激光基础知识精选PPT.ppt

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1、关于激光基础知识第1页，讲稿共148张，创作于星期二第2页，讲稿共148张，创作于星期二一.激光简史与概念 第3页，讲稿共148张，创作于星期二 1917年，爱因斯坦在一篇说明黑体辐射现象的文章中，首次提出了存在受激辐射的发光过程，从理论上预言了产生激光的可能性。第4页，讲稿共148张，创作于星期二任何物体都具有不断吸收、反射、辐射电磁波的本领。任何物体都具有不断吸收、反射、辐射电磁波的本领。黑体：投射到该物体上所有波长的辐射全部吸收的物体称为绝对黑体。既没有反射，也没有透射，但仍然有向外辐射第5页，讲稿共148张，创作于星期二 1958年，肖洛和汤斯两位美国微波领域的科学家发表论文红外与光学

2、激射器，开辟了崭新的激光研究领域。对激光器谐振腔的结构作了卓有成效的研究第6页，讲稿共148张，创作于星期二苏联科学家巴索夫及普罗霍洛夫发表了实现三能级粒子数反转和半导体激光器建议的论文第7页，讲稿共148张，创作于星期二 1960年7月7日，梅曼成功地制造了世界上第一台红宝石激光器。标志了激光技术的诞生 第8页，讲稿共148张，创作于星期二 1961年Zere和 Solon等发表了激光的生理作用和相干光源产生的光凝固，揭开了激光同生物体相互作用的序幕。第9页，讲稿共148张，创作于星期二 激光是20世纪继原子能、半导体、计算机之后的又一重大发明。延伸了人的感官 延伸了人的大脑第10页，讲稿共

3、148张，创作于星期二激光的出现不仅使古老光学获得了新的生命力，而且发展和涌现了大量分支和交叉学科：激光生物学、激光光谱学、激光物理、激光化学、全息光学、量子光学等等。第11页，讲稿共148张，创作于星期二 激光 Laser（Light amplification by stimulated emission of radiation）是受激辐射产生的光，是一个光放大的过程。第12页，讲稿共148张，创作于星期二 Laser 最初译名有：莱塞、雷射、光量子放大器等。1964年12月在全国第三届光受激辐射学术会议上，根据钱学森提议将“Laser”称为“激光”。第13页，讲稿共148张，创作于星期

4、二二.激光的性质第14页，讲稿共148张，创作于星期二1 方向性好 激光基本延直线传播，发散角在毫弧度的数量级(10-510-8的球面度)。第15页，讲稿共148张，创作于星期二光束发散角=2 sr第16页，讲稿共148张，创作于星期二如：探照灯的光束在几公里内要扩散几十米的范围；激光光束在几公里外，其扩散距离为几厘米。可用于定位、测距、导航等。第17页，讲稿共148张，创作于星期二激光的方向性是由受激辐射原理和谐振腔的方向选择作用所决定的。第18页，讲稿共148张，创作于星期二 2 单色性好具有单一频率的光波称为单色光。自然界中绝对的单色光是不存在的，实际上所谓的单色光是由无数波长非常接近的

5、光所组成。第19页，讲稿共148张，创作于星期二 光波的单色性可用这些波长的范围来描述,越小，则单色性越好。荧光光谱荧光光谱第20页，讲稿共148张，创作于星期二第21页，讲稿共148张，创作于星期二 普通光源谱线宽度第22页，讲稿共148张，创作于星期二 可见光每种颜色的谱线宽度为=40-50nm；激光光束的谱线宽度很窄，为（=10-8 nm），即激光的颜色很纯。太阳及普通光源-连续光谱霓虹灯-线状光谱激光-单一颜色谱线第23页，讲稿共148张，创作于星期二3 高亮度 光源亮度：指光源单位发光表面（S）在单位时间内沿单位立体角（）所发射的能量。第24页，讲稿共148张，创作于星期二 普通光源

