光电子激光技术
第一章
光辐射范围：0.01—1000um；包括：紫外辐射<可见光（0.38—0.78）<红外辐射
光辐射:以电磁波形式或粒子(光子)形式传播的能量,可用光学元件反射、成像或色散，这种能量及其传播过程
计量光辐射的俩套体系：1、辐射度单位体系；2、光照度单位体系
光通量单位：lm(流明) 发光强度单位：cd(坎德拉)---光度学基本单位
光照度单位：lx(勒克斯)=lm/m2辐射照度单位：W/m2
光与原子作用的三种跃迁:1、受激吸收（低能态受光照）；2、自发辐射（高能态不稳定）
3、受激辐射（高能态在自发辐射前受外来光子影响）
激光产生的条件：1、粒子数反转（前提）外界输入能量的过程“泵浦”
2、光学谐振腔（必要）
3、阈值条件（决定性）当光在腔内来回一次，增益大于损耗才产生激光激光的三能级系统：
激光的优越性：“一高三好“-高亮度、好方向性、好单色性、好的时间空间相干性
YAG激光器：基质晶体Y3Al5O12热物理性能好，使激光器既连续工作又可高效率脉冲工作。LD：激光二极管或半导体激光器
LD能带的产生:共有化运动使得本来处于同一能量的电子发生了能量的微小差异，其势能具有晶格的周期性，因此晶体的能谱在原子能级的基础上分裂成能带
价带：行程共价键的价电子所占据的能带
导带：自由电子占据的能带（价带上面邻近能带）
禁带：价带顶到导带底之间的能带，不允许电子占据
I型—本征半导体P型---五价原子（磷锑砷）N型---三价原子（硼）
PN结加上正向电压（正向偏置）时，热平衡被破坏，PN结区势垒降低，实现了粒子数反转分布。
PN结就是光辐射的有源区。有源区电子、空穴复合发光，引发受激辐射。经谐振腔选频，可形成激光输出。
LED发光二极管：其结构是半导体PN结结与结之间是产生荧光的复合区，叫有源区。LED发光原理：对PN结正向注入电流，P区空穴向有源区扩散，N区电子向有源区扩散，结果电子与空穴在有源区复合，以一定频率的光能释放出来
LED与LD的根本区别：LED发光是基于自发辐射，发出的是荧光，是非相干光；LD是靠两端解理面为谐振腔起反射作用来提供光的反馈，是基于受激辐射，发射的是相干光——激光。
LD的P-I特性：线性好，可直接调制（内调制），LD是对温度很敏感的器件，温度升高，性能劣化。需要控制温度，以稳定输出光功率和峰值波长。
LED的P-I特性：线性区很宽，可直接调制（内调制）。
第二章
光辐射的调制是用数字或模拟信号改变光波波形的幅度、频率或相位的过程
两种调制方法：1、内调制：LD和LED的直接调制
2、外调制：将光源与调制器分开设立，有机械调制、电光调制、声光调制、
磁光调制其适用于所有光源
电光调制：在强电场作用下介质折射率改变而产生的光调制。适用于单色光源
基于线性电光效应
声光调制：利用超声波引起介质折射率变化而产生的光调制。适用于单色光源
磁光调制：磁场也能使晶体产生光各向异性，称为磁光效应。基于法拉第效应--磁致旋光非互易性：磁致旋光的方向决定于磁场方向，而与光传播方向无关。直接应用是光隔离器声光调制器的调制带宽不如电光调制器,但它光能利用率高,所需要的驱动功率小。在激光打印机、激光印刷设备中得到广泛应用。
第三章
光辐射探测器的物理效应：1、光热效应；2、光电效应
光热效应：当光照射到理想的黑色吸收体上时，黑体将对所有波长的光能量全部吸收，并转换为热能。常用于低频调制辐照场合
光电效应：物质在光的作用下释放出电子的物理现象
其分为：1、内光电导效应：
1）光电导效应（半导体材料受光照,吸收光子引起载流子浓度增大，从而材料的电
导率增大）；
2）光伏效应（光照射到半导体PN 结上，光子在结区激发出电子-空穴对）
2、外光电导效应：光电发射效应（光照到某些金属或半导体材料上，若入射的光子能量足够大，致使电子从材料中逸出）
本征吸收：本征半导体吸收光子能量使价带中的电子激发到导带 其产生条件：入射光子的能量至少要等于材料的禁带宽度 或 杂质吸收：掺有杂质的半导体在光照下，中性施主的束缚电子可以吸收光子而跃迁到导带，同样，中性受主的束缚空穴亦可以吸收光子而跃迁到价带
光探测器即是利用噪声，用均方噪声电流/电压（ ）表示噪声值的大小 噪声功率谱----表示噪声功率随频率的变化关系。
散粒噪声和热噪声属于白噪声，温度噪声也具有白噪声性质
光电探测器噪声功率谱综合示意图
光电特性和光照特性：光电流I,大小为微安级或毫安级。
线性度很重要
光谱：因波长不同而对应分部情况 光谱特性由光电器件的材料决定
