激光原理课件11.ppt

激光原理绪论二、激光的问世3、1954：美国汤斯(C.H.Townes)前苏联巴索夫(N.G.Basov)普洛霍洛夫(A.M.Prokhorov)第一次实现氨分子微波量子振荡器(MASER)(Microwaveamplificationbystimulatedemissionofradiation。
（波长：13mm，频率：34GHz）

通讯和雷达技术都希望将电磁波频率提高。微波－可见光5、1960.7：美国休斯公司实验室梅曼(T.H.Maiman)制成世界上第一台红宝石固态激光器,标志着激光器诞生。三、激光器的基本结构四、激光器的分类２、气体激光器。用气体作为激光器的工作物质。其特点是能以脉冲和连续两种方式工作。半导体激光器：用半导体作为激光器的工作物质。其最大的特点是体积小、种类多、效率高、使用方便。
染料激光器：工作物质是有机染料。其特点是工作波长连续可调(波长分布在0.32～1.3微米)，主要用于科研领域。
化学激光器：通过化学反应提供能量，形成受激辐射的激光器。其特点是：频率高，光子能量大，穿透力强，破坏效能高。
自由电子激光器：工作物质是电子束。其特点是输出功率高，因此而成为战略激光武器的首选器件。
光纤激光器：工作物质为光纤。
五、激光的特性：高度集中六、激光的应用Laserfusion激光核聚变3、信息处理上：激光全息、激光通信等。激光映射下的JETTA4、医学上：激光美容、激光手术刀等。5、军事上：制成激光雷达和各种激光武器！“军刀”(Saber)203的激光照明系统，主要用于照明、致盲和瞄准目标。
该装置采用镍镉电池供电，工作波长为670纳米，功率400毫瓦，有效照明距离300米，重1.5磅，每枚电池可连续运行30分钟，100米处的光斑尺寸可在1～10米之间变化。6、工业上：激光准直、激光导航、激光打孔、光刻集成电路、激光焊接等。汉斯（Hansch）肖洛（Schawlow）
提出激光冷冻原子的思想：用处于多普勒加宽线型低频端准单色激光照射原子，可使其损失动量而减速；控制、操纵孤立原子是科学家多年追求的目标。由于原子不停的热运动（104~105cm/s），要想实现控制、操纵，首先要使原子冷下来，即降低其运动速度。由于在这方向上的突出成就，有关的科学家荣获1997年诺贝尔物理学奖。
1997年诺贝尔物理奖授予：
49岁的美国斯坦福大学教授朱棣文(SCchu)；
69岁的法国巴黎高等师院C·C·达诺基教授(CCTanoudji)；
48岁的美国国家标准局 W·D·菲利浦斯(WDPhillips) 1979年1980~1981年1985年1988年：（Aspect）速度选择相干捕陷2μK七、学习方法及教材
学习方法：
重视基本概念，思路要清晰
主动思考

参考书：
别问哪本书好，哪一本书都够你学的
简单的科普性的书
外文原版书
较新的包含激光最新成果的书第一章光与物质的相互作用２、光的偏振性：光矢量具体的振动方式（振幅与相位随方位的分布）称为光的偏振结构或光的偏振态。包括：完全偏振光（线、圆、椭圆），非偏振光（自然光）和部分偏振光（偏振度？）。３、光速、频率和波长三者的关系４、单色平面波两式统一写为：图（1-1）电磁波的传播简谐波是具有单一频率的单色波，但通常原子发光的时间约为10－8s，形成的波列长度约等于3m，因此它的波列长度有限即必然有一定的频率宽度。(4)球面波及其复数表示法二、光的量子描述光子有自旋：自旋量子数为整数，光子集合服从玻色－受因斯坦分布；这不同于电子、质子和中子
光子态：各种不同种类的光子具有不同特征（能量、动量、偏振），而这些特征所决定的状态，叫光子态
处于同一状态的光子数不受限制（可多可少）
处于同一状态光子不可区分
光子态按以下几个方面加以区分：
传播方向
频率（动量）
偏振状态
所以处一同一几何空间内，并且具有相同的传播方向、频率和相同偏振态被视为同一个光子态三、光波模式——从波动性来讨论5、体积为V的空腔中的光波模式数（2）光波模式的波矢空间表示在K空间内，波矢绝对值处于|k|~|k|+d|k|区间的体积为：称为模式密度。设光源尺度为d,在Ｒ处所张的立体角为：考虑偏振态可能存在的模式数：光具有两种独立的偏振态1、经典力学中粒子运动状态的描述（2）二维运动时：在的四维相空间面积元内的粒子状态在物理上不可区分，故属于同一种光子状态。（5）相空间体积元大小：考虑到一个光波模是由两列沿相反方向传播的行波组成的驻波，因此一个光波模在相空间的Px,Py,Pz轴方向所占的线度为：或者，设在一有限几何空间Ｖ中，光子运动方向分布在４立体角内，那么光子态数目应与动量空间：这Ｐ~Ｐ+dP的球壳和几何体积Ｖ相对应：
这个体积为：（1）时间相干性：波场中同一点不同时刻光波场特性的相关性。此相干性来源于原子