6、的亮度相当低，例如，太阳表面的亮度比蜡烛大30万倍，比白炽灯大几百倍。第25页，讲稿共148张，创作于星期二4 相干性、偏振性好 相干性是在波动理论基础上描述波各个部分的位相关系。第26页，讲稿共148张，创作于星期二 相干性包括:时间相干性是指光场中同一空间点在不同时刻光场之间的相干性。空间相干性是指光场中不同的空间点在同一时刻光场的相干性。第27页，讲稿共148张，创作于星期二由于激光中每个光子的运动状态（频率、相位、偏振态、传播方向）都相同，激光光束具有很好的时间相干性和空间相干性，因此从激光器发出的光束是相干光束。第28页，讲稿共148张，创作于星期二重要用途：用激光做光源进行光的干涉

7、、衍射实验，可以得到非常好的效果。第29页，讲稿共148张，创作于星期二三.激光产生的基本原理第30页，讲稿共148张，创作于星期二原子由带正电的原子核和带负电的电子组成。按照波尔的理论，电子只能处在一些特定的“高度”，每个“高度”都具有特定的能量，我们称之为“能级”。基本概念第31页，讲稿共148张，创作于星期二 按照原子的量子理论，原子只能稳定地存在于一系列能量不连续的定态中，原子能量的任何变化（吸收或辐射）都只能在某两个定态之间进行。我们把原子的这种能量的变化过程称之为跃迁。基本概念第32页，讲稿共148张，创作于星期二 当电子从一个低能级跃迁到一个高能级时，它就要吸收光子（能）；当电子

8、从一个高能级跃迁到一个低能级时，就要释放多余的能量。我们把能量最低的状态叫做基态基态，其他的状态叫做激发态激发态。基本概念第33页，讲稿共148张，创作于星期二1.光与原子相互作用第34页，讲稿共148张，创作于星期二 光和原子的相互作用可能引起受激吸收、自发辐射和受激辐射三种跃迁过程。第35页，讲稿共148张，创作于星期二（1）受激吸收：处于低能态E1的原子，受到频率为的光照射时，若满足 hv=E2-E1 ，原子就有可能吸收光子向高能态 E2 跃迁，这种过程称为受激吸收（原子吸收）。第36页，讲稿共148张，创作于星期二E1E2hv受激吸收第37页，讲稿共148张，创作于星期二 若不存在任何

9、外来影响，基态E1将保持状态不变；若有一个外来光子，且 hv=E2-E1，则粒子就有可能吸收这一光子，被激发到高能态,即原子吸收。第38页，讲稿共148张，创作于星期二 基态激发态原子自发辐射受激辐射处于高能态的原子是不稳定的，其平均寿命约为10-8s第39页，讲稿共148张，创作于星期二（2）自发辐射：处于高能态的粒子极不稳定，其会自发地向低能态跃迁，并发射出能量为hv=E2-E1 的一个光子，这称为自发辐射。如普通光源的发光。构成光源的各个 粒子是独立发光体，是非相干的、向四面八方 传播的光 第40页，讲稿共148张，创作于星期二激发态的寿命：原子在激发态的平均停留时间（约为10-8s数量

10、级）E1E2自发辐射hv第41页，讲稿共148张，创作于星期二 发光物质中各个粒子自发地、独立地进行辐射 各个光子的相位、偏振态和传播方向之间没有确定的关系。第42页，讲稿共148张，创作于星期二（3）受激辐射：处于高能态的粒子，如果在自发辐射以前受到能量为hv=E2-E1的外来光子的诱发作用，就可能从高能态跃迁到低能态，同时发射一个与外来光子频率、相位、偏振态和传播方向都相同的光子，这一过程称为受激辐射。第43页，讲稿共148张，创作于星期二E1E2受激辐射hvhv hv第44页，讲稿共148张，创作于星期二受激辐射的特点 在受激辐射过程中，输入一个光子，可以得到两个状态完全相同光子的输出。

11、并且这两个光子可再作用于其他粒子，继续引起受激辐射，而获得大量特征完全相同的光子。这便是受激辐射的光放大。频率、发射方向、偏振态和相位第45页，讲稿共148张，创作于星期二hvhvhvhvhv输入输出hvhv光放大示意图第46页，讲稿共148张，创作于星期二正常分布：处于高能态的原子数远远小于处于低能态的原子数，这种分布称为正常分布。正常分布下，受激吸收过程占优势，不可能实现光放大。第47页，讲稿共148张，创作于星期二粒子数反转：要使受激辐射占优势，必须使处在高能态的原子数大于低能态的原子数，这种分布与正常分布相反，称为粒子数反居分布，简称粒子数反转。第48页，讲稿共148张，创作于星期二实