响应时间与频率特性
热敏电阻---光热探测器 光敏电阻----光电导器件
光电池、光电二极管（PD ）、光电三极管---结型光电器件
光电阴极---光电发射器件
第四章
CCD 电荷耦合器件---多芯片器件：单片机、可编程门阵列芯片
其基本功能：信号电荷的产生、存储、传输和检测
其工作原理：以双列两相线阵CCD 为例 1、MOS 电荷存贮功能；2、光生电荷并行转移，转移到移位寄存器的信号电荷穿行输出；3、输出端：输出栅OG ，浮置扩散放大器输出二极管、复位管T1、输出管T2
COMS 图像传感器---单芯片器件，功耗低、节能、高度集成、成本低 将成为摄像器件主流 光栅型（PG-APS ）：用于高性能科学成像和低光照成像
图像增强器：把亮度很低的光学图像增强到足够亮度的真空光电管
其第三代：NEA 光电阴极＋MCP
g E h ≥νg E c h ≥λ
2n i .2n u )(f N )(λI F I =)
(λU F U =
第五章
DVD较VCD小型数字化视频光盘的优点：1、波长短提高记录容量
2、数值孔径大（光斑直径）使成像分辨率高
第六章
LCD---液晶显示器：一些有机化合物既具有液态的流动性，又具有晶体的各向异性。液晶材料用于显示是利用它在电场作用下，光学性质发生变化从而对外部入射光产生调制
LED---发光二极管
PDP—等离子体显示器：利用气体放电而发光的平板显示屏
DLP---数字光处理技术其核心DMD数字微反射镜器件“无缝图像“
DMD：是带有集成微镜部件的微电子机械光调制器，由百万个方形微镜（如16×16μm2）组成二维阵列。
激光
计算题：频率间隔、脉冲宽度、Q值
腔平均单程损耗因子、光子寿命、与腔的品质因数三个物理量之间是关联的，腔平均单程损耗因子越小，光子寿命越长，腔的品质因数越高。
简答题：
1、 选模
纵模：沿腔轴线方向电磁场的本征态。纵模数表示激光振荡频率数，单一纵模单色性最好。
纵模的频率间隔：
形成激光振荡的条件：
纵模数在荧光线宽内：荧光线宽越大或激光器腔长越大同线宽内，可能出现的纵模数越多 横模：在腔中垂直腔轴方向的电磁场的本征态。
基模(横向单模)：m （x 方向）=n （y 方向）=0其它的横模称为高阶横模
激光器输出的选模技术
目的：减少激光模式数，改善激光的方向性，提高单色性。 选横模（TEM 00）原理方法：减小腔的菲涅耳数N ——(
) ① 减少反射镜的有效半径；
② 增加反射镜间的距离L ；（对选纵模不利）。
第一种方法：腔内加光阑，以聚焦光阑选模为例：为了扩大基模体积充分利用工作物质
激光纵模形成条件：
① 满足谐振条件；
② 落在工作物质的荧光谱线宽度内；
③ 满足阈值条件。
所谓激光纵模选择，就是通过使激光器只允许有一种频率振荡，其余的频率则均被抑制。 以法布里-珀罗（F-P ）标准具法
标准具：透射率很高的材料，两端面平行且镀有高反射率膜 ，F-P 只能对某些特定频率的光通过。
L C q q q ηννν21=-=?+
物理基础： 产生振荡的频率不仅要符合谐振腔共振条件，还要对标准具有最大的透过率。 反射膜对多光干涉满足：
才能透射。同时这一频率又要等于某共振频率。
获得最大投射率的相邻频率间隔为：
因产生振荡的频率不仅要符合谐振腔共振条件，还要对标准具有最大的透过率。
而纵模频率间隔： 使得整个谱线宽内只有某一个频率透过。 调整F-P 标准具的参数，使得在增益线宽范围内，只有一个透射峰，同时在一个透射峰谱线宽度范围内只有一个模式起振，则可以实现单纵模工作
2、 调Q 技术：
概念：采用一定技术和装置来控制激光器谐振腔的Q 值按照一定的程序和规律变化，从而
达到改善激光脉冲的功率和时间特性的目的。通过对谐振腔损耗的调制来实现。 原理：在泵浦开始激励时，使光腔具有高损耗值，高能级上的粒子积累到较高的水平，即：
使反转粒子数密度达到一定的值；在适当的时刻，使腔的损耗突然降低，阈值随之突然下降， 此时反转粒子数密度大大超过阈值，受激辐射迅速增加；在极短的时间内，强的激光巨脉冲输出
以声光调Q 技术为例：利用声光器件的布拉格衍射原理完成调Q 任务。在声光器件工作时
产生很高的衍射损耗，此时，腔具有很低的Q 值，Q 开关处于关状态；在某一特定时间，撤去超声，光束则顺利通过均匀的声光介质， 此时Q 开关处于 开状态
3、 锁模技术
概念：经过特殊的调制技术，使各振荡模式的频率间隔保持一定，并具有确定的相位关系，
