激光器及其应用介绍

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1、激光原理简介激光的发展历史激光器的基本原理激光器的应用及前景LASER(LightAmplificationbyStimulatedEmissionofRadiation)——辐射的受激发射的光放大激光是20世纪的四项重大的发明之一6/22/20212激光的发展历史从历史来看，任何科学发明或科学发现，都不外是两条道路：一是自然界业已存在，当人们自觉或不自觉地发现以后再产生理论，并加以证明和利用，如万有引力、氧气、电磁等，这种情况称为“科学发现”；二是自然界（至少地球上的自然界）并不存在的事物，但人们先从理论上推导、预测，然后再通过努力加以证明和实现，如相对论、核衰变、

2、核聚变等，这种情况称为“科学发明”。而后者则更有科学理论性和挑战性，激光的诞生过程就是属于后者。激光是20世纪以来，继原子能、计算机、半导体之后，人类的又一重大发明。6/22/20213激光发明的理论基础可以追溯到1917年，著名的物理学家爱因斯坦在研究光辐射与原子相互作用的时候发现，除了受激吸收和自发辐射跃迁过程外，还存在受激辐射跃迁过程。20世纪50年代初，电子学和微波技术的应用提出了将无线电技术从微波推向光波的要求。从微波振荡器到光波振荡器微波振荡器的实现原理：一个尺度和波长可比拟的封闭的谐振腔；利用自由电子与电磁场的相互作用实现电磁波的放大和振荡。1952年，

3、美国马里兰大学的韦伯开始应用以上理论去放大电磁波。6/22/202141954年，美国的汤斯(CharlesH.Towns)、苏联的巴索夫(NikolaiG.Basov)和普洛霍洛夫(AleksanderM.Prokhorov)第一次实现了氨分子微波量子振荡器(Maser),抛弃了利用自由电子与电磁场的相互作用实现电磁波的放大和振荡，利用原子或分子中的束缚电子与电磁场的相互作用来放大电磁波。1958年，汤斯和肖洛(ArthurL.Schawlow)抛弃了一个尺度和波长可比拟的封闭的谐振腔，提出了利用尺度远大于波长的开放式光谐振腔，实现了激光器的新思想。布隆伯根(Nic

4、olaasBloembergen)提出了利用光泵浦三能级原子系统实现原子数反转分布的新构想。汤斯和肖洛在PhysisRevies上发表论文，指出了实现受激辐射为主的可能性，并给出了实现这个愿望需要满足的条件。6/22/20215C.H.TownesA.M.ProkhorovN.G.Basov汤斯1954年在量子电子学研究中实现了氨分子的粒子数反转，研制了微波激射器和激光器；普罗霍洛夫和巴索夫1958年几乎同时在量子电子学的基础研究中，根据微波激射器和激光器原理研制了振荡器和放大器。以上工作导致了激光器的发明。TheNobelPrizeinPhysics19646/22

5、/202161960年7月，世界第一台红宝石固态激光器问世，标志了激光技术的诞生。美国加利福尼亚州休斯航空公司实验室的研究员梅曼演示的。波长为694.3nm的激光6/22/20217至此，一门新的科学技术——量子电子学中的激光技术以科学史上罕见的高速度向前发展！6/22/202181961年⑴2月（A.Javan）研制成了He—Ne混合气体激光器。⑵有人提出了Q调制技术，并制成第一台调Q激光器。为什么要调Q？⑶制成了钕玻璃脉冲激光器。1962年，美国三个研究小组几乎同时分别发布砷化镓（GaAs）半导体激光器运转的报道。仅1961—1962年间世界各国发表的激光方面的论

6、文达200篇以上。6/22/202191963年建立了激光的半经典理论。对激光的频率特性和功率特性进行了比较完善的探讨。1964年研制成了氩离子（Ar+）离子气体激光器二氧化碳气体激光器化学激光器（HF氟化氢）掺钕的钇铝石榴石固体激光器1965年实现了铌酸锂光学参量振荡器，借助半经典理论预言了锁模效应的存在。6/22/2021101966年研制成了固体锁模激光器获得了超短脉冲。为什么要锁模？1970年研制成了准分子激光器。1977年研制成了红外波段的自由电子激光器（FEL）1984年研制出光孤子激光器（SL）因对激光及其应用的创造性贡献而先后获诺贝尔物理学奖的科学家共

7、有10位.1967年研制成了Ｘ射线激光器。6/22/202111拉姆齐（Ramsey，NormanF，1915~）美国物理学家。因发展了原子精确光谱学和发明了分离振荡场方法以及将其用于氢微波激射器和原子钟而获得1989年诺贝尔物理学奖金。6/22/202112朱棣文（1948~），美籍华裔物理学家。1997年，朱棣文因发明用激光冷却和俘获原子的方法获得诺贝尔物理学奖。科昂-塔努吉（CloderCohenTanuky，1933~）法国物理学家，1997年诺贝尔物理奖得主。他利用“磁阱”技术，成功地将原子温度降低到了与绝对零度只相差百万分之一度的程度。菲