12、现粒子数反转的条件（1）要实现粒子数反居分布，一定要有实现粒子数反居分布的物质，称为激活介质，这种介质必须具有适当的能级结构。第49页，讲稿共148张，创作于星期二 处于激发态的原子是不稳定的，平均寿命约为10-8秒。有些物质存在着比一般激发态稳定得多的能级，其寿命可达到10-31秒的数量级。这种受激态称为亚稳态。具有亚稳态的物质就有可能实现粒子数反转，从而实现光放大。第50页，讲稿共148张，创作于星期二（2）必须从外界输入能量，使激活介质有尽可能多的原子吸收能量后跃迁到高能态。这一能量供应过程称为“激励”，又称为“抽运”或“泵浦”。激励的方法一般有光激励、气体放电激励、化学激励、核能激励等

13、。第51页，讲稿共148张，创作于星期二2.产生激光的条件 A.有实现粒子数反转的激活介质；B.满足阈值条件的谐振腔。第52页，讲稿共148张，创作于星期二 光学谐振腔 工作物质激活后，为得到激光提供了必要的条件，但是还不可能得到方向性和单色性很好的激光。还必须采用光学谐振腔。第53页，讲稿共148张，创作于星期二光学谐振腔作用：1.提高激光的方向性；2.具有选频作用，提高激光的单色性。第54页，讲稿共148张，创作于星期二 在激活介质的两端安置两块反射镜面，一个是全反射镜，一个是部分反射镜，这对反射镜面及其间的空间称为光学谐振腔。光学谐振腔工作物质全反射镜半反射镜第55页，讲稿共148张，创

14、作于星期二四.激光能量的控制 1）调节激光器输出功率大小 2）调节声光控制器AOTF（Acousto-optical tunable filter）第56页，讲稿共148张，创作于星期二五.激光器 第57页，讲稿共148张，创作于星期二常用激光器由三部分组成：工作物质 激励源 光学谐振腔激励源激光工作物质谐振腔 M1 M2气体、液体、固体或半导体第58页，讲稿共148张，创作于星期二2.激光器的分类及典型激光器 第59页，讲稿共148张，创作于星期二 按工作介质可分为：气体激光器、液体激光器、固体激光器；按工作特性分：自由电子激光器、半导体激光器、X射线激光器等。第60页，讲稿共148张，创作

15、于星期二2.1气体激光器 氦-氖激光器 二氧化碳激光器 准分子激光器 氩离子激光器第61页，讲稿共148张，创作于星期二He-Ne激光器 1961年，由贾文与贝内特等人研制成功。激光由Ne原子发出，可以输出近红外、红光、黄光、绿光，最常用的是输出 633nm 的红光。该激光器结构简单、频率稳定，单色性、方向性和相干性都很好，且价格低廉，寿命可达1万小时，因此是目前使用最广泛的激光器之一。第62页，讲稿共148张，创作于星期二CO2激光器 激光由CO2 分子发出，波长10.6m。因为10.6m 红外光易为许多物质吸收，且功率高，能量转换效率也高，所以该激光器在工业加工、通信、医疗、农作物育种等方

16、面应用越来越广泛，并已形成产品系列。第63页，讲稿共148张，创作于星期二氮分子激光器 氮分子激光器是1967年面世的强紫外激光器，是超辐射激光。第64页，讲稿共148张，创作于星期二准分子激光器 主要分为 稀有气体 和 稀有气体卤化物准分子激光器两类，是一种高效的短波激光器。氩（Ar2)、氪（Kr2）、氙（Xe2)稀有气体和卤化物的混合气体第65页，讲稿共148张，创作于星期二准分子激光手术：以193nm波长的紫外光与角膜组织接触时发生光化学反应，每个激光脉冲可精确切削0.25m，将角膜前表面进行精确修饰，改变了角膜的曲率，从而矫正近视。裸眼视力能达到治疗前配戴眼镜的矫正视力，并且手术效果可

