《激光原理與技術(shù)》課程教學大綱

《激光原理與技術(shù)》課程教學大綱課程編號：04110614課程性質(zhì)：專業(yè)方向課先修課程：大學物理學、光學適合專業(yè)：電子科學與技術(shù)開設(shè)學期：第六學期考核方式：考查或考試總學時數(shù)：54學分：3（一）課程教學目標《激光原理與技術(shù)》是電子科學與技術(shù)和應(yīng)用物理學專業(yè)的一門主干專業(yè)課。通過激光原理與技術(shù)的教學，使學生了解和掌握激光器的基本原理和基本技術(shù)，培養(yǎng)學生分析解決激光物理問題的能力，特別強調(diào)物理概念的深入理解，為今后從事光電子方向教學和科研打下扎實的理論基礎(chǔ)。（二）課程的目的與任務(wù)本課程的教學目的在于介紹激光的基本理論知識和基本技術(shù)知識。本課程從激光的物理學基礎(chǔ)出發(fā)，著重闡明物理概念，以及激光輸出特性與激光器參數(shù)之間的關(guān)系，主要包括輻射理論概要與激光產(chǎn)生的條件、激光器的工作原理、激光器的輸出特性、激光的基本技術(shù)、典型激光器介紹和激光在精密測量、加工、醫(yī)學、信息技術(shù)、科學技術(shù)前沿問題中的應(yīng)用等幾個部分。（三）理論教學的基本要求通過本課程學習，應(yīng)使學生了解激光物理學領(lǐng)域的基本概念和最新發(fā)展狀況；理解掌握基本的激光原理與技術(shù)，能夠加深學到的理論并掌握應(yīng)用方法；了解激光在計量、加工、醫(yī)學、信息技術(shù)，以及現(xiàn)代科技前沿問題中的應(yīng)用。通過教學的各個環(huán)節(jié)使學生達到各章中所提的基本要求。（四）教學學時分配數(shù)章次各章名稱總學時學時分配講課實驗上機課外小計前言前言111第一章輻射理論概要與激光產(chǎn)生的條件101010第二章激光器的工作原理121212第三章激光器的輸出特性121212第四章激光的基本技術(shù)101010第五章典型激光器介紹444第六章激光在精密測量中的應(yīng)用111第七章激光加工技術(shù)111第八章激光在醫(yī)學中的應(yīng)用111第九章激光在信息技術(shù)中的應(yīng)用111第十章激光在科學技術(shù)前沿問題中的應(yīng)用111總計545454（五）大綱內(nèi)容第一章輻射理論概要與激光產(chǎn)生的條件教學目的：1.了解光的波粒二象性，掌握光的偏振性、單色光的含義、平面光波的表示法、光強的定義和光子的含義。2.掌握原子能級和簡并度的含義，理解原子狀態(tài)標記的方法，理解輻射躍遷選擇定則，掌握玻爾茲曼分布定律，掌握輻射躍遷也非輻射躍遷的定義和特點。3.理解黑體輻射的概念和規(guī)律，掌握光和物質(zhì)相互作用時三種基本過程的特點、規(guī)律、發(fā)生幾率以及三者之間的關(guān)系。掌握自發(fā)輻射光功率和受激輻射光功率在普通光源和激光器中的大小關(guān)系。4.掌握光譜線、線型、光譜線寬度的概念，掌握自然增寬、碰撞增寬、多普勒增寬的原因、展寬線型、增寬大小及其影響因素，理解均勻增寬和非均勻增寬的概念和含義，理解綜合增寬的含義。5.理解光在介質(zhì)中受激放大的過程和規(guī)律，掌握介質(zhì)中產(chǎn)生激光放大的條件，理解吸收系數(shù)和增益系數(shù)的概念，掌握光學諧振腔在激光器中的作用和激光閾值條件。教學基本要求：學習和研究光的基本性質(zhì)；學習光的輻射原理；討論與激光的發(fā)明和激光的技術(shù)發(fā)展有關(guān)的物理基礎(chǔ)及產(chǎn)生激光的條件。