激光原理及應用-課件

1激光的應用1激光的應用1目錄二、產(chǎn)生原理三、激光特性一、激光簡介四、激光應用目錄二、產(chǎn)生原理三、激光特性一、激光簡介四、激光應用23定義：由受激發(fā)射的光放大產(chǎn)生的輻射。激光是20世紀以來，繼原子能、計算機、半導體之后，人類的又一重大發(fā)明，被稱為“最快的刀”、最準的尺”、“最亮的光”和“奇異的激光”。它的亮度約為太陽光的100億倍。一、激光的簡介3定義：由受激發(fā)射的光放大產(chǎn)生的輻射。一、激光的簡介3激光的起源激光的理論基礎起源于大物理學家愛因斯坦1917年提出的在組成物質(zhì)的原子中，有不同數(shù)量的粒子（電子）分布在不同的能級上，在高能級上的粒子受到某種光子的激發(fā)，會從高能級跳到（躍遷）到低能級上，這時將會輻射出與激發(fā)它的光相同性質(zhì)的光，而且在某種狀態(tài)下，能出現(xiàn)一個弱光激發(fā)出一個強光的現(xiàn)象。這就叫做激光。

一、激光的簡介激光的起源一、激光的簡介4一、激光的簡介

1960年5月15日，美國加利福尼亞州休斯實驗室的科學家梅曼宣布獲得了波長為0.6943微米的激光，這是人類有史以來獲得的第一束激光，梅曼因而也成為世界上第一個將激光引入實用領(lǐng)域的科學家。我國于1961年研制出第一臺激光器一、激光的簡介 1960年5月15日，美國加利福尼亞州休斯56激光——顧名思義就 是 激發(fā)出來的光！

我們知道，電子可以透

過吸收或釋放能量從一

個能階躍遷至另一個能

階，在這些過程中，電子吸收或釋放的光子能量總是與這兩能階的能量差相等。二、激光的產(chǎn)生原理6激光——顧名思義就二、激光的產(chǎn)生原理6電子透過吸收或釋放在能階之間的躍遷又可分為三種形式﹕1、自發(fā)吸收-電子透過吸收光子從低能階躍遷到高能階2、自發(fā)輻射-電子自發(fā)地透過釋放光子從高能階躍遷到較低能階二、激光的產(chǎn)生原理電子透過吸收或釋放在能階之間的躍遷又可分為三種形式﹕1、自7電子透過吸收或釋放在能階之間的躍遷又可分為三種形式﹕3、受激輻射——光子射入物質(zhì)誘發(fā)電子從高能階躍遷到低能階，并釋放光子。入射光子與釋放的光子有相同的波長和相，此波長對應于兩個能階的能量差。一個光子誘發(fā)一個原子發(fā)射一個光子，最后就變成兩個相同的光子。二、激光的產(chǎn)生原理電子透過吸收或釋放在能階之間的躍遷又可分為三種形式﹕3、受8電子透過吸收或釋放在能階之間的躍遷又可分為三種形式﹕激光基本上就是由第三種機制所產(chǎn)生!!!二、激光的產(chǎn)生原理電子透過吸收或釋放在能階之間的躍遷又可分為三種形式﹕激光基910激光透過受激輻射產(chǎn)生，具有以下四大特征：1、單色性好——在激光產(chǎn)生的整個機制中，只會產(chǎn)生一種波長的光。2、相干性高——激光中所有的光子都具有相同的相，相同的偏振，它們迭加起來便產(chǎn)生很大的強度。（而在日常生活中所見的光，它們的相和偏振是隨機的，相對于激光，這些光就弱的多了。）3、方向性強——激光束的發(fā)散角很小，幾乎是一平行的光線。4、亮度高——激光的亮度可比普通光源高出1012－1019倍，是目前最亮的光源，強激光甚至可產(chǎn)生上億度的高溫。三、激光的特性10激光透過受激輻射產(chǎn)生，具有以下四大特征：三、激光的特性10四、激光的應用

由于激光具有方向性好、亮度高、單色性好、相干性好等特點?。。∫虼耍す庠谠S多領(lǐng)域中都得到廣泛應用......四、激光的應用 由于激光具有方向性好、亮度高、單色性好、相干11

