經(jīng)及內(nèi)臟的情況。（3）光照射治療低功率激光束照射生物體，通634.激光在生活中的應(yīng)用激光電視

激光照排技術(shù)

激光唱機(jī)、激光視盤(pán)

全息照片舞臺(tái)表演等激光可以應(yīng)用于：4.激光在生活中的應(yīng)用激光電視激光照排技術(shù)激光唱機(jī)、激64

激光在舞臺(tái)表演中的應(yīng)用水幕電影氬離子激光表演等水幕激光在舞臺(tái)表演中，激光的應(yīng)用主要有以下幾種形式激光在舞臺(tái)表演中的應(yīng)用水幕電影氬離子激光表演等水幕65

水幕電影水幕電影66

形形色色的激光藝術(shù)

用氬離子激光表演器作空間光束掃描，能產(chǎn)生各種美妙的燈光效果，營(yíng)造一種流光溢彩的氣氛。形形色色的激光藝術(shù)用氬離子激光表演器作空間光束67激光核聚變5.激光在新能源中的應(yīng)用---激光核聚變5.激光在新能源中的應(yīng)用---681.激光核聚變

利用高功率激光束作用于由氘、氚或氘-氚制成的靶丸，使氘、氚核發(fā)生聚合，同時(shí)釋放出巨額核能量的技術(shù)。因?yàn)檎麄€(gè)聚變過(guò)程是在極短時(shí)間內(nèi)完成，氘氚燃料丸來(lái)不及膨脹，因此又稱慣性約束聚變。1.激光核聚變利用高功率激光束作用于由氘、69

在宇宙中，核聚變是產(chǎn)生能量的主要機(jī)制。兩個(gè)氘核聚合成氦原子，釋放3.2MeV的能量，一個(gè)氘核和一個(gè)氚核聚合成氦原子核，釋放出17.6MeV的能量。用核能量做燃料燃燒值非常高，1kg核燃料產(chǎn)生的熱量相當(dāng)于2*107kg煤產(chǎn)生的熱量。海水中蘊(yùn)藏著大量的氘、氚，數(shù)量約為20萬(wàn)噸，所以核聚變技術(shù)能為人類提供幾乎是用之不盡的能源。在宇宙中，核聚變是產(chǎn)生能量的主要機(jī)制。兩個(gè)70慣性約束聚變的四個(gè)過(guò)程(1)加熱:激光（或離子束，X光輻射）照射靶丸快速加熱表面.(2)壓縮:靶丸表面物質(zhì)向外噴射，形成的反沖壓力將靶丸向心壓縮，壓力達(dá)到108大氣壓，推力約為航天飛機(jī)的100倍.(3)點(diǎn)火:靶心燃料被壓縮到20倍鉛密度，并在108度高溫下點(diǎn)火.(4)燃燒:發(fā)生熱核爆炸并迅速擴(kuò)展到整個(gè)燃料，從而釋放核能，并大于輸入能量若干倍.慣性約束聚變的四個(gè)過(guò)程(1)加熱:激光（或離子束，X光輻射）71目前，在激光理論，激光技術(shù)，激光應(yīng)用等各個(gè)方面，都取得了巨大進(jìn)展，而且?guī)?dòng)了全息光學(xué)，非線性光學(xué)，傅里葉光學(xué)，激光光譜光，光化學(xué)，光通訊，光存貯，光信息等新興學(xué)科的發(fā)展。現(xiàn)代光學(xué)基礎(chǔ)隨著科學(xué)技術(shù)日益加深和拓廣，激光技術(shù)的應(yīng)用將不斷地給人類帶來(lái)新的驚奇！6.激光在科學(xué)研究領(lǐng)域中的應(yīng)用----目前，在激光理論，激光技術(shù)，激光應(yīng)用等各個(gè)方面，都取得了巨大72

今天，激光技術(shù)已經(jīng)融入我們的日常生活之中了。在未來(lái)的歲月中，激光會(huì)帶給我們更多的奇跡。激光未來(lái)的發(fā)展，充滿著：巨大的機(jī)遇、挑戰(zhàn)和創(chuàng)新空間！今天，激光技術(shù)已經(jīng)融入我們的日常生活之中了。在未731.生物技術(shù)

2.信息技術(shù)

3.新材料技術(shù)

4.先進(jìn)制造技術(shù)

5.先進(jìn)能源技術(shù)

6.海洋技術(shù)

7.激光技術(shù)

8.空天技術(shù)

國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(全文)（2006－2020年）(五、前沿技術(shù)

)

1.生物技術(shù)2.信息技術(shù)3.新材料技術(shù)4.先進(jìn)制造技術(shù)74華中科技大學(xué)激光技術(shù)與工程研究院中科院上海光機(jī)所(高功率激光,強(qiáng)場(chǎng)激光)

中科院安徽光機(jī)所(激光通訊,激光雷達(dá))

中科院西安光機(jī)所(飛秒激光技術(shù))

國(guó)內(nèi)主要激光研究單位中科院長(zhǎng)春光機(jī)所中科院物理所中科院半導(dǎo)體所清華大學(xué),北京大學(xué),天津大學(xué)國(guó)防科技大學(xué)光電科學(xué)與工程學(xué)院華北光電技術(shù)研究所固體激光技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室中國(guó)工程物理研究院激光聚變研究中心哈爾濱工業(yè)大學(xué)可調(diào)諧激光國(guó)家級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

西南技術(shù)物理研究所(中國(guó)兵器工業(yè)第209研究所)華中科技大學(xué)激光技術(shù)與工程研究院中科院上海光機(jī)所(高功率激光75⑵受激輻射N2N1E2E1ε=hν=E2-E1外來(lái)光子⑴必須有外來(lái)光子，其能量ε=hν=E2-E1

