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激光原理及应用论文.doc

文档介绍

文档介绍:激光原理及应用论文
入射光
入射光
受激辐射
图2-3原子受激辐射
(Ⅲ)、受激吸收
受激辐射的反过程就是受激吸收。处于低能级的一个原子,在频率为的辐射场作用下
激光原理及应用论文
入射光
入射光
受激辐射
图2-3原子受激辐射
(Ⅲ)、受激吸收
受激辐射的反过程就是受激吸收。处于低能级的一个原子,在频率为的辐射场作用下吸收一个能量为的光子,并跃迁至高能级,这种过程称为受激吸收,如图2-4所示。
入射光
原子吸收入射光子并跃迁至高能级
图2-4原子受激吸收
受激辐射和自发辐射的重要区别在于相干性。自发辐射是不相干的;受激辐射是相干的
、激光产生的基本原理和方法

由受激辐射和自发辐射相干性可知,相干辐射的光子简并度很大。
普通光源在红外和可见光波段实际上是非相干光源。如果能够创造这样一种情况:使得腔内某一特定模式的很大,而其他所有模式的都很小,就能够在这一特定模式内形成很高的光子简并度。也就是说,使相干的受激辐射光子集中在某一特定模式内,而不是平均分配在所有模式中。激光器就是采用各种技术措施减少腔内光场模式数、使介质的受激辐射恒大于受激吸收等来提高光子简并度,从而达到产生激光的目的。
光腔的反馈作用——光放大器在许多大功率装置中广泛地用来把弱的激光束逐级放大,但在光放大的同时通常还存在着光的损耗,根据研究光强达到稳定的极限值只与放大器本身的参数有关,而与初始光强无关。特别是,不管初始光强多么弱,只要放大器足够长,就总能形成确定大小的光强稳定极限值,而实际上,既不需要给激活物质输入一个弱光信号,也不需要真正把激活物质的长度无限增加,而只要在具有一定长度的光放大器两端放置前述的光学谐振腔。这样,沿轴向传播的光波模在两反射镜间往返传播,就等于增加放大器长度。这种作用称为光学谐振腔的反馈作用。

实现光放大的两个条件:①激励能源——把介质中的粒子不断地由低能级抽运到高能级去;②增益介质——能在外界激励能源的作用下形成粒子数密度反转分布状态。

产生激光的基本条件是:①能在外界激励能源的作用下形成粒子数密度反转分布状态的增益介质;②要使受激发射光强超过受激吸收,必须实现粒子数反转(方法是利用外界激励能源把大量粒子激励到高能级。);③要使受激发射光强超过自发发射,必须提高光子简并度(方法:利用光学谐振腔造成强辐射场,以提高腔内光场的相干性。)。
激光器的组成部分及其作用:一个激光器应包含泵浦源、光放大器和光学谐振腔三部分。其作用分别是使激光物质成为激活物质、对弱光信号进行放大、模式选择和提供轴向光波模的反馈。
三:激光技术的应用
激光自其诞生之日来,已对人类生活产生了巨大影响。其应用已渗入到人类生活的每个方面。比如监测, 检测,制造业,医学,航天等等。由于激光应用的广泛性,这里我只能从广面上稍微介绍下其应用。
激光技术在监测方面的一些应用

三维激光扫描仪用于边坡三维形状的获取、