最新激光原理与应用【共享精品-】教学讲义PPT.ppt

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1、激光原理与应用【共享精品-】定性概念部分要求：回答有关概念问题2激光原理的物理基础1、激光的三个基本特点;2、基态，激发态和简并度;3、波尔兹曼分布;4、辐射跃迁和非辐射跃迁;5、单色辐射能量密度和普郎克黑体辐射能量密度;6、光和物质相互作用的三个基本过程;7、自发辐射、受激辐射和受激吸收，三个爱因斯坦系数及其相互关系;8、受激辐射的特点，自发辐射和受激辐射强度的比较;9、光谱线型函数定义及其对光与物质的作用的影响;10、常见的三种线型函数分别是由于何种原因造成的;11、均匀增宽和非均匀增宽，常见的三种线型函数分

2、别是何种增宽。3激光的基本技术1、激光器的选单纵模的原因及有关方法;2、激光器的稳频及有关方法;3、兰姆凹陷稳频的原理;4、激光调Q技术;5、激光锁模技术7激光在精密测量中的应用1、激光干涉测长;2、激光脉冲和相位测距原理;3、激光多普勒测速原理;8定量计算部分要求：掌握计算方法9激光器输出光频率的计算P93-951、方形镜共焦腔内谐振频率纵模频率间隔横模频率间隔2、圆形镜共焦腔内谐振频率纵模频率间隔横模频率间隔10高斯光束参数波阵面曲率半径光束半径镜面光斑半径远场发散角束腰半径（腰粗）类似的计算也适用于高阶横模

3、，当m=n时可以近似地用来描述TEMmn光束的有效截面的粗细。11高斯光束通过薄透镜时的变换透镜的变换应用到高斯光束上，如下图所示，有以下关系前式是薄透镜假设：透镜足够薄至使入射高度和出射高度不变图（3.5.2）高斯光束通过薄透镜的变换12高斯光束通过薄透镜时的计算入射光束在镜面处的波阵面半径和有效截面半径分别用上页的公式计算出出射光束的波阵面半径和有效截面半径利用出射光束在镜面处的波阵面半径和有效截面半径计算出其束腰半径和束腰位置13高斯光束的聚焦与准直1、高斯光束入射到短焦距透镜时的聚焦情形2、当入射高斯光束

4、的腰处于透镜的焦点时，出射光束正好聚焦在透镜另一侧的焦点上，即入射光的腰粗越小，聚焦点的光斑尺寸越大。这和前面一种情况不同。在时是不能用几何光学的规律来处理高斯光束的，出射光束束腰半径为3、倒置望远镜对高斯光束进行准直（M是倒置望远镜对普通光线的角放大率）14激光应用的有关计算1、激光干涉测长的系统框图和光学系统图激光干涉测长的测量方程2、两种激光测速的光学系统图激光测速的测量方程3、激光准直仪的结构框图激光准直仪发射光学系统对高斯光束的发散角压缩比15激光应用的有关计算（续）4、激光脉冲测距仪的简化结构图激光脉

5、冲测距的测量方程5、位相测距的原理(包括测尺频率的选择与确定)位相测距的测量方程169NhVp%w0E8MgUo$w0E8MgUo!v+D7LfTn!v+D7LfSm#u-C6KeSm#u-C6KdRlZt)B5JdRlZt)B4IcQkYs(A4IcQkYs(z3HbPjXr*z3HbPj(A4IcQjXr*z3HbPjXr*z3HaOiWq&y2GaOiWq&y2F9NhVp%x1F9NhVp%x0E8MgUo$w0E8MgUo!v+D7LfTn!v+D7LfTm#u-C6KeSm#u-C6KdRlZt)B5

6、JdRlZt)B5IcQkYs(A4IcQkYs(z3HbPjXr*z3HbPjXr&y2GaOiWq&y2GaOiWp%x1F9NhVp%x1F9NgUo$w0E8MgUo$w0E8LfTn!v+D7LfTn!v+C6KeSm#u-C6KeSm#u)B5JdRlZt)B5JdRlYs(A4IcQkYs(A4IcQjXr*z3HbPjXr*z3HbOiWq&y2GaOiWq&y2F9NhVp%x1F9NhVp%x0E8MgUo$w0E8MgUo!v+D7LfTn!v+D7LfTm#u-C6KeSm#u-C6KdR

7、lZt)B5JdRlZt)B5IcQkYs(A4IcQkYs(A3HbPjXr*z3HbPjXr&y2GaOiWq&y2GaOiWp%x1F9NhVp%x1F9NgUo$w0E8MgUo$w0E8LfTn!v+D7LfTn!v+C6KeSm#u-C6KeSm#u)B5JdRlZt)B5JdRlZs(A4IcQkYs(A4IcQjXr*z3HbPjXr*z3HbOiWq&y2GaOiWq&y2F9NhVp%x1F9NhVp%x0E8MgUo$w0E8MgUo!v+D7LfTn!v+D7LfTm#u-C6KeSm#u

8、-C6KeRlZt)B5JdRlZt)B5IcQkYs(A4IcQkYs(A3HbPjXr*z3HbPjXr&y2GaOiWq&y2GaOiWp%x1F9NhVp%x1F9NgUo$w0E8MgUo$w0E8LfTn!v+D7LfTn!v+D6KeSm#u-C6KeSm#u)B5JdRlZt)B5JdRlZs(A4IcQkYs(A4IcQjXr*z3HbPjXr*z3Hb