才能發(fā)生。⑵受激輻射的光子與外來(lái)光子同屬一個(gè)光子態(tài)（特性完全相同）。⑶可使外來(lái)光得到放大。受激輻射的特點(diǎn):⑵受激輻射N2N1E2E1ε=hν=E2-E1外來(lái)光子⑴76國(guó)防科技大學(xué)光電科學(xué)與工程學(xué)院很久以前，有人幻想一種“死光武器”的出現(xiàn)。激光(Laser)1964:Townes,Basov,Prokhorov,微波激射器和激光器的發(fā)明個(gè)燃料，從而釋放核能，并大戰(zhàn)略激光武器作戰(zhàn)示意圖美國(guó)現(xiàn)在全力研制的“星球大戰(zhàn)”防衛(wèi)體系，所依賴的重要一環(huán)就是用激光束來(lái)?yè)魵肭值膶?dǎo)彈。⑴2月（A.另一類是戰(zhàn)略武器，用于對(duì)付敵方的遠(yuǎn)程導(dǎo)彈、軍事衛(wèi)星等空間武器。二氧化碳?xì)怏w激光器1917年,愛(ài)因斯坦在研究光輻射與原子相互作用的時(shí)候發(fā)現(xiàn)，除了受激吸收和自發(fā)輻射躍遷過(guò)程外，還存在受激輻射躍遷過(guò)程,提出了受激輻射可實(shí)現(xiàn)光放大的概念,為激光發(fā)明奠定了理論基礎(chǔ)。激光噴泉1959年湯斯又提出了制造紅寶石激光器的建議.作戰(zhàn)使用效費(fèi)比高，化學(xué)激光武器僅消耗燃料，每發(fā)費(fèi)用為數(shù)千美元，遠(yuǎn)低于防空導(dǎo)彈的單發(fā)費(fèi)用（愛(ài)國(guó)者為３０～５０萬(wàn)美元/枚，尾刺為２萬(wàn)美元/枚）。神光Ⅱ高功率激光系列裝置是我國(guó)獨(dú)立研制成功的大型高功率激光聚變實(shí)驗(yàn)裝置，配備有物理實(shí)驗(yàn)靶場(chǎng)系統(tǒng)及全套激光參數(shù)診斷設(shè)備，是世界上為數(shù)不多的激光器系統(tǒng)。在古希臘，阿基米德利用巨大的反光聚焦鏡摧毀了入侵者的兵艦，但那時(shí)的船還是由木頭做的。神光-Ⅲ激光裝置靶室光路子自發(fā)躍遷發(fā)出的光子?？稍陔娮討?zhàn)環(huán)境中工作激光傳輸不受外界電磁波的干擾，目標(biāo)難以利用電磁干擾手段避開(kāi)激光武器的射擊。激光在科學(xué)研究領(lǐng)域中的應(yīng)用該領(lǐng)域的有關(guān)諾貝爾獎(jiǎng)1964:Townes,Basov,Prokhorov,微波激射器和激光器的發(fā)明1981:哈佛大學(xué)的布隆姆貝根和斯坦福大學(xué)的肖洛

,激光光譜學(xué)1997:朱隸文等三人,激光冷卻和陷俘原子說(shuō)明:朱隸文系美籍華人,1948年生于密蘇里州,其父臺(tái)灣中央研究院院士

2005：羅伊·

格勞伯，對(duì)光學(xué)相干的量子理論的貢獻(xiàn)約翰·

霍爾、奧多爾·漢斯：基于激光的精密光譜學(xué)研究國(guó)防科技大學(xué)光電科學(xué)與工程學(xué)院該領(lǐng)域的有關(guān)諾貝爾獎(jiǎng)2077在王淦昌、王大珩的指導(dǎo)下，中國(guó)科學(xué)院和中國(guó)工程物理研究院從80年代開(kāi)始聯(lián)合攻關(guān)，承擔(dān)了“神光”系列激光系統(tǒng)的研制.其中，“神光-Ⅰ”激光裝置于1986年建成，輸出功率2萬(wàn)億瓦，達(dá)到國(guó)際同類裝置的先進(jìn)水平。90年代又研制了規(guī)模擴(kuò)大4倍、性能更為先進(jìn)的“神光-Ⅱ”裝置。1995年，“863計(jì)劃”立項(xiàng)，開(kāi)始研制跨世紀(jì)的巨型激光驅(qū)動(dòng)器——“神光-Ⅲ”裝置.

在王淦昌、王大珩的指導(dǎo)下，中國(guó)科學(xué)院和中國(guó)工程物理研究院從878

１.反應(yīng)迅速:光束以每秒３０萬(wàn)公里傳輸，打擊目標(biāo)時(shí)無(wú)需計(jì)算射擊提前量，瞬發(fā)即中。現(xiàn)代高能激光武器的特點(diǎn)

激光武器是利用激光束直接毀傷目標(biāo)或使之失效，與火炮、導(dǎo)彈等武器相比，具有許多優(yōu)異的技術(shù)特性：１.反應(yīng)迅速:光束以每秒３０萬(wàn)公里傳輸，打擊目標(biāo)時(shí)無(wú)需計(jì)79激光戰(zhàn)斗衛(wèi)星假象圖戰(zhàn)略激光武器作戰(zhàn)示意圖美軍配備的打迫擊炮的激光武器

機(jī)載激光武器假象圖激光戰(zhàn)斗衛(wèi)星假象圖戰(zhàn)略激光武器作戰(zhàn)示意圖美軍配備的打迫擊炮的80

激光在傳統(tǒng)加工領(lǐng)域中具有十分廣泛的應(yīng)用，可以對(duì)材料(包括金屬與非金屬)進(jìn)行切割、焊接、表面處理、打孔、微加工等。2.激光在工業(yè)加工領(lǐng)域中的應(yīng)用激光在傳統(tǒng)加工領(lǐng)域中具有十分廣泛的應(yīng)用，可以對(duì)材料(包括81

3.激光在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用

利用激光束的高亮度產(chǎn)生熱效應(yīng)、激光束好的單色性產(chǎn)生的生物效應(yīng)可以治療疾病。激光技術(shù)已成為醫(yī)學(xué)中的新技術(shù)，已形成一個(gè)新醫(yī)學(xué)分支——激光醫(yī)學(xué)?？梢葬t(yī)治：眼科、婦科、皮膚科、內(nèi)科、腫瘤科內(nèi)的200多種疾病。3.激光在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用利用激光束的82慣性約束聚變的四個(gè)過(guò)程(1)加熱:激光（或離子束，X光輻射）照射靶丸快速加熱表面.(2)壓縮:靶丸表面物質(zhì)向外噴射，形成的反沖壓力將靶丸向心壓縮，壓力達(dá)到108大氣壓，推力約為航天飛機(jī)的100倍.(3)點(diǎn)火:靶心燃料被壓縮到20倍鉛密度，并在108度高溫下點(diǎn)火.(4)燃燒:發(fā)生熱核爆炸并迅速擴(kuò)展到整個(gè)燃料，從而釋放核能，并大于輸入能量若干倍.慣性約束聚變的四個(gè)過(guò)程(1)加熱:激光（或離子束，X光輻射）83