激光的應用，按照激光探頭是否與激光作用的物質(zhì)接觸，分為接觸式和非接觸式兩種工作模式；其應用領(lǐng)域，主要有工業(yè)、醫(yī)療、商業(yè)、科研、信息和軍事六個領(lǐng)域。四、激光的應用激光的應用，按照激光探頭是否與激光作用的物質(zhì)接觸12 應用激光的高亮度和高相干性使其在測量方面得到廣泛應用。1、工業(yè)領(lǐng)域應用各種激光長度測量儀四、激光的應用材料加工是將激光作為熱源，對材料進行熱加工 應用激光的高亮度和高相干性使其在測量方面得到廣泛應用。1、13明星表演舞廳、KTV等2、商業(yè)領(lǐng)域應用四、激光的應用明星表演舞廳、KTV等2、商業(yè)領(lǐng)域應用四、激光的應用14紅外激光器地質(zhì)勘探3、科研領(lǐng)域應用激光控制核聚變四、激光的應用紅外激光器地質(zhì)勘探3、科研領(lǐng)域應用激光控制核聚變四、激光的應15激光通信4、信息領(lǐng)域應用四、激光的應用光纖通信激光通信4、信息領(lǐng)域應用四、激光的應用光纖通信16

激光在醫(yī)學上的應用主要分三類：激光生命科學研究、激光診斷、激光治療激光生命科學研究主要包括兩方面內(nèi)容，其一是激光育種；其二就是以激光作為分析和檢測的工具來研究生物分子和細胞的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、功能以及生物物理和生物化學的反應機制。

我們國家的科學工作者在激光育種方面做了大量而有成效的工作,近十年來,我國用激光育種方法已培養(yǎng)出棉花、油菜、水稻、小麥、大豆、玉米、果樹、家蠶等優(yōu)良品種和品系近40余種。5、醫(yī)療領(lǐng)域應用四、激光的應用激光在醫(yī)學上的應用主要分三類：激光生命科學研究、17

診斷方面，利用各種激光分析、診斷儀器（如激光腫瘤診斷分析儀、激光全息顯微鏡、激光CT等）能迅速、客觀地得出結(jié)果。5、醫(yī)療領(lǐng)域應用四、激光的應用診斷方面，利用各種激光分析、診斷儀器（如激光腫瘤診斷18激光眼科診斷儀德國視網(wǎng)膜診斷儀b超機5、醫(yī)療領(lǐng)域應用四、激光的應用激光眼科診斷儀德國視網(wǎng)膜診斷儀b超機5、醫(yī)療領(lǐng)域應用四、激光19

治療方面，激光治療技術(shù)（如激光刀、激光治療機、激光微光束技術(shù)、內(nèi)窺鏡激光、光動力學療法等）幾乎在臨床各科都得到應用。當然，用于治療的激光，通常是幾個瓦特中等強度的激光，其對組織的作用，還取決于激光脈沖的發(fā)射方式。5、醫(yī)療領(lǐng)域應用四、激光的應用治療方面，激光治療技術(shù)（如激光刀、激光治療機、激20（1）激光美容：激光是通過產(chǎn)生高能量，聚焦精確，具有一定穿透力的單色光，作用于人體組織而在局部產(chǎn)生高熱量從而達到去除或破壞目標組織的目的。

各種不同波長的脈沖激光可治療各種血管性皮膚病及色素沉著，如雀斑、老年斑等，以及去紋身、洗眼線、洗眉等；而近年來一些新型的激光儀在進行除皺、磨皮換膚、治療打鼾，美白牙齒等方面取得了良好的療效，為激光外科開辟越來越廣闊的領(lǐng)域。5、醫(yī)療領(lǐng)域應用四、激光的應用（1）激光美容：激光是通過產(chǎn)生高能量，聚焦精確，具有一定穿透215、醫(yī)療領(lǐng)域應用四、激光的應用提示,以下情況的患者不適合接受激光治療：第一.眼部活動性炎癥及病變；第二.眼周化膿性病灶；第三.已確診的圓錐角膜；第四.嚴重干眼癥，伴有系統(tǒng)性干燥綜合征；第五.中央角膜厚度低于450μm；第六.嚴重的眼附屬器病變：眼瞼缺損、變形、慢 性淚囊炎等；第七.全身結(jié)締組織病及嚴重自身免疫性疾病，如 系統(tǒng)性紅斑狼瘡、類風濕性關(guān)節(jié)炎、多發(fā)性硬化。5、醫(yī)療領(lǐng)域應用四、激光的應用提示,以下情況的患者不適合接受22（2）激光手術(shù)有傳統(tǒng)手術(shù)無法比擬的優(yōu)越性。激光手術(shù)不需要住院治療，手術(shù)切口小，術(shù)中不出血，創(chuàng)傷輕，無瘢痕。（3）激光在血管性皮膚病以及色素沉著的治療中成效卓越。5、醫(yī)療領(lǐng)域應用四、激光的應用（2）激光手術(shù)有傳統(tǒng)手術(shù)無法比擬的優(yōu)越性。激光手術(shù)不需要住院23