教學內(nèi)容：§1－1光的波粒二象性一.光波二.光子§1－2原子的能級和輻射躍遷原子能級和簡并度熱學原子狀態(tài)的標記玻爾茲曼分布輻射躍遷和非輻射躍遷§1－3光的受激輻射一.黑體熱輻射二.光和物質(zhì)的作用三.自發(fā)輻射、受激輻射和受激吸收之間的關(guān)系四.自發(fā)輻射光功率與受激輻射光功率§1－4光譜線增寬一.光譜線、線型和光譜線寬度二.自然增寬三.碰撞增寬四.多普勒增寬五.均勻增寬和非均勻增寬線型六.綜合增寬§1－5激光形成的條件一.介質(zhì)中光的受激輻射放大二.光學諧振腔和閾值條件教學提示：從介紹光的波粒二象性開始研究原子的輻射躍遷，在闡明光的輻射原理等激光的物理基礎(chǔ)后討論激光的產(chǎn)生條件。教學重點：光的基本性質(zhì)的研究；研究激光原理、比較激光與普通光源的區(qū)別；影響激光器性能的重要因素的研究，以及激光的產(chǎn)生條件討論。教學難點：原子能級和輻射躍遷原理的闡明；激光器性能因素：光譜線寬度、線型函數(shù)的講解和激光產(chǎn)生條件的討論。學法指導(dǎo)：由淺入深領(lǐng)會激光的物理基礎(chǔ)，通過比較了解激光的主要特點進而理解激光的輻射原理，并在此基礎(chǔ)上學習掌握影響激光器性能的因素與激光的產(chǎn)生條件。小結(jié)：本章從介紹光的波粒二象性開始研究原子的輻射躍遷，接著研究了發(fā)明激光的物理基礎(chǔ)和提高激光性能方面的研究，最后闡述激光形成的條件。第二章激光器的工作原理教學目的：1.理解光學諧振腔滿足穩(wěn)定性條件的重要性，掌握穩(wěn)定性的條件；理解共軸球面腔穩(wěn)定圖和分類，學會穩(wěn)定圖的應(yīng)用。2.理解三能級系統(tǒng)和四能級系統(tǒng)的激光工作方式，掌握速率方程組的建立、推導(dǎo)和粒子數(shù)密度反轉(zhuǎn)分布的條件；掌握激光器在小信號工作時的粒子數(shù)密度反轉(zhuǎn)分布情況和在均勻增寬型介質(zhì)中的粒子數(shù)密度反轉(zhuǎn)分布。理解粒子數(shù)密度反轉(zhuǎn)分布的飽和效應(yīng)。3.掌握均勻增寬型介質(zhì)中的增益系數(shù)和增益飽和；掌握在非均勻增寬型介質(zhì)中粒子數(shù)密度反轉(zhuǎn)分布規(guī)律；掌握在非均勻增寬型介質(zhì)中小信號時的增益系數(shù)和穩(wěn)態(tài)情況下的增益飽和；掌握燒孔效應(yīng)的原理。4.了解激光器所存在的各種損耗和起因；掌握激光諧振腔內(nèi)穩(wěn)定光強的形成過程；掌握激光器的能穩(wěn)定出光的閾值條件（包括增益閾值，抽運功率閾值等）。了解激光介質(zhì)能級選取的注意事項。教學基本要求：學習和研究激光器的工作原理；對激光器工作過程的物理圖像有比較清晰的理解。教學內(nèi)容：§2－1光學諧振腔結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性一.共軸球面諧振腔的穩(wěn)定性條件二.共軸球面腔的穩(wěn)定圖及其分類三.穩(wěn)定圖的應(yīng)用§2－2速率方程組與粒子數(shù)反轉(zhuǎn)一.三能級系統(tǒng)和四能級系統(tǒng)二.速率方程組三.穩(wěn)態(tài)工作時的粒子數(shù)密度反轉(zhuǎn)分布四.小信號工作時的粒子數(shù)密度反轉(zhuǎn)分布五.均勻增寬型介質(zhì)的粒子數(shù)密度反轉(zhuǎn)分布六.