激光噴泉激光噴泉84激光原理緒論優(yōu)質(zhì)推薦課件85激光原理緒論優(yōu)質(zhì)推薦課件86激光雷達(dá)激光雷達(dá)87水幕激光水幕激光88

緒論一.什么是激光二.激光產(chǎn)生的原理三.激光器的基本結(jié)構(gòu)和種類四.激光的發(fā)展歷史五.激光的應(yīng)用緒論一.什么是激光89

普通光源-----自發(fā)輻射

激光光源-----受激輻射一.什么是激光

激光

(Laser)

(LightAmplicationbyStimulatedEmissionofRadiation)

“輻射的受激發(fā)射光放大”“激光”——錢學(xué)森在196４年提出

普通光源-----自發(fā)輻射激光光源-----受激輻射一90激光和普通光有什么不同？1.激光的單色性好2.激光的方向性好3.激光的亮度極高4.激光的相干性好激光和普通光有什么不同？1.激光的單色性好911.

單色性好單色性最好的氪燈Kr86

Δ=4.7×10-3nm

穩(wěn)頻He—Ne激光器

激光的單色性比普通光高倍.1.單色性好單色性最好的氪燈Kr86穩(wěn)頻He—Ne激922.方向性好（發(fā)散角～10-4弧度）一束激光射到~38萬(wàn)km的月球上，光斑的直徑只有~2km手電筒的光射到~m處，擴(kuò)展成很大的光斑。2.方向性好（發(fā)散角～10-4弧度）一束激光射到~93激光的顏色非常單純，而且只向著一個(gè)方向發(fā)光，亮度極高3.亮度極高——

脈沖瞬時(shí)功率大（可達(dá)～1014瓦）激光在屏上形成的小光斑，有極大的照度太陽(yáng)表面的亮度比白熾燈大幾百倍。普通的激光器的輸出亮度，比太陽(yáng)表面的亮度大10億倍。激光的顏色非常單純，而且只向著一個(gè)方向發(fā)光，亮度極高3.亮度944相干性好空間相干性好，有的激光波面上各個(gè)點(diǎn)幾乎都是相干光源。時(shí)間相干性好（～10-8埃），相干長(zhǎng)度可達(dá)幾十公里。4相干性好空間相干性好，有的激光波面上各個(gè)點(diǎn)幾乎都是相干光95二.激光產(chǎn)生的原理⑴自發(fā)輻射----在沒(méi)有外來(lái)光子的情況下，原子自發(fā)躍遷發(fā)出的光子。N2N1E2E1自發(fā)地、各自獨(dú)立地、彼此無(wú)關(guān)地、無(wú)規(guī)律地特點(diǎn)：是個(gè)隨機(jī)過(guò)程，各波列間沒(méi)有固定位相關(guān)系，可以有不同的偏振方向、傳播方向、相互間不相干。所以：自發(fā)輻射的光源，方向性、相干性、單色性差。二.激光產(chǎn)生的原理⑴自發(fā)輻射----在沒(méi)有外來(lái)光子的情況下96⑵受激輻射N2N1E2E1ε=hν=E2-E1外來(lái)光子⑴必須有外來(lái)光子，其能量ε=hν=E2-E1