则激光器将输出一列时间间隔一定的超短脉冲
原理：激光器内有多个纵模同时起振，各个模式的振幅、初始相位均无确定关系，它们之间
是互不相干再到使其相干。
特性：
1. 激光器在给定空间点处的光场为振幅受到调制的、频率为 W 0 的单色正弦波。
2.当时，为光强最大值： 可见锁模后的脉冲峰值光功率比未经锁模的提高了N 倍。 3、两个主脉冲之间的时间间隔为单个脉冲在腔内往返一次的时间： 相当于在腔内只有一个脉冲在振荡——锁模的特点。 4、两个锁模主脉冲之间有（N-1)个零点，（N-2)个次极大值。主脉冲宽度为： 声光调Q 技术原理图
?ν222sin '2n n d mc m -=?ν222sin '2n n d c m -=?nL c 2=?纵ν因 L d <<故 纵νν?>>?m 02
max I N I >= T N =Ω=πτ2 激光器的输出是脉冲间隔2L/c固定的规则脉冲序列。 锁模光强脉冲 激光光散射技术及其应用 Laser Light Scattering System Technology and Application BROOKHA VEN INSTRUMENTS CORPORATION (BEIJING OFFICE) 地址：北京市海淀区牡丹园北里甲1号中鑫嘉园东座A105室美国布鲁克海文公司公司北京技术服务中心 邮编：100083 电话：8610-62081909 传真：8610-6208189 激光光散射技术和应用 近年来，光电子和计算机技术的飞速发展使得激光光散射已经成为高分子体系和胶体科学研究中的一种常规的测试手段。现代的激光光散射包括静态和动态两个部分。在静态光散射中，通过测定平均散射光强的角度和浓度的依赖性，可以得到高聚物的重均分子量M w，均方根回旋半径R g和第二维利系数A2；在动态光散射中，利用快速数字相关器记录散射光强随时间的涨落，即时间相关函数，可得到散射光的特性弛豫时间τ，进而求得平动扩散系数D和与之对应的流体力学半径R h。在使用过程中，静态和动态光散射有机地结合可被用来研究高分子以及胶体粒子在溶液中的许多涉及到质量和流体力学体积变化的 过程，如聚集和分散、结晶和溶解、吸附和解吸、高分子链的伸展和卷缩以及蛋白质长链的折叠，并可得到许多独特的分子量参数。 一、光散射发展简史： Tynadall effect（1820-1893） 1869年，Tyndall研究了自然光通过溶胶颗粒时的散射，注意到散射光呈淡淡的蓝 色，并且发现如果入射光是偏振的，这散射光也是偏振的。Tyndall由此提出了19 世纪气象学的两大谜题：为什么天空是蓝色的？为什么来自天空的散射光是相当偏 振的？ James Clerk Maxwell (1833-1879) 解释了光是一种电磁波，并正确地计算出光的速度。 Lord Rayleigh(1842-1919) 1881年，Rayleigh应用Maxwell的电磁场理论推导出，在无吸收、无相互作用条件下，光学各向同性的小粒子的散射光强与波长的四次方成反比。并解释了蓝天是太阳光穿透大气层所产生的散射现象。 Abert Einstein(1879-1955) 研究了液体的光散射现象。 Chandrasekhara V.Raman (1888-1970) 1928年，印度籍科学家Raman提出了Raman 效应（也称拉曼散射），即光波在被散射后频率发生变化的现象。 Peter Debye（1884-1966） 延续了 Einstein的理论，描述了分子溶解于溶剂中所产生的光散射现象，提出用Debye plot 。1944 年，Debye利用散射光强测得稀溶液中高分子的重均分子量。 Peter Debye Lord Rayleigh Tyndall effect 习题I 1、He-Ne 激光器m μλ63.0≈，其谱线半宽度m μλ12 10-≈?，问λλ/?为多少？要使其相干长度达到1000m ，它的单色性λλ/?应是多少？ 解：63.01012 -=?λλ λλδτ?= ==2 1v c c L c 相干 = = ?相干 L λ λ λ 2、He-Ne 激光器腔长L=250mm ，两个反射镜的反射率约为98%，其折射率η=1，已知Ne 原子m μλ6328.0=处谱线的MHz F 1500=?ν，问腔内有多少个纵模振荡？光在腔内往返一次其光子寿命约为多少？光谱线的自然加宽ν?约为多少？ 解：MHz Hz L c v q 60010625 210328 10=?