17、以维持终生。第66页，讲稿共148张，创作于星期二世界上第一个运用准分子激光技术为近视眼患者做治疗的是德国医生塞勒教授。邓亚萍在北京大学眼科中心做了“准分子激光原位角膜磨镶术”的手术。第67页，讲稿共148张，创作于星期二2.2 液体激光器包括：有机液体、无机液体及染料激光器。第68页，讲稿共148张，创作于星期二2.3 固体激光器第69页，讲稿共148张，创作于星期二红宝石激光器 1960年美国梅曼制造的第一台红宝石激光器即为固体激光器，它在最初的10年里得到了广泛的应用，但逐渐为其他激光器所代替。但在某些特殊领域，如全息摄影中该激光器仍有较高的应用价值。第70页，讲稿共148张，创作于星期

18、二梅曼和第一只激光器-红宝石激光器第71页，讲稿共148张，创作于星期二红宝石激光器红宝石和蓝宝石的主要成分都是Al2O3（刚玉）。红宝石呈现红色是由于其中混有少量含铬化合物；而蓝宝石呈蓝色则是由于其中混有少量含钛化合物。蓝宝石第72页，讲稿共148张，创作于星期二钕玻璃激光器 1961 年，美国E.Snitzer 研制成功了钕玻璃激光器。其工作物质是玻璃内掺入钕（Nd），输出波长为1.06m红外光，是输出能量和输出脉冲功率最大的激光器。第73页，讲稿共148张，创作于星期二钇铝石榴石激光器 掺钇和铝的钇铝石榴石，再掺入钕就制成钇铝石榴石激光器。激光仍由钕离子发出，故波长仍为1.06m。该种激

19、光器是一种应用广泛的激光器，需要冷却系统。第74页，讲稿共148张，创作于星期二半导体激光器 半导体激光器又称激光二极管，诞生于1962年，最近取得了长足的进步。第75页，讲稿共148张，创作于星期二 整个器件只有50 m x 150 m x 250 m，比普通的米粒还小。用于光通信、光盘、激光打印、光计算机等方面。第76页，讲稿共148张，创作于星期二 激光一出现,人们就考虑将它应用于计算机上。光的显著特点：光子的传播速度比其他任何物质都快，与光子比起来，电子的运动慢得就像蜗牛爬。第77页，讲稿共148张，创作于星期二光束相互之间可以直接穿过，在同一条狭窄的通道中传输，其信息存储能力提高到电

20、子计算机的 1010 倍。第78页，讲稿共148张，创作于星期二所以,用光子代替电子进行传递、存储、交换信息将具有非常卓越的高速度和海量的信息存储能力。第79页，讲稿共148张，创作于星期二存在的关键问题：1.研制出高功率、低功耗的光子控制器件。光子计算机的基本器件的开发仍不完善,转化效率等指标远未达到工业标准。第80页，讲稿共148张，创作于星期二2.光子计算机的数据吞吐速度极高,数据的并行存储和读取技术也是十分重要的课题。光子计算机将成为新一代比电子计算机更能满足人类需要的计算机。第81页，讲稿共148张，创作于星期二六.激光的应用第82页，讲稿共148张，创作于星期二1.激光在信息领域中

21、的应用1.1 激光在通信领域中的应用 象电磁波（收音机、电视等）一样作为传递信息的载波。激光通信又叫光纤通信，它是利用玻璃纤维来传播光信号的，由激光“携带”的信息包括语言、文字、图像、符号等。这种将信息加载于激光的过程称之为调制。第83页，讲稿共148张，创作于星期二优点：频带宽、通信容量大、传输速度快。一根光纤可同时传输1010路电话和107套电视节目；整套大英百科全书的内容可在不到一秒钟的时间传送完毕。第84页，讲稿共148张，创作于星期二1.2 在信息存储中的应用既可以把信息存储在介质的表面，也可以把信息存储于介质内。在一张直径2.25英寸的光盘上可以存储109bit的数据。第85页，讲