才能發(fā)生。⑵受激輻射的光子與外來(lái)光子同屬一個(gè)光子態(tài)（特性完全相同）。⑶可使外來(lái)光得到放大。受激輻射的特點(diǎn):⑵受激輻射N2N1E2E1ε=hν=E2-E1外來(lái)光子⑴97受激輻射是在外界輻射場(chǎng)的控制下的發(fā)光過(guò)程，受激輻射場(chǎng)與入射輻射場(chǎng)具有相同的頻率、相位、波矢(傳播方向)和偏振，因而是相干的。受激輻射的相干性受激輻射與自發(fā)輻射的重要區(qū)別-----相干性。自發(fā)輻射是原子在不受外界輻射場(chǎng)控制情況下的自發(fā)過(guò)程。因此，大量原子的自發(fā)輻射場(chǎng)的相位是無(wú)規(guī)則分布的，因而是不相干的。此外，自發(fā)輻射場(chǎng)的傳播方向和偏振方向也是無(wú)規(guī)則分布的。受激輻射是在外界輻射場(chǎng)的控制下的發(fā)光過(guò)程，受激輻射場(chǎng)與入射輻98（3）受激吸收N2N1E2E1兩能級(jí)滿足躍遷選擇定則ε=hν=E2-E1光的受激吸收是同受激輻射相反的過(guò)程。原子受外來(lái)光作用，完全吸收外來(lái)光子，并躍遷到E2能級(jí)。（3）受激吸收N2N1E2E1兩能級(jí)滿足躍遷選擇定則ε=h99國(guó)防科技大學(xué)光電科學(xué)與工程學(xué)院標(biāo)志著我國(guó)砷化鎵基近紅外波段光電子材料與器件的研究水平已進(jìn)入世界先進(jìn)行列。此外，自發(fā)輻射場(chǎng)的傳播方向和偏振方向也是無(wú)規(guī)則分布的。作戰(zhàn)使用效費(fèi)比高，化學(xué)激光武器僅消耗燃料，每發(fā)費(fèi)用為數(shù)千美元，遠(yuǎn)低于防空導(dǎo)彈的單發(fā)費(fèi)用（愛(ài)國(guó)者為３０～５０萬(wàn)美元/枚，尾刺為２萬(wàn)美元/枚）。華中科技大學(xué)激光技術(shù)與工程研究院作戰(zhàn)使用效費(fèi)比高，化學(xué)激光武器僅消耗燃料，每發(fā)費(fèi)用為數(shù)千美元，遠(yuǎn)低于防空導(dǎo)彈的單發(fā)費(fèi)用（愛(ài)國(guó)者為３０～５０萬(wàn)美元/枚，尾刺為２萬(wàn)美元/枚）。激光的單色性比普通光高倍.激光噴泉血管病變和消化道出血病變。1965年實(shí)現(xiàn)了鈮酸鋰光學(xué)參量振蕩器，借助普通光源的發(fā)光機(jī)理:受激吸收和自發(fā)輻射利用激光束的高亮度產(chǎn)生熱效應(yīng)、激光束好的單色性產(chǎn)生的生物效應(yīng)可以治療疾病。他們的論文使在光學(xué)領(lǐng)域工作的科學(xué)家馬上興奮起來(lái)，紛紛提出各種實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的實(shí)驗(yàn)方案，從此開(kāi)辟了嶄新的激光研究領(lǐng)域。⑴必須有外來(lái)光子，其能量ε=hν=E2-E1以色列邊境部署的激光炮現(xiàn)代高能激光武器的特點(diǎn)神光Ⅱ高功率激光系列裝置是我國(guó)獨(dú)立研制成功的大型高功率激光聚變實(shí)驗(yàn)裝置，配備有物理實(shí)驗(yàn)靶場(chǎng)系統(tǒng)及全套激光參數(shù)診斷設(shè)備，是世界上為數(shù)不多的激光器系統(tǒng)。⑶可使外來(lái)光得到放大。1966年研制成了固體鎖模激光器,獲得了超短脈沖普通光源的發(fā)光（如電燈、火焰、太陽(yáng)等）是由于物質(zhì)在受到外來(lái)能量（如光能、電能、熱能等）作用時(shí)，原子中的電子就會(huì)吸收外來(lái)能量而從低能級(jí)躍遷到高能級(jí)，即原子被激發(fā)。普通光源的發(fā)光機(jī)理:受激吸收和自發(fā)輻射普通光源的發(fā)光（如電燈、火焰、太陽(yáng)等）是由于物質(zhì)在受到外來(lái)能量（如光能、電能、熱能等）作用時(shí)，原子中的電子就會(huì)吸收外來(lái)能量而從低能級(jí)躍遷到高能級(jí)，即原子被激發(fā)。激發(fā)的過(guò)程是一個(gè)“受激吸收”過(guò)程。處在高能級(jí)（E2)的電子壽命很短（一般為10－8～10－9秒），在沒(méi)有外界作用下會(huì)自發(fā)地向低能級(jí)（E1）躍遷，躍遷時(shí)將產(chǎn)生光（電磁波）輻射。輻射光子能量為,這種輻射是一種自發(fā)輻射過(guò)程。

國(guó)防科技大學(xué)光電科學(xué)與工程學(xué)院普通光源的發(fā)光機(jī)理:受激吸收和100三.激光器的基本結(jié)構(gòu)和種類1.激光器基本結(jié)構(gòu)三.激光器的基本結(jié)構(gòu)和種類1.激光器基本結(jié)構(gòu)101按工作物質(zhì)分類固體激光器氣體激光器液體激光器半導(dǎo)體激光器按運(yùn)轉(zhuǎn)方式分類連續(xù)激光器脈沖激光器超短脈沖激光器按工作波段分類遠(yuǎn)紅外、紅外激光器可見(jiàn)光激光器紫外、真空紫外激光器X光激光器2.激光器的種類按工作物質(zhì)分類固體激光器氣體激光器液體激光器半導(dǎo)體激光器按運(yùn)102四.激光的發(fā)展歷史1917年,愛(ài)因斯坦在研究光輻射與原子相互作用的時(shí)候發(fā)現(xiàn)，除了受激吸收和自發(fā)輻射躍遷過(guò)程外，還存在受激輻射躍遷過(guò)程,提出了受激輻射可實(shí)現(xiàn)光放大的概念,為激光發(fā)明奠定了理論基礎(chǔ)。四.激光的發(fā)展歷史1917年,愛(ài)因斯坦在研究光輻射與原子相互1031958年，美國(guó)兩位微波領(lǐng)域的科學(xué)家湯斯（）和肖洛（發(fā)表了著名論文《紅外與光學(xué)激射器》，指出了受激輻射為主的發(fā)光的可能性，以及必要條件是實(shí)現(xiàn)“粒子數(shù)反轉(zhuǎn)”。他們的論文使在光學(xué)領(lǐng)域工作的科學(xué)家馬上興奮起來(lái)，紛紛提出各種實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的實(shí)驗(yàn)方案，從此開(kāi)辟了嶄新的激光研究領(lǐng)域。同年蘇聯(lián)科學(xué)家巴索夫和普羅霍洛夫發(fā)表了《實(shí)現(xiàn)三能級(jí)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)和半導(dǎo)體激光器建議》論文.

1959年湯斯又提出了制造紅寶石激光器的建議.1958年，美國(guó)兩位微波領(lǐng)域的科學(xué)家湯斯（）和肖洛（發(fā)表了104

TheNobelPrizeinPhysics1964(1964年，湯斯、普羅霍洛夫和巴索夫由于對(duì)激光研究的貢獻(xiàn)分享了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng))

TheNobelPrizeinPhysics191051960年7月，世界第一臺(tái)紅寶石固態(tài)激光器問(wèn)世，標(biāo)志了激光技術(shù)的誕生。

美國(guó)休斯公司實(shí)驗(yàn)室梅曼（T.H.Maiman）演示的。

波長(zhǎng)為694.3nm的激光1960年7月，世界第一臺(tái)紅寶石固態(tài)激光器問(wèn)世，標(biāo)志了激光技106激光與原子能、半導(dǎo)體、電子計(jì)算機(jī)一起，被譽(yù)為當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的"四大發(fā)明"。

至此，一門新的科學(xué)技術(shù)——激光技術(shù)以科學(xué)史上罕見(jiàn)的高速度向前發(fā)展！

激光與原子能、半導(dǎo)體、電子計(jì)算機(jī)一起，被譽(yù)為當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的"107⑵有人提出了Q調(diào)制技術(shù)，并制成第一臺(tái)調(diào)Q激光器。⑶制成了釹玻璃脈沖激光器。1961年⑴2月（A.Javan）研制成了