=??==?η 5 .2=??q F v v s c R L c 8 10 1017.410 3)98.01(25)1(-?=??-=-=τ MHz Hz L c R v c c 24104.2)1(21 7=?=-≈=πτδ 3、设平行平面腔的长度L=1m ，一端为全反镜，另一端反射镜的反射率90.0=γ，求在1500MHz 频率范围内所包含的纵模数目和每个纵模的频带宽度？ 解：MHz Hz nL c v q 150105.1100 210328 10=?=??==? 10 150 1500==??q v v L c R v c c )1(21 -≈ =πτδ 4、已知CO 2激光器的波长m μλ60.10=处 光谱线宽度MHz F 150=?ν，问腔长L 为多少时，腔内为单纵模振荡（其中折射率η=1）。 解：L c v v F q η2=?=?， F v c L ?=2 5、Nd 3 —YAG 激光器的m μ06.1波长处光 谱线宽度MHz F 5 1095.1?=?ν，当腔长为10cm 时，腔中有多少个纵模？每个纵模的频带宽度为多少？ 解：MHz L c v q 3 10105.110 21032?=??==?η 130 =??q F v v L c R v c c )1(21 -≈ =πτδ 6、某激光器波长m μλ7.0=，其高斯光束束腰光斑半径mm 5.00=ω。 ①求距束腰10cm 、20cm 、100cm 时， 光斑半径)(z ω和波阵面曲率半径)(z R 各为多少？ ②根据题意，画出高斯光束参数分布图。 激光技术及其在现代通讯技术中的应用 姓名：杨春有学号：20141060138 学院：信息学院专业：通信工程（国防） 摘要20世纪以来，激光是继原子能、计算机、半导体之后的又一重大科技发明。在有充分的理论准备和生产实践需要的背景下，激光技术应运而生。它一问世就获得了异乎寻常的快速发展。激光在现代通信领域有着广泛的应用。它在扩大通信容量，缓和通信频段拥挤，提高安全等方面都发挥着极为重要的作用。 关键词：激光通信技术现代通讯激光通信光子晶体能量衰减 引言 事实上，1916 年激光的原理被著名的物理学家爱因斯坦发现之后一直没有研制成功，原因在于科学实验所需要的器材没有现在发达，一直到1958 年激光才被首次成功制造。激光是计入20世纪，继原子能、计算机、半导体之后，人类的又一重大发明，它的亮度非常之高，大约为太阳光的100亿倍。因此激光一问世，就获得了异乎寻常的飞快发展，也正是因为这个原因，历史悠久的光学科学和光学技术体会了新生的快乐，更重要的是导致整个一门新兴产业——激光产业——的诞生。 一激光通信的发展阶段 激光通信经历了大气通信和光波导（光纤）通信两个重要的发展阶段。CO2气体激光器是比较符合要求的早期通信用光源，其输出激光波长为10.6μm，在大气通行当中，信道传输的低损耗窗口要求的标准波长是10.6μm。早期的激光大气通信所用光源还包括YAG固体激光器、He-Ne气体激光器等等。其中的早期激光大气通信曾经掀起了全球性的研究浪潮，大量的人力、财力和物力在这个阶段投入了进去，对激光大气通信进行了广泛的研究开发。但是这项研究只有少数的经济和技术力量雄厚的发达国家才能够承担得起。光纤波导通信技术大约与激光大气通信技术的研究工作同步展开，从而在技术上形成了激光无线通信和激光有线通信两种通信方式，这两种通信技术与传统通信技术大不相同。 腔面发射激光器（VCSEL）列阵光接受发射模块的处理能力不仅速度高而且容量特别大。微电子电路的多功能的逻辑控制、具有高强度并行操作功能的电子集成器件的优越性、光本身的高速传输能力、超高规模集成技术的优越性在垂直腔面发射激光器（VCSEL）列阵光接受发射模块当中得到了完美的体现。现代通信技术研究中，在激光通信领域，最引人瞩目的就要属垂直腔面发射激光器(VCSEL)了。包括制造成本很低、易 激光对射技术原理及应用分析 近年来周界防范系统已经成为安防系统基本且不可或缺的安防子系统。 不仅在军工厂、军营、机场、港口、政府机关等高端领域可见其“踪影”。 同时还被广泛应用到住宅小区,并在这些领域保持着相当高的应用增长速度。 众所周知,安全防范技术现在的发展方向是将视频监控、周界报警、入侵探测、门禁控制等独立的安防子系统集成整合,形成一个多功能、全天候、动态的综合安全管理系统。 而周界报警作为安防系统的第一道防线,作用十分重要,已从过去被动的报警探测,发展为今天的威慑阻挡加报警。 