4.7 激光 课件（18张PPT）

(共18张PPT)
第四章 光及其应用
第7节 激光
1960年，第一台红宝石激光器诞生
绚丽多彩的激光舞台
激光的原理早在1916年被爱因斯坦提出，但直到1960年，激光才被首次成功制造。
1.了解激光的产生
2.了解激光的特性与应用
一、激光的产生
1.普通光源
物质中的原子受到激发以后，原子能量增加，处于不稳定状态，要向低能量状态跃迁。在向低能量状态跃迁的过程中，会发出光子。
普通光源，例如白炽灯、日光灯、高压水银灯的发光过程为自发辐射。
Em
En
普通光源产生的光是非相干光。
2.激光
由人工的方法获得的频率相同、相位差恒定、偏振方向一致的相干光。
产生原理：受激辐射发出的光。
工作物质——发光材料。
激励源——提供能量。
原子从稳定的低能量状态激发到不稳定的较高能量状态。处于不稳定的较高能量状态的原子在返回低能量稳定态时，就会放出光子。
二、激光的特性
1.单色性好
普通光源发射的光，通常包含各种不同频率的光，因而包含有各种颜色。
激光发射的光谱宽度很窄，因此激光是单色性产生很好的光源。
产生的激光频率相同，光的颜色是由频率决定的，因此激光的第一个特性就是单色性好。
2.相干性好
激光中所有光子的频率相同，振动情况也完全相同，因此激光的第二个特性是相干性好。
激光产生衍射图样
激光产生干涉图样
激光传递信息
3.平行度好
激光束的发散角度很小，方向性很强，因此激光的第三个特征是平行度好，激光光束的能量在空间高度集中，不容易发散。
从地面上发射的一束极细的激光束，到达月球表面时，也只发散成直径约1km的光斑，同时仍能保持很大的强度。
4.亮度高
激光打孔
激光切割
亮度高:激光的亮度可比普通光源高出 10”~10"倍，是目前最亮的光源，强激光甚至可产生上亿度的高温.
三、激光的应用
传输信息
激光武器
全息照相
激光加工
激光具有单色性好、相干性好、平行度好和亮度高的特点。在生产和生活中具有广泛的应用。
1.激光测距
对准目标发出一个极短时间的激光脉冲，测出激光从发射脉冲到接收回波的时间，即可算出被测目标的距离。
2.激光加工
激光焊接
激光切割
激光的亮度高，它可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量。可以利用激光束来切割、焊接以及在很硬的材料上打孔，还能应用在医学和美容等方面。
激光祛斑
3.激光武器
利用激光能量高度集中的特点可以做成激光武器，激光武器利用激光束来直接攻击敌方目标。其优点主要是：速度快、射束直、射击精确度高、摧坚能力强。
4.全息照相
参考光
照相底片
反射光
物光
物
原理：
1.全息记录
照相的光源是激光束，把激光束分成两束：直接照射到底片上的叫参考光；另一部分经物体表面散射的光也照射到照相底片，称为物光。
参考光和物光在底片上各处相遇时将发生干涉，底片上记录两束光叠加后明暗相间的干涉图像。
2.全息再现
若用肉眼去看全息照片，那么只能看到一些干涉的条纹。
要用与参考光频率相同的激光照射全息照片，这束光叫做再现光。用再现光照射全息照片，人眼透过照片就可以在另一侧看到原来被拍摄物体完全相同的三维立体像。
再现光
全息照片
人眼
1.关于激光的应用问题，下列说法中正确的是（ ）
A．在光导纤维束内传送图像是利用光的衍射现象
B．激光切割金属利用了激光相干性好的特点
C．医学上可用激光做“光刀”切除肿瘤是利用激光亮度低的特点
D．“激光测距雷达”利用激光测量很远目标的距离是利用了激光平行度好的特点
D
2.下列选项中不是激光的应用的是(　　)
A.全息照相 B.光纤通信
C.偏振片 D.医用“光刀”
C
3.(多选)关于激光,下列说法正确的是(　　)
A.激光是用人工方法激发出的一种特殊的光
B.普通光源就可以发出激光
C.激光可以像刀子一样切除肿瘤
D.激光的方向性好,所以激光不能发生衍射现象
AC
1、激光：人工产生的相干光。
2、激光的特性：单色性好、相干性好、平行度好、亮度高。
3、激光的应用
特性 应用
单色性好、相干性好 激光通信、全息照相
平行度好 激光测距，激光雷达
亮度高 激光加工、医学、武器