He—Ne混合氣體激光器。1962年美國(guó)三個(gè)研究小組幾乎同時(shí)分別發(fā)布砷化鎵（GaAs）半導(dǎo)體激光器的報(bào)道。僅1961—1962年間世界各國(guó)發(fā)表的激光方面的論文達(dá)200篇以上。⑵有人提出了Q調(diào)制技術(shù)，1961年僅1961—19621081963年建立了激光的半經(jīng)典理論。對(duì)激光的頻率特性和功率特性進(jìn)行了比較完善的探討。1964年研制成了氬離子（A+r）離子氣體激光器二氧化碳?xì)怏w激光器化學(xué)激光器（HF氟化氫）摻釹的釔鋁石榴石固體激光器1965年實(shí)現(xiàn)了鈮酸鋰光學(xué)參量振蕩器，借助半經(jīng)典理論預(yù)言了鎖模效應(yīng)的存在。1963年建立了激光的半經(jīng)典理論。109把組織蛋白凝固。激光未來(lái)的發(fā)展，充滿著：因此，大量原子的自發(fā)輻射場(chǎng)的相位是無(wú)規(guī)則分布的，因而是不相干的。受激輻射與自發(fā)輻射的重要區(qū)別-----相干性。自發(fā)輻射是原子在不受外界輻射場(chǎng)控制情況下的自發(fā)過(guò)程。激光打孔主要應(yīng)用在:激光在工業(yè)加工領(lǐng)域中的應(yīng)用激光的單色性比普通光高倍.這種激光器不僅能發(fā)射紫外激光，經(jīng)過(guò)調(diào)整后還能發(fā)射從藍(lán)色到深紫外的激光。激光技術(shù)已成為醫(yī)學(xué)中的新技術(shù)，已形成一個(gè)新醫(yī)學(xué)分支——激光醫(yī)學(xué)。原子受外來(lái)光作用，完全吸收外來(lái)光子，并躍遷到E2能級(jí)。激光切割激光在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用如今形形色色的激光器據(jù)統(tǒng)計(jì)，已有數(shù)百種之多美國(guó)YAL-1A型激光攻擊機(jī)神光Ⅱ高功率激光系列裝置是我國(guó)獨(dú)立研制成功的大型高功率激光聚變實(shí)驗(yàn)裝置，配備有物理實(shí)驗(yàn)靶場(chǎng)系統(tǒng)及全套激光參數(shù)診斷設(shè)備，是世界上為數(shù)不多的激光器系統(tǒng)。目前使用的激光器有YAG激光器，CO2激光器和半導(dǎo)體泵浦激光器。在古希臘，阿基米德利用巨大的反光聚焦鏡摧毀了入侵者的兵艦，但那時(shí)的船還是由木頭做的。激發(fā)的過(guò)程是一個(gè)“受激吸收”過(guò)程。1917年,愛(ài)因斯坦在研究光輻射與原子相互作用的時(shí)候發(fā)現(xiàn)，除了受激吸收和自發(fā)輻射躍遷過(guò)程外，還存在受激輻射躍遷過(guò)程,提出了受激輻射可實(shí)現(xiàn)光放大的概念,為激光發(fā)明奠定了理論基礎(chǔ)。1966年研制成了固體鎖模激光器,獲得了超短脈沖1970年研制成了準(zhǔn)分子激光器1977年研制成了紅外波段的自由電子激光器

1984年研制出光孤子激光器把組織蛋白凝固。1966年研制成了固體鎖模激光器,獲得了超1102001年，美國(guó)加利福尼亞大學(xué)伯克利分校的研究人員在相當(dāng)人的頭發(fā)絲千分之一的氧化鋅納米導(dǎo)線上制造出世界最小的激光器—納米導(dǎo)線激光器。這種激光器不僅能發(fā)射紫外激光，經(jīng)過(guò)調(diào)整后還能發(fā)射從藍(lán)色到深紫外的激光。這種納米激光器最終有可能被用于鑒別化學(xué)物質(zhì)，提高計(jì)算機(jī)磁盤(pán)和光子計(jì)算機(jī)的信息存儲(chǔ)量如今形形色色的激光器據(jù)統(tǒng)計(jì)，已有數(shù)百種之多2001年，美國(guó)加利福尼亞大學(xué)伯克利分校的研究人員在相當(dāng)人的111該領(lǐng)域的有關(guān)諾貝爾獎(jiǎng)1964:Townes,Basov,Prokhorov,微波激射器和激光器的發(fā)明1981:哈佛大學(xué)的布隆姆貝根和斯坦福大學(xué)的肖洛

,激光光譜學(xué)1997:朱隸文等三人,激光冷卻和陷俘原子說(shuō)明:朱隸文系美籍華人,1948年生于密蘇里州,其父臺(tái)灣中央研究院院士

2005：羅伊·

格勞伯，對(duì)光學(xué)相干的量子理論的貢獻(xiàn)約翰·

霍爾、奧多爾·漢斯：基于激光的精密光譜學(xué)研究該領(lǐng)域的有關(guān)諾貝爾獎(jiǎng)2005：羅伊·格勞伯，對(duì)光學(xué)相1121961年夏，在王之江主持下，在中國(guó)科學(xué)院（長(zhǎng)春）光學(xué)精密儀器機(jī)械研究所研制成功我國(guó)第一臺(tái)紅寶石激光器中國(guó)的激光發(fā)展情況:我國(guó)各類激光器的“第一臺(tái)”:

He-Ne激光器

(1963年7月鄧錫銘等)(上海光機(jī)所)

摻釹玻璃激光器

(1963年6月干福熹等)(上海光機(jī)所)

GaAs同質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體激光器

(1963年12月王守武等)

脈沖Ar+激光器

(1964年10月萬(wàn)重怡等)(中科院電子所)

CO2分子激光器

(1965年9月王潤(rùn)文等)(上海光機(jī)所)

CH3I化學(xué)激光器

(1966年3月鄧錫銘等)