22、稿共148张，创作于星期二CD是英文Compact Disc的缩写，最长放音时间可达74分钟，是普通唱片的两倍。CD光盘采用激光刻蚀技术，将声音信号用“信号坑”的形式记录在塑胶片上。保护层保护层120 mm记录区记录区信号记录信号记录“坑坑”塑胶基底塑胶基底15 mm第86页，讲稿共148张，创作于星期二 CD盘片直径为120mm，中心定位孔为15mm，厚度为1.2mm。CD最上层是保护层，该层印有商标等；第二层是铝反射层，当驱动器读光盘时用来反射激光光束；第三层是用聚碳酸脂压制的透明衬底，同时压制出的预刻槽用来对光道径向定位，信息通常存储在光道上。第87页，讲稿共148张，创作于星期二驱动器

23、采用一系列透镜和反射镜，将微细的激光束引导至一个旋转光盘上的微小区域。读写头是用半导体激光器和光路系统组成的光学头,驱动器通过连线与计算机相连，完成对CD-ROM盘片上的数据读取光盘盘片是多媒体信息的载体,盘片采用磁光材料 第88页，讲稿共148张，创作于星期二 CD-ROM光盘利用激光在其表面的光道上蚀刻蚀刻出的凹坑（pit）来记录信息。激光束照射时产生的热量将有机染料烧熔，在光道上形成光痕。第89页，讲稿共148张，创作于星期二蚀刻（烧蚀）：将功率较强的激光束汇聚成1m的光，照射到介质表面，并用输入数据来调制光的强弱。激光束使介质表面的微小区域温度升高，产生微小的凹坑，改变了表面的反射性质

24、，该过程即为蚀刻或烧蚀。第90页，讲稿共148张，创作于星期二光道的分布呈螺旋线形式。在读取读取光盘时，激光头把激光束照射在光道上，并对光道进行扫描。然后利用激光头接收到的反射光的不同通过CD-ROM光电检测器检测出来，可读出“0”和“1”信号，再现原来烧蚀在光道上的信息。如图可见，凹坑反射回的光很弱，平面反射回的光很强。第91页，讲稿共148张，创作于星期二 常用的光存储器件可分为三类：(1)只读型 光盘的内容是在制作光盘时写入的，用户不能 往盘上写信息。(2)一次写光盘系统 用户可一次写入内容，以后成为只读光盘。(3)可重写型具有可擦写性。第92页，讲稿共148张，创作于星期二CD光盘的保

25、养方法：(1)避免将光盘存放在强光照射、过热、过冷或潮湿的地方。(2)光盘必须放在专用的容器内保存，不能堆放或叠放在一起。第93页，讲稿共148张，创作于星期二 (3)放入光盘时，要用手指托住光盘的里、外边缘，并且使标记面朝上，然后放入到光盘驱动器的托盘中。(4)若光盘变脏，可用一块微湿的柔软棉布从中心向边缘轻轻擦拭，不能沿圆形轨边擦拭。第94页，讲稿共148张，创作于星期二 DVD (Digital Video disc)意为数字影视光盘。采用MPEG2图象压缩技术，激光波长为635nm，碟片尺寸12cm；记录方式有单面单层、单面双层、双面单层、双面双层；清晰度：500线以上；实现5.1声道

26、或7.1声道输出。第95页，讲稿共148张，创作于星期二1.3在信息输出设备中的应用激光大屏幕彩色显示激光束扫描显示技术激光打印和彩色复印设备激光在印刷领域的应用第96页，讲稿共148张，创作于星期二激光打印机的基本原理将数据或图象信号转换为数字信号，以此数字信号调制激光束，再用这个激光束在感光鼓上扫描，感光鼓受到光照后吸附墨粉并转印到纸上。通过控制激光束的有无，使感光鼓吸或不吸墨粉，这样感光鼓在纸上滚动就转印出文字或图象。第97页，讲稿共148张，创作于星期二2.激光在材料加工领域中的应用第98页，讲稿共148张，创作于星期二 激光切割激光切割：汽车行业、计算机、电气机壳、木刀模业、各种金属