且随着安防技术的发展和安防市场的成熟,以及政策法规的进一步完善,数字化、集成化、网络化将是它发展的必然趋势。 周界报警系统是在防护的边界利用如泄漏、激光、电子围栏等技术形成一道或可见或不可见的“防护墙”。 当有越墙行为发生时,相应防区的探测器即会发出报警信号,并送至控制中心的报警控制主机,发出声光警示的同时显示报警位置。 还可联动周界模拟电子屏,甚至联动摄像监控系统、门禁系统、强电照明系统等。 近年来周界防范系统已经成为安防系统基本且不可或缺的安防子系统,不仅在军工厂、军营、机场、港口、政府机关等高端领域可见其 “踪影”,同时还被广泛应用到住宅小区,并在这些领域保持着相当高的应用增长速度。 本文将对激光对射、张力式电子围栏、泄漏电缆、振动电缆四种最常用的周界防范技术进行分析,借此一窥周界防范报警系统技术的发展踪迹。 激光对射工作原理 三安古德激光对射探测器由收、发两部分组成。 激光发射器向安装在几米甚至于几百米远的接收器发射激光线,其射束有单束、双束,甚至多束。 当相应的三安古德激光射束被遮断时,接收器即发出报警信号。 接收器由光学透镜、激光光电管、放大整形电路、功率驱动器及执行机构等组成。 其工作原理是接收器能收到激光射束为正常状态,而当发生入侵时,发射器发射的激光射束被遮挡,即光电管接收不到激光光。 从而输出相应的报警电信号,并经整形放大后输出开关量报警信号。该报警信号可被报警控制器接收,并去联动执行机构启动其它的报警设备,如声光报警器、模拟电子地图、电视监控系统、照明系统等。系统组成 激光周界防越报警系统通常由前端探测系统、现场报警系统、传输系统、中心控制系统、联动系统以及电源系统六部分组成。 1、前端探测系统由激光探测器及其相关附件组成,其对周界围墙或护栏进行防护,检测周界入侵行为,并输出报警信号。 2、现场报警系统由现场报警器及联动装置组成,在探测器检测到入侵行为时,即启动现场报警设备,对非法入侵行为进行威慑。 激光原理与激光技术习题答案 习题一 (1)为使氦氖激光器的相干长度达到1m ，它的单色性?λ/λ应为多大？ 解： 1010 1032861000 106328--?=?=λ=λ λ?=.L R c (2) λ=5000?的光子单色性?λ/λ=10-7，求此光子的位置不确定量?x 解： λ=h p λ?λ=?2h p h p x =?? m R p h x 510 1050007 10 2=?=λ=λ?λ=?=?-- (3)CO 2激光器的腔长L=100cm ，反射镜直径D=1.5cm ，两镜的光强反射系数分别为r 1=0.985,r 2=0.8。求由衍射损耗及输出损耗分别引起的δ、τc 、Q 、?νc (设n=1) 解： 衍射损耗: 1880107501 106102 262.) .(.a L =???=λ=δ-- s ..c L c 881075110318801-?=??=δ=τ 6 86 8 10113107511061010314322?=??????=πντ=--....Q c MHz .Hz ...c c 19101910 75114321216 8 =?=???=πτ= ν?- 输出损耗: 119080985050212 1.)..ln(.r r ln =??-=-=δ s ..c L c 8 81078210 311901-?=??=δ=τ 6 86810 964107821061010314322?=??????=πντ=--....Q c MHz .Hz ...c c 7510751078214321216 8 =?=???=πτ= ν?- (4)有一个谐振腔，腔长L=1m ，两个反射镜中，一个全反，一个半反，半反镜反射系数r=0.99，求在1500MHz 的范围内所包含的纵模个数，及每个纵模的线宽(不考虑其它损耗) 解： MHz Hz .L c q 15010511 2103288=?=??==ν? 11]11501500 []1[=+=+ν?ν?=?q q 005.02 01 .02=== T δ s c L c 781067.610 3005.01 -?=??== δτ MHz c c 24.010 67.614.321 217 =???= = -πτν? (5) 某固体激光器的腔长为45cm ，介质长30cm ，折射率n=1.5，设此腔总的单程损耗率0.01π，求此激光器的无源腔本征纵模的模式线宽。 