YAG(釔鋁石榴石)激光器

(1966年7月屈乾華等)(西南技術(shù)物理研究所)1961年夏，在王之江主持下，在中國(guó)科學(xué)院（長(zhǎng)春）光學(xué)精密儀1131964年，我國(guó)第一所，也是當(dāng)時(shí)世界上第一所激光技術(shù)的專業(yè)研究所——中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所（簡(jiǎn)稱“上海光機(jī)所”）成立

在基礎(chǔ)研究和關(guān)鍵技術(shù)方面、一系列新概念、新方法和新技術(shù)（如腔的Q突變及轉(zhuǎn)鏡調(diào)Q、行波放大、自由電子振蕩輻射等）紛紛提出并獲得實(shí)施，其中不少具有獨(dú)創(chuàng)性。

1964年，我國(guó)第一所，也是當(dāng)時(shí)世界上第一所激光技術(shù)的專業(yè)研114在王淦昌、王大珩的指導(dǎo)下，中國(guó)科學(xué)院和中國(guó)工程物理研究院從80年代開(kāi)始聯(lián)合攻關(guān)，承擔(dān)了“神光”系列激光系統(tǒng)的研制.其中，“神光-Ⅰ”激光裝置于1986年建成，輸出功率2萬(wàn)億瓦，達(dá)到國(guó)際同類裝置的先進(jìn)水平。90年代又研制了規(guī)模擴(kuò)大4倍、性能更為先進(jìn)的“神光-Ⅱ”裝置。1995年，“863計(jì)劃”立項(xiàng)，開(kāi)始研制跨世紀(jì)的巨型激光驅(qū)動(dòng)器——“神光-Ⅲ”裝置.

在王淦昌、王大珩的指導(dǎo)下，中國(guó)科學(xué)院和中國(guó)工程物理研究院從8115神光-I裝置神光-I裝置116

神光Ⅱ高功率激光系列裝置是我國(guó)獨(dú)立研制成功的大型高功率激光聚變實(shí)驗(yàn)裝置，配備有物理實(shí)驗(yàn)靶場(chǎng)系統(tǒng)及全套激光參數(shù)診斷設(shè)備，是世界上為數(shù)不多的激光器系統(tǒng)。

神光Ⅱ高功率激光系列裝置是我國(guó)獨(dú)立117

神光Ⅱ激光裝置大廳神光Ⅱ激光裝置大廳118激光原理緒論優(yōu)質(zhì)推薦課件119激光的單色性比普通光高倍.標(biāo)志著我國(guó)砷化鎵基近紅外波段光電子材料與器件的研究水平已進(jìn)入世界先進(jìn)行列。對(duì)激光的頻率特性和功率特性進(jìn)行了比較完1977年研制成了紅外波段的自由電子激光器華北光電技術(shù)研究所固體激光技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室⑵受激輻射的光子與外來(lái)光子同屬一個(gè)光很久以前，有人幻想一種“死光武器”的出現(xiàn)。激光切割激光打孔的發(fā)展主要體現(xiàn)在打孔用YAG激光器的平均輸出功率已由5年前的400w提高到800w至1000w。中科院西安光機(jī)所(飛秒激光技術(shù))1970年研制成了準(zhǔn)分子激光器目前，在激光理論，激光技術(shù)，激光應(yīng)用等各個(gè)方面，都取得了巨大進(jìn)展，而且?guī)?dòng)了全息光學(xué)，非線性光學(xué)，傅里葉光學(xué)，激光光譜光，光化學(xué)，光通訊，光存貯，光信息等新興學(xué)科的發(fā)展。激光在舞臺(tái)表演中的應(yīng)用激光(Laser)普通光源的發(fā)光機(jī)理:受激吸收和自發(fā)輻射機(jī)載激光武器假象圖的反沖壓力將靶丸向心壓縮，利用激光束的高亮度產(chǎn)生熱效應(yīng)、激光束好的單色性產(chǎn)生的生物效應(yīng)可以治療疾病。子自發(fā)躍遷發(fā)出的光子。使用的激光器主要有YAG激光器和CO2激光器。神光-Ⅲ

激光裝置靶室光路激光的單色性比普通光高倍.神光-Ⅲ激光裝置靶室120

1996年，中國(guó)新一代飛秒超強(qiáng)激光裝置研制成功（中國(guó)工程物理研究院）。這標(biāo)志著中國(guó)的強(qiáng)激光技術(shù)又踏上一個(gè)新臺(tái)階。這個(gè)設(shè)備是中國(guó)第一臺(tái)用于超短超強(qiáng)激光研究的精密裝置，專家認(rèn)為它的研制成功為中國(guó)強(qiáng)場(chǎng)中的物質(zhì)及行為研究開(kāi)拓了道路，是國(guó)際上重大研究項(xiàng)目之一。

2004年,中科院上海光機(jī)所昨天在其建所40周年之際宣布：小型化超短超強(qiáng)激光功率成功突破100太瓦（1太瓦＝1012瓦）大關(guān)，輸出峰值功率達(dá)到120太瓦/36飛秒，這標(biāo)志著上海在這一領(lǐng)域已進(jìn)入了國(guó)際同類研究的前沿.1996年，中國(guó)新一代飛秒超強(qiáng)激光裝置研制成功（中國(guó)1212005年,由中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所承擔(dān)的國(guó)家“973”項(xiàng)目、“863”項(xiàng)目和中科院重大項(xiàng)目“新一代鎵銦氮砷(GaInNAs)長(zhǎng)波長(zhǎng)光電子材料與器件”近日取得重要突破。在國(guó)內(nèi)首次制備出第一只鎵銦氮砷/鎵砷(GaInNAs/GaAs)量子阱邊發(fā)射激光器，實(shí)現(xiàn)室溫連續(xù)激射，激射波長(zhǎng)1.30微米，輸出功率大于30毫瓦。標(biāo)志著我國(guó)砷化鎵基近紅外波段光電子材料與器件的研究水平已進(jìn)入世界先進(jìn)行列。

