激光与飞秒超短脉冲激光.pptx

会计学OnMay16,1960,TheodoreMaimaninventedtheworld'sfirstlaser,knownasthe"rubylaser”.激光发展史
LASER---LightAmplificationforStimulatedEmissionofRadiation
受激发射的光放大产生的辐射1stLaserSystem-----RubyLaser
T.H.Maimanetal,Phys.Rev.123(1961)1151-1157激光特性

单色性：有选择反馈放大振荡线宽窄
He-NeDl/l=10-13;Kr86Dl/l=10-8

方向性：谐振腔沿腔轴传播的模式振荡
He-Ne2q=10-3rad
相干性：单色性、方向性好相干性
He-NeLc=107cmKr86Lc=10cm

超强、超快性:
脉宽4.0fs,光强度1021-22W/cm2
H核对电子作用1016W/cm2激光与现代科技

近十三年,有七次Nobel奖与激光有关

一)1997年激光冷却和捕获原子
二)1999年超短激光观测分子中间态过程
三)2000年快速晶体管和激光二极管发明
四)2001年激光和磁阱实现玻色_爱恩斯坦冷却
五)2002年大分子结构解析法中介质辅助激光分析
和飞行时间质谱
六)2005年精密激光光谱和光学频率梳
七)2009年光纤通讯激光与现代科技

*物质研究的基本手段
高分辨率光谱（窄线宽）
非线性光谱 （高强度）
超快光谱（飞秒脉冲）
激光冷却(97年NobelPrize)
精密光谱(2005年NobelPrize)
强场极端实验条件

*光电技术与信息科学
光存储技术
光输入/输出设备
光电显示技术
光通讯技术*激光与生命和健康
DNA图谱识别和控制
光钳技术---单个细胞行为研究
激光手术刀
光合作用、育种

*激光与国家安全
战略武器化学激光
战术武器精确制导、至盲武器，夜视仪，防护镜

*激光与能源
U235分离裂变
ICF核聚变机载激光武器(ABL)，ABL的目标是研制装在经过改造的波音747飞机上安装激光武器，用于从高空攻击敌方的战区弹道导弹。激光分类：

1、工作介质
气体激光器：He-Ne,Ar+,CO,CO2,XeF,KrCl
固体激光器:Ruby,YAG,YLF,Ti:Sapphire
染料激光器:DCM,R6G
半导体激光：GaN,GaAs
自由电子激光：电子在周期静磁场中通过相干辐射

2、激光特性
连续
脉冲（调Q、锁模）脉冲激光器进展1872年，摄影师EadweardMuybridge首次拍摄到飞驰奔马的运动（24部照相机，相隔1英尺，1/1000秒快门）。1S飞秒时间分辨测量1987年，Zewail完成第一个飞秒化学实验
fspump—probe:
pump（强光）将ICN激发到解离态上
probe（弱光）波长对应CN自由基的吸收Femtochemistry----NobelPrize1999高功率的获得：飞秒短脉冲的放大——CPA脉冲激光功率发展历史(~1cm2ofBeam)钛宝石飞秒高功率激光基本特性：
波长：750-1100nm
超快(4.0fs)----万亿分之一秒FastIgnitionConceptofICF
(ICF---inertialconfinementfusion)超短激光和长脉冲激光作用的比较
Adrillinginsteelproducedby3.3-nspulses.Astrongblurformationoccursandsolidifieddropletsstickonthesurface.Notetheheat-affectedzonearoundthehole.飞秒激光角膜切割Nature,Vol.412,697.2001（H.B.Sunetal)a.原始状态
b.伸展状态26fs,800nm,6×1015W/cm2
Ne(21.6eV):4.9nm(253eV)163次
He(24.6eV):2.4nm(518eV)333次
100fs脉宽：Ne119次，He239次He高次谐波信号阿秒脉冲的获得Femtochemistry----NobelPrize1999