不得不说24岁的我已经有了12年戴眼镜的历史，眼镜戴久了眼镜会变成鱼眼，眼睛无神，戴上眼镜会被人起外号“四眼妹”“二饼”，吃热饭时，戴着眼镜眼前确是白茫茫的一片，摘掉眼镜之后，远处的建筑物看不清，远处的路人性别也分不清，红绿灯也会晕染成一大片，近视眼除了给我生活上造成不便之外，也使我变的特别自卑，不自信，但是从来没有想过自己会和眼镜真正的说再见。 去年12月份报名参加了屈光手术爱心公益活动，就在1月16日大奖砸到了我的头上，来到医院做了系统的检查，非常幸运的是，我各方面都适合全飞秒激光手术，虽然是免费的，但是心里还是不自觉的对于这次手术的安全性做了一次估量，从里宣传资料和网上查询了解到全飞秒激光手术和其他近视眼手术相比更加精确，更加安全，更加舒适，因此我也更加信任这次手术。 手术当日从进手术室到手术结束，大概不到十分钟的时间，术中医生一直让我盯着前方的绿点看，做完右眼还鼓励我说做的非常完美，别紧张，放松，在那么轻松的环境下不知不觉的做完了手术，术后视力恢复的特别好，坚持滴眼药水，现在左右眼都达到了1.0以上。全飞秒激光手术搬开了我在生活中的“绊脚石”，现在夜间醒来不用戴眼镜就能看清周围的事物，早晨起来洗漱的时候不用趴到镜子上去看自己了，做饭时不用担心自己眼前白茫茫一片了，每当早晨第一缕阳光照到房间时我比以前更敏锐的感觉到阳光的灿烂，甩掉眼镜后的我变的更加有自信，偷偷的跑到镜子跟前会自恋一翻，自言自语的说鼻梁这次不会再委屈你了，甚至会到视力表之前牛哄哄的告诉家人我 现在都能看到倒数第三行了。 现在的我还会不由自主的扶一下眼镜框，反应过来之后心中会偷偷的窃喜，当我把全飞秒激光手术给我生活带来的改变分享到了QQ空间时，朋友同学们在为了我的改变高兴的同时都在问我恢复的效果，我也一一给他们推荐了全飞秒激光手术，我希望身边的每一位朋友同学都能像我一样能够通过全飞秒激光手术挣脱眼镜，让眼睛重获自由，最后感谢公益活动给我的这次机会，让我更加清晰的去看清我眼中的世界。 四川大学光电子学与激光技术期末复习资料 光电子学是以光频波段电磁波的电子学效应基本理论和应用原理为研究对象，并由近代光学与电子学相互交叉与渗透而形成的一门新兴学科。 光电子技术——研究光与物质中的电子相互作用及其能量相互转换的相关技术特点：1、角分辨率高2、距离分辨率高3、频带宽，通信容量大4、光谱分辨率高5、非线性光学效应强21世纪光电子技术发展？以智能化超高速计算机系统和全光网为代表的超高速、超大容量信息处理和传输将成为未来信息科学发展的两个重大方向 微电子技术受分布电容影响，难以突破纳秒的门槛，在实现超高速、超大容量、超低功耗的集成系统方面遇到了根本的困难 21世纪的信息化社会依赖光电子技术 什么叫光辐射？以电磁波形式或粒子（光子）形式传播的能量，它们可以用光学元件反射、成像或色散，这种能量及其传播过程称为光辐射。 在辐射度单位体系中，基本量是辐通量或者辐射能，它是只与辐射客体有关的量。其基本单位是瓦特（W）或者焦耳（J）。辐射度学适用于整个电磁波段。 光度单位体系，是一套反映视觉亮暗特性的光辐射计量单位，被选作基本量的不是光通量而是发光强度，其基本单位是坎德拉。光度学只适用于可见光波段。 任何0K以上温度的物体都会发射各种波长的电磁波，这种由于物体中的分子、原子受到热激发而发射电磁波的现象称为热辐射。热辐射具有连续的辐射谱，波长自远红外区到紫外区，并且辐射能按波长的分布主要决定于物体的温度。 在同样的温度下，各种不同物体对相同波长的单色辐射出射度与单色吸收比之比值都相等，并等于该温度下黑体对同一波长的单色辐射出射度。基尔霍夫辐射定律 为了表示一个热辐射光源所发出光的光色性质，常用到色温度这个量，单位为K。色温度是指在规定两波长处具有与热辐射光源的辐射比率相同的黑体的温度。 如果将光也看做粒子（一种特殊的粒子）——我们称之为光量子，则光辐射场与物质相互作用，就产生粒子的跃迁过程，包括自发辐射、受激吸收与受激辐射三种类型的跃迁。爱因斯坦关系 由于各种因素影响，自发辐射并非单色的，而是分布在中心频率 0附近一个有限的频率范围内，这一现象称为光谱线展宽。 在热平衡状态下，处于高能级的粒子数总是小于处于低能级的粒子数，因此入射光强总是不断的减少。为使入射光得以放大，必须激活入射介质，使其高能级的粒子数多于处于低能级的粒子数，即实现粒子数反转。 