2005年,由中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所承擔(dān)的國(guó)家“973”項(xiàng)目122五.激光的應(yīng)用由于激光具有方向性好、亮度高、單色性好、相干性好等特點(diǎn)而在許多領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用1.激光應(yīng)用于軍事領(lǐng)域2.激光在工業(yè)加工領(lǐng)域中的應(yīng)用3.激光在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用4.激光在生活中的應(yīng)用5.激光在新能源中的應(yīng)用6.激光在科學(xué)研究領(lǐng)域中的應(yīng)用五.激光的應(yīng)用由于激光具有方向性好、亮度高、單色性好、相干性123

很久以前，有人幻想一種“死光武器”的出現(xiàn)。在古希臘，阿基米德利用巨大的反光聚焦鏡摧毀了入侵者的兵艦，但那時(shí)的船還是由木頭做的?，F(xiàn)代的激光讓人們有可能實(shí)現(xiàn)古代的夢(mèng)想，制造出可以摧毀一切的激光武器。美國(guó)現(xiàn)在全力研制的“星球大戰(zhàn)”防衛(wèi)體系，所依賴的重要一環(huán)就是用激光束來(lái)?yè)魵肭值膶?dǎo)彈?？梢栽O(shè)想，一枚載著核彈頭的導(dǎo)彈在強(qiáng)激光的照射下會(huì)迅速化為一陣煙霧消散在空中，這該是多么神奇的事！

1.激光應(yīng)用于軍事領(lǐng)域很久以前，有人幻想一種“死光武器”的出現(xiàn)。在古希臘，阿基米124

１.反應(yīng)迅速:光束以每秒３０萬(wàn)公里傳輸，打擊目標(biāo)時(shí)無(wú)需計(jì)算射擊提前量，瞬發(fā)即中。現(xiàn)代高能激光武器的特點(diǎn)

激光武器是利用激光束直接毀傷目標(biāo)或使之失效，與火炮、導(dǎo)彈等武器相比，具有許多優(yōu)異的技術(shù)特性：１.反應(yīng)迅速:光束以每秒３０萬(wàn)公里傳輸，打擊目標(biāo)時(shí)無(wú)需計(jì)125

２.可在電子戰(zhàn)環(huán)境中工作激光傳輸不受外界電磁波的干擾，目標(biāo)難以利用電磁干擾手段避開(kāi)激光武器的射擊。

３.轉(zhuǎn)移火力快,激光束發(fā)射時(shí)無(wú)后座力，可連續(xù)射擊，能在很短時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)移射擊方向，是攔截多目標(biāo)的理想武器。

４.作戰(zhàn)使用效費(fèi)比高，化學(xué)激光武器僅消耗燃料，每發(fā)費(fèi)用為數(shù)千美元，遠(yuǎn)低于防空導(dǎo)彈的單發(fā)費(fèi)用（愛(ài)國(guó)者為３０～５０萬(wàn)美元/枚，尾刺為２萬(wàn)美元/枚）。２.可在電子戰(zhàn)環(huán)境中工作激光傳輸不受外界電磁波的干擾，126

目前的激光武器可分為兩類:一類是戰(zhàn)術(shù)武器，也就是像常規(guī)武器那樣直接殺傷敵方人員、擊毀坦克、飛機(jī)等。這種武器的主要代表有激光槍和激光炮，它們能夠發(fā)出很強(qiáng)的激光束來(lái)打擊敵人。另一類是戰(zhàn)略武器，用于對(duì)付敵方的遠(yuǎn)程導(dǎo)彈、軍事衛(wèi)星等空間武器。研究戰(zhàn)略武器的關(guān)鍵是制造大功率高能量的激光器，其能量和功率足以摧毀導(dǎo)彈和衛(wèi)星。目前的激光武器可分為兩類:127激光戰(zhàn)斗衛(wèi)星假象圖戰(zhàn)略激光武器作戰(zhàn)示意圖美軍配備的打迫擊炮的激光武器

機(jī)載激光武器假象圖激光戰(zhàn)斗衛(wèi)星假象圖戰(zhàn)略激光武器作戰(zhàn)示意圖美軍配備的打迫擊炮的128激光眩目槍

激光眩目槍129時(shí)間相干性好（～10-8埃），相干長(zhǎng)度可達(dá)幾十公里。自發(fā)輻射是原子在不受外界輻射場(chǎng)控制情況下的自發(fā)過(guò)程。“激光”——錢學(xué)森在196４年提出激光器的基本結(jié)構(gòu)和種類照射靶丸快速加熱表面.這種納米激光器最終有可能被用于鑒別化學(xué)物質(zhì)，提高計(jì)算機(jī)磁盤(pán)和光子計(jì)算機(jī)的信息存儲(chǔ)量很久以前，有人幻想一種“死光武器”的出現(xiàn)。⑵有人提出了Q調(diào)制技術(shù)，美軍配備的打迫擊炮的激光武器個(gè)燃料，從而釋放核能，并大今天，激光技術(shù)已經(jīng)融入我們的日常生活之中了。1977年研制成了紅外波段的自由電子激光器特點(diǎn)：是個(gè)隨機(jī)過(guò)程，各波列間沒(méi)有固定位相關(guān)系，可以有不同的偏振方向、傳播方向、相互間不相干。例如吉列牌剃須刀片，每個(gè)刀片厚度僅0.華中科技大學(xué)激光技術(shù)與工程研究院現(xiàn)代高能激光武器的特點(diǎn)標(biāo)志著我國(guó)砷化鎵基近紅外波段光電子材料與器件的研究水平已進(jìn)入世界先進(jìn)行列。普通光源的發(fā)光（如電燈、火焰、太陽(yáng)等）是由于物質(zhì)在受到外來(lái)能量（如光能、電能、熱能等）作用時(shí)，原子中的電子就會(huì)吸收外來(lái)能量而從低能級(jí)躍遷到高能級(jí)，即原子被激發(fā)。自發(fā)地、各自獨(dú)立地、彼此無(wú)關(guān)地、無(wú)規(guī)律地子自發(fā)躍遷發(fā)出的光子。以色列邊境部署的激光炮時(shí)間相干性好（～10-8埃），相干長(zhǎng)度可達(dá)幾十公里。130美國(guó)戰(zhàn)術(shù)激光炮美國(guó)戰(zhàn)術(shù)激光炮131衛(wèi)星上安裝的激光武器戰(zhàn)略激光武器組圖衛(wèi)星上安裝的激光武器戰(zhàn)略激光武器組圖132激光雷達(dá)激光雷達(dá)133