激光作為人類認識世界和改造世界的武器，使得人類對大自然的認識和改造能力得到了提高，同樣的，在軍事方面，激光也起著舉足輕重的作用。6、軍事領(lǐng)域應用四、激光的應用激光作為人類認識世界和改造世界的武器，使得人類對大自241、激光致盲武器——一般由激光器、精密瞄準跟蹤系統(tǒng)、光束控制和發(fā)射系統(tǒng)組成，激光器是激光武器的核心，用于產(chǎn)生起致盲作用的激光光束。其射擊對象是人眼以及光學和光電裝置等目標。2、激光制導炸彈——主要由導引頭、戰(zhàn)斗部和尾翼三大部分組成。6、軍事領(lǐng)域應用四、激光的應用1、激光致盲武器——一般由激光器、精密瞄準跟蹤系統(tǒng)、光束控制253、激光報警器——讓一光束圍繞待監(jiān)視的地區(qū)，當有人進入

該地區(qū)時，遮斷

光線，報警器就

會發(fā)出特定的信

號，引起守衛(wèi)者

的注意，以便采

取適當?shù)拇胧?、軍事領(lǐng)域應用四、激光的應用3、激光報警器——讓一光束圍繞待監(jiān)視的地區(qū)，當有人進入6、軍266、軍事領(lǐng)域應用四、激光的應用4、激光測距與激光雷達——激光測距與普通測距相比，具

有遠、準、快、

抗干擾、無盲區(qū)

等優(yōu)點。6、軍事領(lǐng)域應用四、激光的應用4、激光測距與激光雷達——激光275、激光陀螺——利用光的多普勒效應來精確測量飛行器、艦船的轉(zhuǎn)速，從而實現(xiàn)導航四、激光的應用6、軍事領(lǐng)域應用5、激光陀螺——利用光的多普勒效應來精確測量飛行器、艦船的轉(zhuǎn)286、激光偵察對抗——激光偵察在軍事上占有十分重要的地位。利用激光技術(shù)進行多光譜攝影(全息攝影)，可以識別偽裝目標。海灣戰(zhàn)爭中，美國利用這一

技術(shù)，發(fā)現(xiàn)了

伊拉克嚴密偽

裝在樹林里的

坦克和導彈發(fā)

射架。四、激光的應用6、軍事領(lǐng)域應用6、激光偵察對抗——激光偵察在軍事上占有十分重要的地位。利用297、激光武器——利用激光作為能量，是像常規(guī)武器那樣直接殺傷敵方人員、擊毀坦克、飛機等，打擊距離一般可達20公里。這種武器的主要代表有激光槍和激光炮，它們能夠發(fā)出很強的激光束來打擊敵人。1978年3月，世界上的第一支激光槍在美國誕生。6、軍事領(lǐng)域應用四、激光的應用7、激光武器——利用激光作為能量，是像常規(guī)武器那樣直接殺傷敵30資料收集與整理：馬健蕓、楊奕君、鐘瑩芬ppt制作：馬玉橋、黃敢小組分工情況2019年12月13日謝謝觀賞資料收集與整理：馬健蕓、楊奕君、鐘瑩芬小組分工情況2019年3132激光的應用1激光的應用32目錄二、產(chǎn)生原理三、激光特性一、激光簡介四、激光應用目錄二、產(chǎn)生原理三、激光特性一、激光簡介四、激光應用3334定義：由受激發(fā)射的光放大產(chǎn)生的輻射。激光是20世紀以來，繼原子能、計算機、半導體之后，人類的又一重大發(fā)明，被稱為“最快的刀”、最準的尺”、“最亮的光”和“奇異的激光”。它的亮度約為太陽光的100億倍。一、激光的簡介3定義：由受激發(fā)射的光放大產(chǎn)生的輻射。一、激光的簡介34激光的起源激光的理論基礎起源于大物理學家愛因斯坦1917年提出的在組成物質(zhì)的原子中，有不同數(shù)量的粒子（電子）分布在不同的能級上，在高能級上的粒子受到某種光子的激發(fā)，會從高能級跳到（躍遷）到低能級上，這時將會輻射出與激發(fā)它的光相同性質(zhì)的光，而且在某種狀態(tài)下，能出現(xiàn)一個弱光激發(fā)出一個強光的現(xiàn)象。這就叫做激光。