必要条件 粒子数反转分布、减少振荡模式数（得到方向性很好、单色性很好） 充分条件 阈值条件、稳定振荡条件 光在介质中的放大增益能超过谐振腔内能量损失（吸收、反射、散射等）的总和时，光波才能真正被放大，从而在腔内振荡起来，激光器必须满足这个条件才能“起振”，我们就称这个条件为激光振荡的阈值条件。当入射光强度足够弱时，增益系数与光强无关，是一个常量；而当入射光强增加到一定程度时，增益系数将随光强的增大而减小，这种增益系数 激光治疗近视的技术 课程:原子物理与量子力学 学院:国防科技学院 班级:辐射 1003 姓名:高阳 学号:20100578 激光治疗近视技术的应用 [摘要 ]准分子激光治疗近视眼手术经过近二十年的发展,使全球上千万近视眼患者顺利摘掉了眼镜。此项技术经历了 prk 、 ik 、 ek 、 tk 四个发展阶段,目前已经达到了相当高的水平。然而普通激光手术仍有一个关键环节未能得到完善的解决,就是角膜瓣制作环节,而这一环节又是直接关系到激光手术安全性、术后效果的关键环节。直至飞秒激光手术出现,这一激光手术历史遗留问题才得以彻底解决。近视手术史也进入了一个新的时代——全程无刀近视手术时代。本文通过对飞秒激光治疗近视技术的介绍及应用,为广大患者了解飞秒激光手术的特点和优势,提供新的认识。 [关键词 ]激光技术飞秒激光近视 我国目前总近视人口高达 4亿, 青少年近视人口超过 1.5亿,小学、初中、高中和大学生中近视比例分别超过 25%、 50%、 70%和 75%。当前,近视已成为一个公共健康问题。一、近视治疗的方法和现状 矫正近视方法通常有三种:(1镜片矫正:包括框架眼镜、角膜接触镜; (2眼内屈光手术:透明晶体摘除术、有 晶体眼的人工晶体植入术; (3角膜屈光性手术:放射状角膜切开术(rk 、准分子激光切削术(prk 、准分子激光原位角膜磨镶术 lasik(简称 ik 、准分子激光上皮下角膜磨镶术 lasek(简称 ek 、虹膜识别旋转定位 +波前像差引导的准分子激光近视手术 torsion lasik(简称 tk 等。 准分子激光治疗近视是眼科领域一项革命性成果,这项技术从 1986年开始,在理论和实践中不断地摸索前进。到目前为止,在全球范围内已发展到极高的水平,成为一项真正造福于广大近视患者的技术。我国每年有近 90万的近视患者通过准分子激光手术一劳永逸地摘掉了眼镜,治疗后达到了参军、就业、升学、考公务员对视力的要求。 二、近视激光手术治疗存在的问题 近视激光手术在临床应用过程中不断更新升级,从最初的 prk 发展到 lasik 手术,再改良出现 lasek ,其发展速度非常快。 在眼的屈光系统中, 角膜的屈光力占全部屈光力的 70%, 角膜屈光力的轻度改变,能明显影响近视的度数。 prk 及 lasik 两种手术正是通过切削中央角膜,使之变薄而降低其屈光力来达到矫正近视目的的。 prk 多应用于治疗中低度近视,但由于破坏了角膜的正常解剖结构,术后可出现角膜上皮下雾状浑浊、青光眼或高眼压、眩光和回退等并发症。 lasik 可以保持前部角膜组织的正常解剖结构,能够减轻术 后角膜组织愈合反应所引起的上皮下浑浊和屈光回退,预后性较好,术后恢复和稳定性也较好,适合于中高度近视和近视散光的治疗。但 lasik 也可能出现并发症,如感染、欠矫或过矫、角膜穿透、医源性角膜散光、继发性圆锥角膜、角膜瓣不规则、眩光,等等。这些并发症如果及时发现并处理得当,大部分不会留下后遗症,也不会影响疗效。但是有些并发症确实妨碍视力恢复,比如术前近视术后过矫成高度近视;或术前无散光,术后成为高度散光,等等。如果手术致存留的角膜太薄,则无法采用再次手术予以补救。又如,术中角膜穿透或术后继发严重的圆锥角膜,都可能令患者不得不接收角膜移植手术,给患者带来新的麻烦。 激光器技术的应用现状及发展趋势 摘要 :简述了激光精密加工技术及其特点 ; 综述了激光精密加工的应用现状 ; 探讨了激光精密加工技术的发展趋势。激光加工技术在机械工业中的广泛应用, 促进了激光加工技术向工业化发展。为此, 介绍了几种应用较广泛的激光加工技术; 重点讨论了激光硬化和激光珩磨技术的应用和发展趋势。摘要由于在光通信光数据存储传感技术医学等领域的广泛应用近几年来光纤激光器发展十分迅速本文简要介绍了光纤激光器的工作原理及特性 , 并对目前多种光纤激光器作了较为详细的分类 ; 同时介绍了近几年国内外对于光纤激光器的研究方向及其目前的热点是高功率光纤激光器、窄线宽可调谐光纤激光器和超短脉冲光纤激光器 ; 最后指出光纤激光器向高功率、多波长、窄线宽发展的趋势 . :结合河北工业大学光机电一体化研究室近几年对激光加工技术研究的初步成果, 对激光加工技术的特点, 激光加工技术在国内外的应用发展状况, 以及激光加工技术的发展趋势进行了简要介绍, 同时分析了我国激光加工产业面临的机遇与挑战,并提出了应采取的对策 前言 1 概述 激光加工是 20 世纪 60 年代初期兴起的一项新技术,此后逐步应用于机械、汽车、航空、电子等行业, 尤以机械行业的应用发展速度最快。