均勻增寬型介質(zhì)粒子數(shù)密度反轉(zhuǎn)分布的飽和效應(yīng)§2－3均勻增寬介質(zhì)的增益系數(shù)和增益飽和一.均勻增寬介質(zhì)的增益系數(shù)二.均勻增寬介質(zhì)的增益飽和§2－4非均勻增寬介質(zhì)的增益飽和一.介質(zhì)在小信號時的粒子數(shù)密度反轉(zhuǎn)分布值二.非均勻增寬型介質(zhì)在小信號時的增益系數(shù)三.非均勻增寬型介質(zhì)穩(wěn)態(tài)粒子數(shù)密度反轉(zhuǎn)分布四.非均勻增寬型介質(zhì)穩(wěn)態(tài)情況下的增益飽和§2－5激光器的損耗與閾值條件一.激光器的損耗二.激光諧振腔內(nèi)形成穩(wěn)定光強的過程三.閾值條件四.對介質(zhì)能級選取的討論教學提示：注意對激光器的工作原理進行詳細介紹與討論。教學重點：激光器主要組成部分的討論；激光器工作原理。教學難點：條理清晰地講解激光器的工作過程的物理圖像。學法指導(dǎo)：學生在該章節(jié)的條理性學習將為后面內(nèi)容的學習打下堅實基礎(chǔ)。小結(jié)：本章通過討論激光器的主要組成部分，分析描述激光器工作過程的數(shù)學模型，并從這個模型出發(fā)討論粒子數(shù)密度發(fā)生反轉(zhuǎn)的條件，工作過程中增益介質(zhì)的飽和現(xiàn)象，以及激光工作的閾值，對激光器的工作原理進行了詳細介紹。第三章激光器的輸出特性教學目的：1.理解自再現(xiàn)模概念,掌握自再現(xiàn)模的特點；掌握自再現(xiàn)模積分方程解的物理意義,理解激光諧振腔的諧振條件，理解激光縱模的特點和含義，掌握縱模頻率和頻率間隔公式，會分析縱?？赡艽嬖诘臄?shù)量。2.理解方形鏡面共焦腔自再現(xiàn)模積分方程的解析解，掌握鏡面上自再現(xiàn)模場的特征（振幅分布、相位分布、衍射損耗等）了解共焦腔中的行波場和腔內(nèi)外的光場分布。3.掌握高斯光束的振幅和強度分布、相位分布、遠場發(fā)散角以及高斯光束的高亮度。4.理解穩(wěn)定球面腔的等價共焦腔的含義，了解穩(wěn)定球面腔的光束傳播特性。5.掌握均勻增寬型和非均勻增寬型介質(zhì)激光器的輸出功率以及影響因素。理解蘭姆凹陷的形成原因。6.掌握影響激光器線寬的因素。教學基本要求：熟悉諧振腔的衍射理論；熟悉激光器在諧振腔中傳播，即激光的輸出特性。教學內(nèi)容：§3－1光學諧振腔的衍射理論一.菲涅耳基爾霍夫衍射公式二.光學諧振腔的自再現(xiàn)模積分方程三.激光諧振腔的諧振頻率和激光縱?！?－2對稱共焦腔內(nèi)外的光場分布一.共焦腔鏡面上的場分布二.共焦腔中的行波場與腔內(nèi)外的光場分布§3－3高斯光束的傳播特性一.高斯光束的振幅和強度分布二.高斯光束的相位分布三.高斯光束的遠場發(fā)散角四.高斯光束的高亮度§3－4穩(wěn)定球面腔的光束傳播特性一.穩(wěn)定球面腔的等價共焦腔二.穩(wěn)定球面腔的光束傳播特性§3－5激光器的輸出功率一.均勻增寬型介質(zhì)激光器的輸出功率二.非均勻增寬型介質(zhì)激光器的輸出功率教學提示：突出激光器作為光源與普通光源的主要區(qū)別。教學重點：激光器由一個諧振腔，高度的相干性也是由諧振腔決定的。教學難點：講清諧振腔的衍射理論及激光的重要特點。學法指導(dǎo)：前兩章的學習已經(jīng)為激光的輸出特性打下了基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上進一步研究激光在諧振腔中的傳播。小結(jié)：本章從諧振腔的衍射理論開始研究激光輸出的高斯光束傳播特性，激光器的輸出功率，以及激光器輸出的線寬極限。第四章激光的基本技術(shù)教學目的：1.