一、激光的簡介激光的起源一、激光的簡介35一、激光的簡介

1960年5月15日，美國加利福尼亞州休斯實驗室的科學家梅曼宣布獲得了波長為0.6943微米的激光，這是人類有史以來獲得的第一束激光，梅曼因而也成為世界上第一個將激光引入實用領(lǐng)域的科學家。我國于1961年研制出第一臺激光器一、激光的簡介 1960年5月15日，美國加利福尼亞州休斯3637激光——顧名思義就 是 激發(fā)出來的光！

我們知道，電子可以透

過吸收或釋放能量從一

個能階躍遷至另一個能

階，在這些過程中，電子吸收或釋放的光子能量總是與這兩能階的能量差相等。二、激光的產(chǎn)生原理6激光——顧名思義就二、激光的產(chǎn)生原理37電子透過吸收或釋放在能階之間的躍遷又可分為三種形式﹕1、自發(fā)吸收-電子透過吸收光子從低能階躍遷到高能階2、自發(fā)輻射-電子自發(fā)地透過釋放光子從高能階躍遷到較低能階二、激光的產(chǎn)生原理電子透過吸收或釋放在能階之間的躍遷又可分為三種形式﹕1、自38電子透過吸收或釋放在能階之間的躍遷又可分為三種形式﹕3、受激輻射——光子射入物質(zhì)誘發(fā)電子從高能階躍遷到低能階，并釋放光子。入射光子與釋放的光子有相同的波長和相，此波長對應于兩個能階的能量差。一個光子誘發(fā)一個原子發(fā)射一個光子，最后就變成兩個相同的光子。二、激光的產(chǎn)生原理電子透過吸收或釋放在能階之間的躍遷又可分為三種形式﹕3、受39電子透過吸收或釋放在能階之間的躍遷又可分為三種形式﹕激光基本上就是由第三種機制所產(chǎn)生!!!二、激光的產(chǎn)生原理電子透過吸收或釋放在能階之間的躍遷又可分為三種形式﹕激光基4041激光透過受激輻射產(chǎn)生，具有以下四大特征：1、單色性好——在激光產(chǎn)生的整個機制中，只會產(chǎn)生一種波長的光。2、相干性高——激光中所有的光子都具有相同的相，相同的偏振，它們迭加起來便產(chǎn)生很大的強度。（而在日常生活中所見的光，它們的相和偏振是隨機的，相對于激光，這些光就弱的多了。）3、方向性強——激光束的發(fā)散角很小，幾乎是一平行的光線。4、亮度高——激光的亮度可比普通光源高出1012－1019倍，是目前最亮的光源，強激光甚至可產(chǎn)生上億度的高溫。三、激光的特性10激光透過受激輻射產(chǎn)生，具有以下四大特征：三、激光的特性41四、激光的應用

由于激光具有方向性好、亮度高、單色性好、相干性好等特點?。?！因此，激光在許多領(lǐng)域中都得到廣泛應用......四、激光的應用 由于激光具有方向性好、亮度高、單色性好、相干42

激光的應用，按照激光探頭是否與激光作用的物質(zhì)接觸，分為接觸式和非接觸式兩種工作模式；其應用領(lǐng)域，主要有工業(yè)、醫(yī)療、商業(yè)、科研、信息和軍事六個領(lǐng)域。四、激光的應用激光的應用，按照激光探頭是否與激光作用的物質(zhì)接觸43 應用激光的高亮度和高相干性使其在測量方面得到廣泛應用。1、工業(yè)領(lǐng)域應用各種激光長度測量儀四、激光的應用材料加工是將激光作為熱源，對材料進行熱加工 應用激光的高亮度和高相干性使其在測量方面得到廣泛應用。1、44明星表演舞廳、KTV等2、商業(yè)領(lǐng)域應用四、激光的應用明星表演舞廳、KTV等2、商業(yè)領(lǐng)域應用四、激光的應用45紅外激光器地質(zhì)勘探3、科研領(lǐng)域應用激光控制核聚變四、激光的應用紅外激光器地質(zhì)勘探3、科研領(lǐng)域應用激光控制核聚變四、激光的應46激光通信4、信息領(lǐng)域應用四、激光的應用光纖通信激光通信4、信息領(lǐng)域應用四、激光的應用光纖通信47