美國(guó)YAL-1A型激光攻擊機(jī)

美國(guó)YAL-1A型激光攻擊機(jī)134激光原理緒論優(yōu)質(zhì)推薦課件135

激光在傳統(tǒng)加工領(lǐng)域中具有十分廣泛的應(yīng)用，可以對(duì)材料(包括金屬與非金屬)進(jìn)行切割、焊接、表面處理、打孔、微加工等。2.激光在工業(yè)加工領(lǐng)域中的應(yīng)用激光在傳統(tǒng)加工領(lǐng)域中具有十分廣泛的應(yīng)用，可以對(duì)材料(包括136

激光切割

激光切割技術(shù)可以應(yīng)用于:

汽車行業(yè)、計(jì)算機(jī)、電氣機(jī)殼、各種金屬零件和特殊材料的切割、圓形鋸片、彈簧墊片、2mm以下的電子機(jī)件用銅板、一些金屬網(wǎng)板、鋼管、鍍錫鐵板、鍍亞鉛鋼板、磷青銅、電木板、薄鋁合金、石英玻璃、硅橡膠、1mm以下氧化鋁陶瓷片、航天工業(yè)使用的鈦合金等等。

使用的激光器主要有YAG激光器和CO2激光器。激光切割激光切割技術(shù)可以應(yīng)用于:137

激光切割激光切割138

激光雕刻激光139處在高能級(jí)（E2)的電子壽命很短（一般為10－8～10－9秒），在沒(méi)有外界作用下會(huì)自發(fā)地向低能級(jí)（E1）躍遷，躍遷時(shí)將產(chǎn)生光（電磁波）輻射。的反沖壓力將靶丸向心壓縮，(1)加熱:激光（或離子束，X光輻射）標(biāo)志著我國(guó)砷化鎵基近紅外波段光電子材料與器件的研究水平已進(jìn)入世界先進(jìn)行列。1958年，美國(guó)兩位微波領(lǐng)域的科學(xué)家湯斯（）和肖洛（發(fā)表了著名論文《紅外與光學(xué)激射器》，指出了受激輻射為主的發(fā)光的可能性，以及必要條件是實(shí)現(xiàn)“粒子數(shù)反轉(zhuǎn)”。2005：羅伊·格勞伯，對(duì)光學(xué)相干的量子理論的貢獻(xiàn)目前使用的激光器有YAG激光器，CO2激光器和半導(dǎo)體泵浦激光器。中科院上海光機(jī)所(高功率激光,強(qiáng)場(chǎng)激光)激光打孔的發(fā)展主要體現(xiàn)在打孔用YAG激光器的平均輸出功率已由5年前的400w提高到800w至1000w。水幕電影半經(jīng)典理論預(yù)言了鎖模效應(yīng)的存在。激光雕刻激光未來(lái)的發(fā)展，充滿著：激光(Laser)現(xiàn)代高能激光武器的特點(diǎn)⑴2月（A.子自發(fā)躍遷發(fā)出的光子。壓力達(dá)到108大氣壓，推力約為激光在傳統(tǒng)加工領(lǐng)域中具有十分廣泛的應(yīng)用，可以對(duì)材料(包括金屬與非金屬)進(jìn)行切割、焊接、表面處理、打孔、微加工等。Maiman）演示的。

激光焊接

激光焊接技術(shù)主要應(yīng)用于汽車車身厚薄板、汽車零件、鋰電池、心臟起搏器、密封繼電器等密封器件以及各種不允許焊接污染和變形器件的焊接中。目前使用的激光器有YAG激光器，CO2激光器和半導(dǎo)體泵浦激光器。

處在高能級(jí)（E2)的電子壽命很短（一般為10－8～10－9秒140激光打孔

激光打孔主要應(yīng)用在:航空航天、汽車制造、電子儀表、化工等行業(yè)。激光打孔的發(fā)展主要體現(xiàn)在打孔用YAG激光器的平均輸出功率已由5年前的400w提高到800w至1000w。目前使用的激光器多以YAG激光器和CO2激光器為主，也有一些準(zhǔn)分子激光器、同位素激光器和半導(dǎo)體泵浦激光器。激光打孔儀激光打孔激光打孔主要應(yīng)用在:激光打孔儀141

激光加工不僅極大地提高了工效和質(zhì)量，而且有些加工工藝非激光莫屬。例如吉列牌剃須刀片，每個(gè)刀片厚度僅0.1毫米，要用13個(gè)焊點(diǎn)焊在0.2毫米的托架上，就是用一臺(tái)激光焊接饑在半秒鐘內(nèi)完成的。如今，激光加工已成為激光傳統(tǒng)應(yīng)用的最大領(lǐng)域！

激光加工不僅極大地提高了工效和質(zhì)量，而且有些加工142

3.激光在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用

利用激光束的高亮度產(chǎn)生熱效應(yīng)、激光束好的單色性產(chǎn)生的生物效應(yīng)可以治療疾病。激光技術(shù)已成為醫(yī)學(xué)中的新技術(shù)，已形成一個(gè)新醫(yī)學(xué)分支——激光醫(yī)學(xué)?？梢葬t(yī)治：眼科、婦科、皮膚科、內(nèi)科、腫瘤科內(nèi)的200多種疾病。3.激光在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用利用激光束的143治療的方法主要有：（1）激光刀優(yōu)點(diǎn)（1）手術(shù)時(shí)出血量少，激光刀可以對(duì)肝、脾等血管豐富的部位動(dòng)手術(shù)；（2）激光刀與手術(shù)部位是非接觸的，是自身消毒的手術(shù)，適宜處理感染性病變。被聚焦的、運(yùn)動(dòng)的激光束生物體組織機(jī)理：激光束能量使組織在短時(shí)間內(nèi)燒灼和氣化。激光刀在切開(kāi)組織的同時(shí)，其能量把組織中的血管燒結(jié)封閉。治療的方法主要有：（1）激光刀優(yōu)點(diǎn)（1）手術(shù)時(shí)出血量少，激144（2）光凝治療機(jī)理：激光把生物組織細(xì)胞的水分蒸發(fā)，