了解激光器選模的目的和意義，理解均勻增寬型譜線的縱模競爭，掌握單縱模選取的方法，掌握激光單橫模的選取方法。2.了解激光器頻率穩(wěn)定的衡量方法，掌握影響激光器頻率穩(wěn)定的因素，了解常見的幾種穩(wěn)頻的方法。3.了解高斯光束透過透鏡時的變換規(guī)律，掌握高斯光束的聚焦、準直、擴束等技術(shù)的原理和方法。4.理解激光調(diào)制的概念，了解電光強度調(diào)制和電光相位調(diào)制。5.了解實現(xiàn)激光偏轉(zhuǎn)的幾種主要途徑。6.理解激光諧振腔的品質(zhì)因素Q的含義，掌握調(diào)Q的原理，了解幾種常見調(diào)Q的方法。7.理解激光鎖模技術(shù)的含義，掌握鎖模的原理，了解鎖模的2種常見途徑。教學基本要求：了解改變激光輻射的特性的激光技術(shù)。教學內(nèi)容：§4－1激光器輸出的選模一.激光單縱模的選取二.激光單橫模的選取§4－2激光器的穩(wěn)頻一.影響頻率穩(wěn)定的因素二.穩(wěn)頻方法概述三.蘭姆凹陷法穩(wěn)頻四.飽和吸收法穩(wěn)頻§4－3激光束的變換一.高斯光束通過薄透鏡時的變換二.高斯光束的聚焦三.高斯光束的準直四.激光的擴束§4－4激光調(diào)制技術(shù)一.激光調(diào)制的基本概念二.電光強度調(diào)制三.電光相位調(diào)制§4－5激光偏轉(zhuǎn)技術(shù)一.機械偏轉(zhuǎn)二.電光偏轉(zhuǎn)三.聲光偏轉(zhuǎn)§4－6激光調(diào)Q技術(shù)一.激光諧振腔的品質(zhì)因數(shù)Q二.調(diào)Q原理三.電光調(diào)Q四.聲光調(diào)Q五.染料調(diào)Q§4－7激光鎖模技術(shù)一.鎖模原理二.主動鎖模三.被動鎖模教學提示：激光技術(shù)可以改變激光輻射的特性，有的技術(shù)直接對激光器諧振腔的輸出特性產(chǎn)生作用，有的則獨立應(yīng)用于諧振腔外。教學重點：選模技術(shù)、穩(wěn)頻技術(shù)、調(diào)Q技術(shù)、鎖模技術(shù)、光束變換技術(shù)、調(diào)制技術(shù)和偏轉(zhuǎn)技術(shù)。教學難點：各種激光技術(shù)的工作原理，幾種技術(shù)的并用。學法指導(dǎo)：注意各種激光技術(shù)的特點與影響。小結(jié)：為將激光器發(fā)出的高亮度、高相干性、方向性好的輻射轉(zhuǎn)化為可供實用的光能，激光技術(shù)得到極大的發(fā)展。本章討論激光工程中一些主要的單元技術(shù)，直接對激光器諧振腔的輸出特性產(chǎn)生作用，如選膜技術(shù)、穩(wěn)頻技術(shù)、調(diào)Q技術(shù)和鎖模技術(shù)等；有的則獨立應(yīng)用于諧振腔外，如光束變換技術(shù)、調(diào)制技術(shù)和偏轉(zhuǎn)技術(shù)等。第五章典型激光器介紹教學目的：1.了解固體激光器的基本結(jié)構(gòu)，掌握紅寶石激光器、YAG:Nd激光器的特點和機理，了解固體激光器的泵浦系統(tǒng)和輸出特性，了解半導(dǎo)體激光器泵浦的固體激光器、可調(diào)諧固體激光器和高功率激光器的優(yōu)缺點及原理。2.了解氦氖激光器的結(jié)構(gòu)和工作機理，了解二氧化碳激光器的結(jié)構(gòu)、激發(fā)機理和輸出特性，了解氬離子激光器的結(jié)構(gòu)、激發(fā)機理和工作特性。3.了解染料激光器的特點、激發(fā)機理、調(diào)諧原理和泵浦系統(tǒng)。4.