激光在醫(yī)學上的應用主要分三類：激光生命科學研究、激光診斷、激光治療激光生命科學研究主要包括兩方面內(nèi)容，其一是激光育種；其二就是以激光作為分析和檢測的工具來研究生物分子和細胞的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、功能以及生物物理和生物化學的反應機制。

我們國家的科學工作者在激光育種方面做了大量而有成效的工作,近十年來,我國用激光育種方法已培養(yǎng)出棉花、油菜、水稻、小麥、大豆、玉米、果樹、家蠶等優(yōu)良品種和品系近40余種。5、醫(yī)療領(lǐng)域應用四、激光的應用激光在醫(yī)學上的應用主要分三類：激光生命科學研究、48

診斷方面，利用各種激光分析、診斷儀器（如激光腫瘤診斷分析儀、激光全息顯微鏡、激光CT等）能迅速、客觀地得出結(jié)果。5、醫(yī)療領(lǐng)域應用四、激光的應用診斷方面，利用各種激光分析、診斷儀器（如激光腫瘤診斷49激光眼科診斷儀德國視網(wǎng)膜診斷儀b超機5、醫(yī)療領(lǐng)域應用四、激光的應用激光眼科診斷儀德國視網(wǎng)膜診斷儀b超機5、醫(yī)療領(lǐng)域應用四、激光50

治療方面，激光治療技術(shù)（如激光刀、激光治療機、激光微光束技術(shù)、內(nèi)窺鏡激光、光動力學療法等）幾乎在臨床各科都得到應用。當然，用于治療的激光，通常是幾個瓦特中等強度的激光，其對組織的作用，還取決于激光脈沖的發(fā)射方式。5、醫(yī)療領(lǐng)域應用四、激光的應用治療方面，激光治療技術(shù)（如激光刀、激光治療機、激51（1）激光美容：激光是通過產(chǎn)生高能量，聚焦精確，具有一定穿透力的單色光，作用于人體組織而在局部產(chǎn)生高熱量從而達到去除或破壞目標組織的目的。

各種不同波長的脈沖激光可治療各種血管性皮膚病及色素沉著，如雀斑、老年斑等，以及去紋身、洗眼線、洗眉等；而近年來一些新型的激光儀在進行除皺、磨皮換膚、治療打鼾，美白牙齒等方面取得了良好的療效，為激光外科開辟越來越廣闊的領(lǐng)域。5、醫(yī)療領(lǐng)域應用四、激光的應用（1）激光美容：激光是通過產(chǎn)生高能量，聚焦精確，具有一定穿透525、醫(yī)療領(lǐng)域應用四、激光的應用提示,以下情況的患者不適合接受激光治療：第一.眼部活動性炎癥及病變；第二.眼周化膿性病灶；第三.已確診的圓錐角膜；第四.嚴重干眼癥，伴有系統(tǒng)性干燥綜合征；第五.中央角膜厚度低于450μm；第六.嚴重的眼附屬器病變：眼瞼缺損、變形、慢 性淚囊炎等；第七.全身結(jié)締組織病及嚴重自身免疫性疾病，如 系統(tǒng)性紅斑狼瘡、類風濕性關(guān)節(jié)炎、多發(fā)性硬化。5、醫(yī)療領(lǐng)域應用四、激光的應用提示,以下情況的患者不適合接受53（2）激光手術(shù)有傳統(tǒng)手術(shù)無法比擬的優(yōu)越性。激光手術(shù)不需要住院治療，手術(shù)切口小，術(shù)中不出血，創(chuàng)傷輕，無瘢痕。（3）激光在血管性皮膚病以及色素沉著的治療中成效卓越。5、醫(yī)療領(lǐng)域應用四、激光的應用（2）激光手術(shù)有傳統(tǒng)手術(shù)無法比擬的優(yōu)越性。激光手術(shù)不需要住院54

激光作為人類認識世界和改造世界的武器，使得人類對大自然的認識和改造能力得到了提高，同樣的，在軍事方面，激光也起著舉足輕重的作用。6、軍事領(lǐng)域應用四、激光的應用激光作為人類認識世界和改造世界的武器，使得人類對大自551、激光致盲武器——一般由激光器、精密瞄準跟蹤系統(tǒng)、光束控制和發(fā)射系統(tǒng)組成，激光器是激光武器的核心，用于產(chǎn)生起致盲作用的激光光束。其射擊對象是人眼以及光學和光電裝置