《光电子材料》PPT课件

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1、7.光电子材料7.1固体激光材料7.2半导体发光材料7.3光导纤维材料7.4透明导电薄膜材料7.5其他光电材料随着社会的发展，社会信息量和信息交流的迫切性急剧增加，迅速提高信息的传输，存储和处理速度成为信息社会发展的首要课题。光作为更高频率和速度的信息载体，正在得到日益广泛的应用。随着激光的出现，光通信，光存储和光信息等科学开始迅猛发展；特别是70年代低损耗光纤的研制成功，在通信行业引发了全新的革命，信息交流速度得以成倍的增加；80年代光盘存储材料去的突破性进展，使得光信息存储走进千家万户。8/7/202117.1固体激光材料激光的最初的中文名叫做“镭射”、“莱塞”，是它的英文名称L

2、ASER的音译，是取自英文LightAmplificationbyStimulatedEmissionofRadiation的各单词头一个字母组成的缩写词。意思是"通过受激发射光扩大"。激光的英文全名已经完全表达了制造激光的主要过程。1964年按照我国著名科学家钱学森建议将“光受激发射”改称“激光”。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，被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”和“奇异的激光”。它的亮度为太阳光的100亿倍。它的原理早在1916年已被著名的物理学家爱因斯坦发现。激光是在有理论准备和生产实践迫切需要的背景下应运而生的，它一问世，就获

3、得了异乎寻常的飞快发展，激光的发展不仅使古老的光学科学和光学技术获得了新生，而且导致整个一门新兴产业的出现。8/7/202127.1固体激光材料1960-5-17，TedMaiman发明第一台激光器8/7/202137.1固体激光材料第一台红宝石激光器的拆卸图8/7/202143.1固体激光材料激光工作物质泵浦源聚光腔谐振腔冷却与滤光8/7/202157.1激光的特点及发光原理（1）方向性好，亮度高：由于激光的发射能力强和能量的高度集中，所以亮度很高，它比普通光源高亿万倍，比太阳表面的亮度高几百亿倍。亮度是衡量一个光源质量的重要指标，若将中等强度的激光束经过会聚，可在焦点出产生几千到

4、几万度的高温。激光发射后发散角非常小，激光射出20公里，光斑直径只有20——30厘米，激光射到38万公里的月球上，其光斑直径还不到2公里。（2）单色性好：光的颜色由光的不同波长决定，不同的颜色，是不同波长的光作用于人的视觉的不同而反映出来。激光的波长基本一致，谱线宽度很窄，颜色很纯，单色性很好。由于这个特性，激光在通信技术中应用很广。（3）相干性好：相干性是所有波的共性，但由于各种光波的品质不同，导致它们的相干性也有高低之分。普通光是自发辐射光，不会产生干涉现象。激光不同于普通光源，它是受激辐射光，具有极强的相干性，所以称为相干光。8/7/202167.1激光的特点及发光原理（4）激

5、光传递信息容量大：低简并的普通光束相当于噪声光，不可能传输大容量的信息，只有简并度高的于激光才能实现微波和光通信。（5）高简并度的强激光，其场强远大于分子、原子的库伦场强，跟物质发生相互作用时，会引起倍频、和频、差频等很多新的物理效应。8/7/20217激光的应用工业加工，测量，快速成型，准直，光刻，光盘通讯半导体激光器，放大器航天测距军事雷达，制导，测距，制盲医学手术刀，眼科，皮肤科，结石，血管，光镊科研8/7/20218激光的应用8/7/20219激光的应用8/7/202110激光的应用8/7/202111激光的应用8/7/202112激光的应用8/7/202113激光器的种类固

6、体激光器：（红宝石，Nd:YAG、Ti:Sapphire等），器件小、坚固、使用方便、输出功率大气体激光器：（He-Ne、CO2、Ar+激光器等），结构简单、造价低，操作方便，工作介质均匀、光束质量好，长时间稳定连续工作液体激光器（染料激光器等），特点：输出波长连续可调，覆盖面宽，但工作原理比较复杂。一般激光泵浦半导体激光器（GaAlAs、InGaAs等），特点：体积小、质量轻、寿命长、结构简单而坚固。8/7/202114激光的发射原理E2E1N2N1h1.受激吸收：原子因受满足频率条件的光的激励而跃迁到较高能态的过程一.受激吸收、自发辐射、受激辐射2、自发辐射没有外界作用，原子自

7、发地由高能态跃迁到低能态，并辐射一个光子的过程。E2E1N2N1h各原子自发辐射的光是随机的、独立的、---非相干光。8/7/202115激光的发射原理3.受激辐射若原子受到一个满足频率条件的外来光子的激励，由高能态跃迁到低能态，则辐射出另一同频率的光子来的过程E2E1N2N1全同光子hh受激辐射光与外来光的频率、偏振方向、相位及传播方向均相同------光被放大了。8/7/202116粒子数反转热平衡时，不同能级的原子数服从玻尔兹曼分布受激辐射与吸