了解半導(dǎo)體激光器中的能帶情況和產(chǎn)生受激輻射的條件，掌握PN結(jié)的雙簡并能帶結(jié)構(gòu)和粒子數(shù)反轉(zhuǎn)條件，掌握半導(dǎo)體激光器的工作原理及閾值條件，了解同質(zhì)結(jié)和異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體激光器的特性。5.了解準分子激光器、自由電子激光器和化學激光器的特點、基本原理和輸出特性。教學基本要求：了解激光器的各種分類方法；了解部分激光器的運行方式。教學內(nèi)容：§5－1固體激光器一.固體激光器的基本結(jié)構(gòu)與工作物質(zhì)二.固體激光器的泵浦系統(tǒng)三.固體激光器的輸出特性四.新型固體激光器§5－2氣體激光器一.氦氖激光器二.二氧化碳激光器三.氬離子激光器§5－3染料激光器一.染料激光器的激發(fā)機理二.染料激光器的泵浦三.染料激光器的調(diào)諧§5－4半導(dǎo)體激光器一.半導(dǎo)體的能帶和產(chǎn)生受激輻射的條件二.PN結(jié)和粒子數(shù)反轉(zhuǎn)三.半導(dǎo)體激光器的工作原理和閾值條件四.同質(zhì)結(jié)和異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體激光器§5－5其他激光器一.準分子激光器二.自由電子激光器三.化學激光器教學提示：注意講清各種激光器的分類方法及各種激光器的工作原理。教學重點：激光分類方法：按工作波段分類、按運轉(zhuǎn)方式分類；固體激光器、氣體激光器、染料激光器、半導(dǎo)體激光器等。教學難點：講清幾種激光器的特點與運行方式。學法指導(dǎo)：注意本章中的激光器介紹來說明前幾章的理論，并為接下來的學習做必要的準備。小結(jié)：本章將按照激光器工作物質(zhì)分類，主要討論下列幾種類型的激光器：固體激光器、氣體激光器、染料激光器和半導(dǎo)體激光器。然后簡單介紹一些具體有特殊運行方式且有較好應(yīng)用前景的激光器。第六章激光在精密測量中的應(yīng)用教學目的：1.了解激光干涉測長的基本原理、系統(tǒng)組成，了解激光外差干涉測長技術(shù)。2.了解激光衍射測量原理、方法及應(yīng)用。3.了解激光測距的特點、基本原理，了解激光相位測距原理。4.了解激光準直儀的原理和結(jié)構(gòu)，了解激光多自由度測量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和原理。5.了解激光多普勒測速的原理和應(yīng)用。6.了解激光測量角度和角加速度的原理。7.了解激光環(huán)境計量的原理和應(yīng)用。教學基本要求：了解激光在精密測量中的應(yīng)用。教學內(nèi)容：§6－1激光干涉測長§6－2激光衍射測量§6－3激光測距§6－4激光準直及多自由度測量§6－5激光多普勒測速§6－6環(huán)形激光測量角度和角加速度教學提示：激光最早期的應(yīng)用是在計量領(lǐng)域，而激光優(yōu)異的單色性、方向性和高亮度，使它在多方面得到應(yīng)用。教學重點：干涉測量技術(shù)、衍射測量方法脈沖測距法和相位測距法、激光的高亮度和高度相干性。教學難點：激光各方面的綜合應(yīng)用。學法指導(dǎo)：注意激光各種測量技術(shù)及其在加工工業(yè)、醫(yī)學、IT產(chǎn)業(yè)等各方面的應(yīng)用。小結(jié)：激光可以與自然基準光的波長直接相聯(lián)系，實現(xiàn)高精度測量，本章首先介紹激光在精密測量中的應(yīng)用。