第一章激光的基本原理講課教案

第一章激光的基本原理激光發(fā)展簡(jiǎn)史激光的物理基礎(chǔ)激光特性典型激光器簡(jiǎn)介LASER英文名稱的含義是什么？LASER與MASER有何區(qū)別？為什么MASER的實(shí)現(xiàn)竟然導(dǎo)致了一個(gè)新學(xué)科的誕生？激光是誰、于何時(shí)發(fā)明的？什么激光器？激光器的發(fā)明克服了哪些困難？為什么梅曼沒能獲得諾貝爾獎(jiǎng)？了解與激光有關(guān)的諾貝爾獎(jiǎng)獲得者

課后自己閱讀緒論部分，圍繞以下幾個(gè)問題思考：激光發(fā)展簡(jiǎn)史1917年Einstein的理論預(yù)言：光子和原子相互作用包含三種過程:自發(fā)輻射、受激吸收和受激輻射（按此模型推導(dǎo)出和實(shí)驗(yàn)完全符合的黑體輻射Planck公式），提出在物質(zhì)與輻射場(chǎng)的相互作用中，構(gòu)成物質(zhì)的原子或分子可以在光子的激勵(lì)下產(chǎn)生光子的受激發(fā)射或吸收，預(yù)示了有可能利用受激發(fā)射實(shí)現(xiàn)光放大（LightAmplificationbyStimulatedEmissionofRadiation—LASER

）理論工作指出：受激輻射光波與激勵(lì)光波同相位、同方向、同頻率、同偏振1954年湯斯(Townes)、巴索夫(Basov)、普洛霍洛夫(Prokhorov)利用原子、分子的受激輻射來放大電磁波的新概念，實(shí)現(xiàn)氨分子微波量子振蕩器(Maser)--量子電子學(xué)1958年湯斯、肖洛(Schawlow)—尺度遠(yuǎn)大于波長的開放式光諧振腔（Fabry-Perot）布隆伯根（Bloembergen）利用光泵浦三能級(jí)原子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布1960年梅曼（Maiman）世界上第一臺(tái)紅寶石激光器它的歷史是一部典型的交叉學(xué)科的發(fā)展史：發(fā)明了近百種不同類型的激光器件，其發(fā)明者都有完全不同的專業(yè)背景各種學(xué)科和技術(shù)應(yīng)用激光并形成了許多重要的交叉學(xué)科：如光電子學(xué)、激光光譜學(xué)、激光化學(xué)、非線性光學(xué)、激光全息術(shù)、激光生物醫(yī)學(xué)、激光計(jì)量、超快光電子學(xué)、激光加工處理......形成了一系列重要技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，光子產(chǎn)業(yè)方興未艾May15,1960:Maiman’sRubylaserWorkingintheHughesResearchLabs木梳激光雕刻紐扣激光打標(biāo)貝殼激光雕刻加工木盒激光雕刻加工特種作戰(zhàn)激光槍裝有激光瞄具的MP5K沖鋒槍相干性的光子描述光子的基本性質(zhì)光波模式和光子狀態(tài)、相格光子的相干性光子簡(jiǎn)并度本章內(nèi)容提要光的受激輻射基本概念黑體輻射的普朗克公式受激輻射和自發(fā)輻射概念A(yù)21、B21、B12的相互關(guān)系受激輻射的相干性光的受激輻射放大實(shí)現(xiàn)光放大的條件－集居數(shù)反轉(zhuǎn)光放大物質(zhì)的增益系數(shù)光的自激振蕩將具有光放大作用的激活物質(zhì)置于光諧振腔中，可構(gòu)成激光器。當(dāng)激活物質(zhì)的單程增益大于諧振腔的單程損耗時(shí)形成光的自激振蕩。起振條件？

光諧振腔的作用？提供軸向光波模的反饋及保證激光器的單模（或少數(shù)軸向模）振蕩。激光的特性

一般通稱激光的四性為：

單色性、相干性、方向性和高亮度。

本質(zhì)上歸結(jié)為：

激光具有很高的光子簡(jiǎn)并度。

激光可以在很大的相干體積內(nèi)有很高的相干光強(qiáng)，這一特性正是由于受激輻射的本性和激光腔的選模作用才得以實(shí)現(xiàn)的。end本章作業(yè)：基本題：書中2