激光及其应用.ppt

激光及其应用激光的发展过程1958年
美国贝尔实验室的科学家肖洛和汤斯发现了一种奇怪的现象：当他们将闪光灯泡所发射的光照在一种稀土晶体上时，晶体的分子会发出鲜艳的、始终会聚在一起的强光。
由此他们提出了“激光原理”，受激辐射可以得到一种单色性、亮度又很高的新型光源。汤斯和肖洛发表了关于激光器的经典论文，奠定了激光发展的基础。1960年1961年1962年：研制成功第一台半导体激光器。
1963年：第一台液体激光器
1964年：锁模激光器
1965年：激光参量振荡器研制成功
1966年：制成染料激光器
1967年：超短脉冲激光器以光作为武器在人类历史上并非绝无仅有。相传在公元前215年的第二次布匿战争中，西西里岛名城叙拉古遭受罗马舰队围城。城中的伟大的科学家阿基米德利用自己设计的抛石器将可燃油料的陶罐抛射到罗马战舰之上，然后利用巨大的凸透镜聚焦太阳光点燃敌船，被称为“死亡之光”。以至于美国的一位教授将其煞有介事地称其为“激光武器之父”。阿基米德的这种想法可能来自与他在当时的学术之都埃及首都亚历山大里亚留学时观看七大奇迹之一的法洛斯灯塔的经历有关。不管这种传说是真是假，这座地中海的粮仓还是在3年后陷落在罗马共和国的鹰旗之下。尽管罗马将领尊重阿基米德，下令军队要礼待他，不得伤害，但是他还是被一名粗暴的罗马士兵杀死。于是这个事件也成了政治摧残科学的典型。无独有偶，公元6世纪，东罗马首都君士坦丁堡遭遇围城，也是依靠巨镜烧毁敌舰脱险，战果几乎可以与摧毁了阿拉伯海军的拜占庭的秘传武器“希腊火”相提并论。
激光作为武器，有很多独特的优点。首先，它可以用光速飞行，每秒30万公里，任何武器都没有这样高的速度。它一旦瞄准，几乎不要什么时间就立刻击中目标，用不着考虑提前量。另外，它可以在极小的面积上、在极短的时间里集中超过核武器100万倍的能量，还能很灵活地改变方向，没有任何发射性污染，因而具有常规威慑力量。
激光武器分为三类：一是致盲型。二是近距离战术型，可用来击落导弹和飞机。1978年美国进行的用激光打陶式反坦克导弹的试验，就是用的这类武器。三是远距离战略型。这类的研制困难最大，但一旦成功，作用也最大，它可以反卫星、反洲际弹道导弹，成为最先进的防御武器。
激光武器的效费比是比较高的。在防空武器方面，当前主体是导弹，激光武器与之相比消耗费用要便宜得多。例如，一枚“爱国者”导弹要60－70万美元，一枚短程“毒刺”式导弹要2万美元，而激光发射一次仅需数千美元，今后随着技术的发展，激光发射一次的费用可降至数百美元。
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。几种激光器CO2激光器夏普公司发布了笔记本电脑蓝光或HDDVD光驱使用的蓝紫色半导体激光器GH04020A4G。其直径仅3.3mm，是世界上最小的蓝光光头。激光器的分类液体激光器
以液体染料为工作物质的染料激光器于1966年问世,广泛应用于各种科学研究领域。现在已发现的能产生激光的染料,大约在500种左右。这些染料可以溶于酒精、苯、丙酮、水或其他溶液。它们还可以包含在有机塑料中以固态出现，或升华为蒸汽，以气态形式出现。所以染料激光器也称为“液体激光器”。染料激光器的突出特点是波长连续可调。燃料激光器种类繁多,价格低廉,效率高,输出功率可与气体和固体激光器相媲美,应用于分光光谱、光化学、医疗和农业。
化学激光器
如：氟原子和氢原子“死光武器”原子激光器
1997美国麻省理工学院钠原子
X射线激光器
在科研和军事上有重要价值，应用于激光反导弹武器中具有优势；生物学家用X射线激光能够研究活组织中的分子结构或详细了解细胞机能;用X射线激光拍摄分子结构的照片,所得到的生物分子像的对比度很高。
自由电子激光器
这类激光器比其他类型更适于产生很大功率的辐射。它的工作机制与众不同，它从加速器中获得几千万伏高能调整电子束，经周期磁场，形成不同能态的能级，产生受激辐射.
世界第一台自由电子激光器于1977年问世，中国第一台自由电子激光器于1985年问世。自由电子激光器的能量是由外场加速后的自由电子的动能转换而成的。其输出功率可达很高水平，在加工、反导、雷达、通信、光化学等方面都有很大的用途，所以它一问世就受到各国科技界的重视。第一节激光的基本原理2．辐射跃迁的三种基本过程受激吸收2)自发辐射：处在高能级上的粒子可以自发地辐射光子而跃迁到较低的能级，这种过程称为自发辐射。如图所示，自发辐射光子的能量hn=E2-E1。3)受激辐射：处在高能级E2上的粒子，在一个外来的能量为hn=E2-E1的光子的诱发下，跃迁到能量较低的能级E1，同时释放出一个与诱发光子完全相同的光子的过程
称为受激辐射。受激辐射受激辐射发出的光子是同方向、同频率、同相位、同偏振的