激光原理绪论.ppt

激光原理第一章：概述激光器基本原理
教材：《激光原理》周炳琨第六版国防工业出版社
教参：
1、《激光原理及应用》，陈家璧主编，电子工业出版社，
2、《激光应用技术基础》，朱林泉,朱苏磊编，国防工业出版社
3、《激光原理技术与应用》，李相银，姚敏玉著，哈尔滨工业大学出版社
4、《激光原理技术及应用》，阎吉祥主编，北京理工大学出版社
《激光原理》绪论一、激光的基本概念激光：在组成物质的原子中，有不同数量的粒子（电子）分布在不同的能级上，在高能级上的粒子受到某种光子的激发，会从高能级跳到（跃迁）到低能级上，这时将会辐射出与激发它的光相同性质的光，而且在某种状态下，能出现一个弱光激发出一个强光的现象。这就叫做“受激辐射的光放大”1.理论准备阶段
1900年，普朗克提出了能量量子化概念，并因此获得1918年诺贝尔物理学奖；

1905年，爱因斯坦提出光子假说并成功解释了光电效应，并因此获得1921年诺贝尔物理学奖；1913年，玻尔借鉴了普朗克的量子概念提出了全新的原子结构模型，并因此获得1922年诺贝尔物理学奖；

1917年，爱因斯坦在玻尔的原理结构基础上，提出了受激辐射理论，为激光的出现奠定了理论的基础；
1928年，Landenburg证实了受激辐射的存在；1947年，Lamb和Reherford在氢原子光谱中发现了明显的受激辐射，这是受激辐射第一次被实验验证。Lamb由于在氢原子光谱研究方面的成绩获得1955年诺贝尔物理学奖；

1950年，Kastler提出了光学泵浦的方法，两年后该方法被实现。他因为提出了这种利用光学手段研究微波谐振的方法而获得诺贝尔奖。1951年,Townes提出受激辐射微波放大，即MASER的概念。

1954年，第一台氨分子Maser建成，首次实现了粒子数反转，其主要作用是放大无线电信号，以便研究宇宙背景辐射。Townes由于在受激辐射放大方面的成就获得1964年诺贝尔物理学奖。
2.突破

1958年Schawlow和Townes在Phy.Rev.上发表论文“InfraredandOpticalMaser”，标志着激光作为一种新事物登上了历史舞台。

1960年5月，休斯实验室的Maiman和Lamb共同研制的红宝石激光器发出了694.3nm的红色激光，这是公认的世界上第一台激光器。1960年年中，IBM实验室利用CaF2中的三价铀制成了第一台四能级固体激光器；
1960年12月，BELL实验室的Javan，Bennett和Herriott制成了第一台氦氖气体激光器；
1962年，GaAs半导体激光器；
1963年，液体激光器；
1964年，CO2激光器；
1964年，离子激光器；
1964年，Nd：YAG固体激光器；
1965年，HCl化学激光器；
1966年，生物染料激光器；更小
各种工业指示、标记、探测用的半导体激光器或者半导体泵浦固体激光器向着小型化方向发展；更集成
各种通信用的激光模块，往往包含十几个甚至几十个半导体激光器，并且集成了调制、功率检测、温度监测等功能模块。更快
更高的调制频率：GHz；
更短的脉冲宽度：飞秒激光器(FemtoSecondLaser)；

更多样化
多样化的泵浦方式：光泵浦、电泵浦、化学能泵浦、热泵浦等、磁泵浦；
多样化的工作物质：固体（Nd：YAG）、气体（He-Ne、CO2）、液体、染料、半导体、自由电子等；1.军事上的运用2.日常应用3.通信领域的应用五、激光器种类（按工作物质）