激光經(jīng)過近40年的發(fā)展，已經(jīng)走出實驗室，成為可以在生產(chǎn)車間使用的測量檢定標準，激光衍射測量也成為許多在線控制系統(tǒng)的長度傳感器。激光同時具有高亮度和高相干性，使得光的多普勒效應(yīng)能夠在測速方面得到應(yīng)用。第七章激光加工技術(shù)教學目的：1.了解激光熱加工的原理。2.了解激光淬火技術(shù)的原理與應(yīng)用，了解激光表面熔凝技術(shù)和熔覆技術(shù)。3.了解激光打孔和激光切割的原理與特點。4.了解激光焊接的特點，了解激光熱導(dǎo)焊和深熔焊的原理。5.了解激光快速成型技術(shù)的原理、優(yōu)點及應(yīng)用，了解激光清洗技術(shù)和激光彎曲技術(shù)。教學基本要求：了解激光在加工領(lǐng)域中的應(yīng)用。教學內(nèi)容：§7－1激光熱加工原理§7－2激光表面改性技術(shù)§7－3激光去除材料技術(shù)§7－4激光焊接§7－5激光快速成型技術(shù)§7－6其他激光加工技術(shù)教學提示：激光加工指的是激光束作用于物體表面而引起的物體成形或改性的加工過程。已經(jīng)成為加工領(lǐng)域中的一種常用技術(shù)，成為21世紀先進制造技術(shù)中不可缺少的一部分。教學重點：激光熱加工、激光光化學反應(yīng)加工。教學難點：激光與材料的相互作用過程的物理描述。學法指導(dǎo)：注意區(qū)別激光熱加工與激光光化學反應(yīng)加工。小結(jié)：激光熱加工是基于激光束照射物體所引起的快速熱效應(yīng)的各種加工過程。激光光化學反應(yīng)是借助于高密度高能光子引發(fā)或控制光化學反應(yīng)的各種加工過程。本章主要討論與激光熱加工有關(guān)的問題。第八章激光在醫(yī)學中的應(yīng)用教學目的：了解生物體的光學特性，了解激光對生物體的作用和激光在生物體應(yīng)用的優(yōu)點。了解激光臨床治療的種類與現(xiàn)狀，了解激光在皮膚科及整形外科領(lǐng)域中的應(yīng)用，了解激光在眼科、泌尿外科、耳鼻喉科中的應(yīng)用。了解利用激光的生物體光譜測量及診斷，了解激光斷層攝影、激光顯微鏡基本原理。了解醫(yī)用激光設(shè)備（光源、光纖）。了解醫(yī)用激光新技術(shù)和光動力學治療的前景。教學基本要求：了解激光在醫(yī)學臨床中的應(yīng)用。教學內(nèi)容：§8－1激光與生物體的相互作用§8－2激光在臨床治療中的應(yīng)用§8－3激光在生物體檢測及診斷中的應(yīng)用§8－4醫(yī)用激光設(shè)備§8－5激光應(yīng)用于醫(yī)學的未來教學提示：診斷和治療在本質(zhì)上都是利用激光與生物體的相互作用。教學重點：生物體的光學特性、激光對生物體的作用、激光在醫(yī)學中的應(yīng)用。教學難點：激光技術(shù)與醫(yī)學相結(jié)合。學法指導(dǎo)：首先了解激光與生物體的相互作用，然后了解激光醫(yī)學。小結(jié)：在醫(yī)學領(lǐng)域中，激光的應(yīng)用范圍非常廣泛，不僅在臨床上激光作為一種技術(shù)手段，被各種臨床學科用于疾病的診斷和治療，而且在基礎(chǔ)醫(yī)學中的細胞水平的操作和生物學領(lǐng)域中激光技術(shù)也占有重要地位。本章主要對激光在醫(yī)學臨床，重點是激光在診斷和治療領(lǐng)域中的應(yīng)用進行論述。第九章激光在信息技術(shù)中的應(yīng)用教學目的：1.了解光纖通信系統(tǒng)中的激光器需滿足的要求，了解光纖激光器的基本原理、特點、分類和應(yīng)用，了解光放大器的原理、種類等。