27、零件和特殊材料的切割、圆形锯片、压克力、弹簧垫片、一些金属网板、钢管、航天工业使用的钛合金等等。使用激光器有YAG激光器和CO2激光器。激光切割第99页，讲稿共148张，创作于星期二激光焊接激光焊接：汽车车身厚薄板、汽车零件、锂电池、心脏起搏器、密封继电器等密封器件以及各种不允许焊接污染和变形的器件。目前使用的激光器有YAG(钇铝石榴石)激光器，CO2 激光器和半导体泵浦激光器。第100页，讲稿共148张，创作于星期二 激光能量在时间和空间上高度集中，能在极小区域产生几百万度的高温。激光打孔第101页，讲稿共148张，创作于星期二激光微加工-是指用激光对微电子、光电子、微机械、微电机及相关零部

28、件进行的微区切割、焊接、打孔、打标、刻蚀、清洗、毛化等加工过程。第102页，讲稿共148张，创作于星期二3.激光在生物医学中的应用第103页，讲稿共148张，创作于星期二1.激光刀激光刀 是用光学系统聚焦的激光束作用于生物体组织，在短时间内使之烧灼和气化。第104页，讲稿共148张，创作于星期二激光手术具有不出血或出血少、感染机会少、手术时间短、精确度高等优点。肝脏血管丰富、手术时出血多，如用Nd:YAG 激光对肝脏肿瘤汽化、切割和凝固治疗，配合现代外科手术，可取得更为理想的止血效果。第105页，讲稿共148张，创作于星期二2.低强度激光的理疗照射 低强度激光具有消炎、止痛、扩张血管、改善血液

29、循环的作用，能够促进组织的生长和修复，尤其是伤口愈合、神经损伤的再生修复、骨折愈合也有显著疗效。第106页，讲稿共148张，创作于星期二3.激光治疗恶性肿瘤（激光直接对肿瘤照射、激光光动力疗法、对恶性肿瘤的切割）第107页，讲稿共148张，创作于星期二第108页，讲稿共148张，创作于星期二光动力学疗法（PDT）又称光敏疗法（利用光敏剂对肿瘤组织特殊的亲和力，经激光或普通光源照射肿瘤组织后产生生物化学反应，即光敏效应，杀灭肿瘤细胞）第109页，讲稿共148张，创作于星期二 PDT的临床试验，最早始于1972年Roswell Park Memorial 纪念研究所，19731979年报道治疗皮肤

30、转移癌和原发癌的治疗效果。1980年以来有许多光敏疗法治疗多种肿瘤研究的报道。第110页，讲稿共148张，创作于星期二 在光敏剂中以photofrin的研究最多，目前在继续研制新型光敏剂，食管癌的光动力治疗临床使用安全。第111页，讲稿共148张，创作于星期二4.激光美容穿耳洞、穿鼻孔眼、穿肚脐眼、光子嫩肤、光子脱毛、光子治疗青春豆、光子治疗各种色斑等。第112页，讲稿共148张，创作于星期二激光应用于洗眉 画眉、修眉的历史在我国已是源远流长，早在后汉书.五行志中已有记载，到了唐代更是盛行。近代中外的女性普遍重视眉型的修饰。而纹眉术作为一种美容、长效的修眉技术更是受到爱美女性的青睐和欢迎。第1

31、13页，讲稿共148张，创作于星期二 纹眉术，是以纹身术的手法先行描绘出理想的眉毛形态，再用特殊的器械将各种颜色的染料植染于皮肤内，形成长期不褪色。人们被施行纹眉术后，由于各种主、客观因素影响或随时间的推移、自身年龄的增长、社会审美观念的变迁所造成的纹眉效果的不理想时常发生。第114页，讲稿共148张，创作于星期二 最常见的有：眉色的不理想，两侧纹眉形状位置的不对称，眉型与脸型、眼型、年龄、发色等不协调，过黑、过粗、过细等。第115页，讲稿共148张，创作于星期二 去除不理想的纹眉（洗眉）的方法：用药物进行化学性剥脱，物理性的磨削，冷冻处理及掩盖性纹眉等等。整形美容专家研究和临床实践证明：激光

32、在去除不理想的纹眉方面有其显著的效果和独到的功效。第116页，讲稿共148张，创作于星期二机理：纹眉所用的染料，其色素颗粒由于具有特殊的颜色而将吸收特定波长的激光，在激光强大的能量作用下于极短时间内将发生色素颗粒的崩解被破坏进而被皮肤自身的代谢系统所清除。不会导致周围正常皮肤组织的损害第117页，讲稿共148张，创作于星期二4.激光在检测测量领域中的应用*激光测量长度*激光雷达与测量*激光测量角度*转速的测量-激光陀螺仪第118页，讲稿共148张，创作于星期二5.激光在国防、军事、安全领域中的应用第119页，讲稿共148张，创作于星期二 机载激光武器(ABL)是在改造的波音747飞机上安装激光

33、武器，用于从高空攻击敌方的战区弹道导弹。第120页，讲稿共148张，创作于星期二5.1常规武器中的激光系统 激光测距仪 激光目标指示器 激光致盲和致眩武器 激光战术与战略武器 近程激光防空武器 夜视光源第121页，讲稿共148张，创作于星期二 激光测距的原理与声波测距的道理差不多，因为光速c 已知，只要测量从激光发射至接收到从物体反射回来的激光的时间间隔即可。第122页，讲稿共148张，创作于星期二 激光测距仪 VS 超声波测距仪 激光良好的准直性及非常小的发散角使仪器可进行点对点的测量，适应非常狭小 和复杂的测量环境。基本不受天气及环境影响 精度可达到毫米。测量距离大。声波的物理性能决定了

34、超声波测距仪的不确定性很 高。例如：发散角大，无法 在狭小和复杂的地方测量。温度、风力变化、雨雪天气 都会对测距精度产生很大影 响甚至不能测量。精度不足。测量距离小（0-20米）第123页，讲稿共148张，创作于星期二激光武器可分为以下五类:定向能武器:直接用激光器输出的极高能量密度的光束摧毁卫星击落导弹。它高速、准确、无环境污染，是一种理想的武器。激光模拟核爆:减少或免除核爆实验第124页，讲稿共148张，创作于星期二激光制导武器:有激光驾束制导和激光半主动制导等激光技术常规武器:用激光瞄准、激光点火的常规武器激光致盲武器:破坏人的视力，功率密度相对较小，比较隐蔽。第125页，讲稿共148张

35、，创作于星期二激光武器在立体布防上分三个层次，通常称天基空基和地基:空基或航天激光武器(Space-based Laser):主要用于战略目标。航天激光要求激光功率密度更高，射程更远，对控制精度、稳定性和可靠性都有更高要求，而体积和重量却受到严格的限制。目前这种激光武器处于单元技术和原器件研究阶段。第126页，讲稿共148张，创作于星期二 机载激光武器(Airborne Laser);这种激光武器容易得到地面的有效支持，有较大的灵活性，可对抗巡航导弹和攻击地面目标，是美国优先发展的项目。第127页，讲稿共148张，创作于星期二地基激光武器(舰载武器和车载武器):可以有很大的灵活性用于战术目标或

36、战略目标。第128页，讲稿共148张，创作于星期二5.2激光是国家安全部门的有利武器5.2.1 激光指纹观察技术5.2.2 毒品分析5.2.3 爆炸物分析5.2.4 血液或精液分析5.2.5 微量化学痕迹和真假文件分析第129页，讲稿共148张，创作于星期二第130页，讲稿共148张，创作于星期二6.激光在文化体育中的应用长距离接力赛跑比赛中的计时新技术高尔夫球场上激光测距仪第131页，讲稿共148张，创作于星期二激光焰火晚会；激光舞台；激光光盘（CD、VCD、DVD）；激光电视、电影；第132页，讲稿共148张，创作于星期二7.激光全息技术：全息术即全息照相术，是记录波动（机械波、电磁波和光