2.了解激光全息術(shù)的基本原理和分類，了解激光全息三維顯示的優(yōu)點、應(yīng)用及展望。3.了解激光存儲的基本原理、分類及特點，了解激光體全息光存儲的特點、原理及應(yīng)用，了解激光存儲的最新進展。4.了解激光在掃描器和打印機中的應(yīng)用。教學基本要求：了解激光在現(xiàn)代信息領(lǐng)域的應(yīng)用。教學內(nèi)容：§9－1光纖通信系統(tǒng)中的激光器和光放大器§9－2激光全息三維顯示§9－3激光存儲技術(shù)§9－4激光掃描和激光打印機§9－5量子光通信中的激光源教學提示：從技術(shù)角度看，信息涉及到的領(lǐng)域十分廣闊，以激光為信息載體，激光在信息領(lǐng)域多方面均有應(yīng)用。教學重點：激光器與光纖通信、激光全息技術(shù)、激光存儲技術(shù)、激光掃描和打印技術(shù)、激光與量子通信。教學難點：激光在信息領(lǐng)域多方面應(yīng)用的過程原理。學法指導(dǎo)：注意激光在信息技術(shù)中的應(yīng)用所涉及的一些新思想、新概念、新技術(shù)等。小結(jié)：本章將涉及激光通信、激光顯示、激光存儲，以及激光打印等許多重要的領(lǐng)域，這些領(lǐng)域已經(jīng)產(chǎn)生許多成熟的技術(shù)和應(yīng)用，有著光明的發(fā)展前途和廣闊的應(yīng)用前景，是21世紀最活躍的激光應(yīng)用領(lǐng)域。第十章激光在科學技術(shù)前沿問題中的應(yīng)用教學目的：1.了解激光在受控核聚變中的應(yīng)用。2.了解激光冷卻技術(shù)。3.了解激光操縱微粒的方法和原理。4.了解激光誘導(dǎo)化學反應(yīng)的原理。5.了解激光在光譜技術(shù)中的應(yīng)用。教學基本要求：了解激光在科學技術(shù)前沿問題中的應(yīng)用。教學內(nèi)容：§10－1激光核聚變§10－2激光冷卻§10－3激光操縱微?！?0－4激光誘導(dǎo)化學過程§10－5激光光譜學§10－6激光用于反常多普勒效應(yīng)的基礎(chǔ)物理研究教學提示：激光對科學技術(shù)的發(fā)展起到了極大的促進作用，盡管有些應(yīng)用還處于研究階段，其前景廣闊，對這些前沿問題的研究還是很有必要的。教學重點：激光與核聚變、激光冷卻、激光與微粒操縱、激光誘導(dǎo)化學過程和激光光譜學。教學難點：激光在科學研究中的應(yīng)用的過程原理。學法指導(dǎo)：前面幾章介紹了激光在人們生產(chǎn)及生活中應(yīng)用，而本章則是激光在科學領(lǐng)域的應(yīng)用。小結(jié)：作為20世紀最重要的高新技術(shù)發(fā)明之一，激光已經(jīng)對科學技術(shù)的發(fā)展起到了極大地促進作用，幾乎所有的自然科學研究領(lǐng)域都有應(yīng)用激光技術(shù)取得的研究成果。本章主要選擇激光在科學研究，一些比較重要而又比較典型的前沿應(yīng)用予以介紹。（六）課程有關(guān)說明《激光原理及應(yīng)用》是第三學年開設(shè)的課程，學生已經(jīng)先修了《大學物理》課程，有了這個基礎(chǔ)，再學《激光原理及應(yīng)用》是一種較好的安排。本課程以課堂教學為主，課堂教學中，讓學生更多地了解激光原理和它的各種應(yīng)用技術(shù)。激光技術(shù)在短短幾十年內(nèi)就推廣應(yīng)用到現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學、通信、國防和科學技術(shù)