37、波）干扰的振幅和相位分布，以及使之再现的专门技术。“全息”意思是全部的信息，即不仅是振幅信息，还包含位相信息在内.第133页，讲稿共148张，创作于星期二 1948年物理学家丹尼斯盖伯提出了全息术的最初设想。随后，他采用汞灯作光源，首次拍摄了第一张全息图，并获得了相应的再现像，从而创立了全息术（1971年获得诺贝尔物理学奖）。缺点：全息图的成像质量很差。原因：缺乏明亮的相干光源。第134页，讲稿共148张，创作于星期二 1962年随着激光器的问世，利思和乌帕特尼克斯（Leith and Upatnieks）发明了离轴全息术，有效地克服了当时全息图成像质量差的主要问题孪生像，三维物体显示成为当时

38、全息术研究的热点。制作和观察这种全息图很昂贵.第135页，讲稿共148张，创作于星期二 1969年本顿（Benton）发明了彩虹全息术，除了能在普通白炽灯下观察到明亮的立体像外，还具有全息图处理工艺简单、易于复制等优点。该技术与全息图模压复制技术结合起来形成了目前风靡世界的全息产业：全息信用卡、全息商标、全息钞票、全息装饰材料、全息服装等防伪新应用。第136页，讲稿共148张，创作于星期二拍摄全息照片的基本光路过程：激光光源一部分直接照射到底片上-参考光；另一部分经物体表面散射的光也照射到照相底片-物光。参考光和物光在底片上各处相遇时将发生干涉，底片记录的即是各干涉条纹叠加后的图像。第137页

39、，讲稿共148张，创作于星期二8.激光在其它领域中的应用激光食品消毒激光改善地震预报用激光识别信用卡的真伪激光检测大气环境等第138页，讲稿共148张，创作于星期二第139页，讲稿共148张，创作于星期二条形码阅读器-将图形化的条形码变成字母数字表示的条码序例：如 Symbol公司的手持式激光条码扫描仪第140页，讲稿共148张，创作于星期二商业条码扫描器常用的主要有：CCD扫描器，激光手持式扫描器和全角度激光扫描器三种。第141页，讲稿共148张，创作于星期二 激光手持式扫描器是利用激光二极管作为光源的单线式扫描器，它主要有转镜式和颤镜式两种。转镜式的代表品牌是SP400，它是采用高速马达带

40、动一个棱镜组旋转，使二极管发出的单点激光变成一线。颤镜式的制作成本低于转镜式，但这种原理的激光枪不易提高扫描速度，一般为33次秒。个别型号，如POTICON可以达到100次秒，其代表品牌为Symbol，PSC和POTICON。第142页，讲稿共148张，创作于星期二 商业企业在选择激光扫描器时，最重要的是注意扫描速度和分辨率，而景深并不是关键因素。因为当景深加大时，分辨率会大大降低。优秀的手持激光扫描器应当是高扫描速度，固定景深范围内很高的分辨率。第143页，讲稿共148张，创作于星期二 全角度扫描器是通过光学系统使激光二极管发出的激光折射或多条扫描线的条码扫描器，主要目的是减轻收款人员录入条

41、码数据时对准条码的劳动，选择时应着重注意其扫描线花斑分布：1.在一个方向上有多条平行线；2.在某一点上有多条扫描线通过；3.在一定的空间范围内各点的解读机率趋于一致。第144页，讲稿共148张，创作于星期二八.我国激光的发展史1970年1980年：1970年低损耗光纤与室温下连续工作的半导体激光器的研制成功；70年代末，武汉邮电科学院赵梓森院士等研制出我国第一根光纤；第145页，讲稿共148张，创作于星期二19802000年 光纤通信逐步取代常规通信，成为通信网的主要手段；1982年，武汉邮电科学研究院在武汉建成我国第一条商用光纤通信系统；1994年密集光波分复用DWDM技术突破，充分发挥光纤巨大容量的优势。纳米技术走向成熟，新型光电子材料和量子阱器件从而诞生；第146页，讲稿共148张，创作于星期二21世纪:光量子计算机可望实现；信息技术达到“3T”水平（即传输速率、信息交换容量、信息存储容量都将达到Tb/s量级），光子时代的到来。第147页，讲稿共148张，创作于星期二感谢大家观看第148页，讲稿共148张，创作于星期二