在机械制造业中的广泛使用又推动了激光加工技术的工业化。 20 世纪 70 年代,美国进行了两大研究 :一是福特汽车公司进行的车身钢板的激光焊接 ; 二是通用汽车公司进行的动力转向变速箱内表面的激光淬火。这两项研究推动了以后的机械制造业中的激光加工技术的发展。到了 20 世纪 80 年代后期, 激光加工的应用实例有所增加 , 其中增长最迅速的是激光切割、激光焊接和激光淬火。这 3 项技术目前已经发展成熟, 应用也很广泛。进入 20 世纪 90 年代后期, 激光珩磨技术的出现又将激光微细加工技术在机械加工中的应用翻开了崭新的一页。激光加工技术之所以得到如此广泛的应用, 是因为它与传统加工技术相比具有很多优点:一、是非接触加工, 没有机械力; 二、是可以加工高硬度、高熔点、极脆的难加工材料;三、是加工区小,热变形很小, 飞秒激光超微细加工技术简介 摘要：本文首先简单地介绍了飞秒激光和超微细加工技术飞秒激光加工技术的技术背景，然后较为详细地介绍了飞秒激光超微细加 工技术及其特点与应用，结合飞秒激光超微细加工技术的特点 将其与其它的微机械加工技术进行了比较，最后分析飞秒激光 超微细加工技术的发展趋势和应用前景。 关键词：飞秒激光超微细加工技术飞秒激光超微细加工 Femtosecond laser micro machining technology Introduction Abstract: This paper first briefly describes the technical background of the femtosecond laser and micro machining technology and femtosecond laser micro machining technology, then a more detailed description the femtosecond laser micro machining technology and its features and applications, combined with the femtosecond laser micro machining technology will be characterized by with other micro-machining technology, the final analysis of the femtosecond laser micro machining technology trends and application prospects. Keywords:femtosecond laser micro machining technology femtosecond laser ultra-fine processing 0引言 激光（Laser,即Light Amplification by stimulated Emission of Radiation的缩写），意思是利用辐射受激得到的加强光，激光加工（Laser Beam Machining）就是把激光的方向性好和输出功率高的特性应用到材料的加工领域中去。【1】用聚焦的方法，把激光束汇聚在面积很小的一个区域，从而在该区域提供足够的热量使该区域的材料荣华或者气化从而达到机械加工的目的，显然激光加工是一种非接触式的加工，可以用于各种材料的微细加工。知道了什么是激光加工，那么飞秒激光超微细加工和普通的激光加工又有什么区别呢？ 飞秒激光技术 金属的氧化腐蚀一度是件让人头疼的事。如何让金属不在岁月中失去光泽？飞秒激光技术从光学手段入手，不但让金属免遭腐蚀，还能将其变成神奇的超疏水材料。 水是生命之源，哪怕在一些只能算作潮湿的地方，细菌等微生物都能够得以生存或成长；同时水也是许多化学反应所需的基本条件，比如因水的存在，金属会以不被察觉的速度氧化。 不过在许多地方，人们并不希望金属氧化或菌落滋生——比如室外的天线、飞机的机翼、煮饭的锅……人们期待将一些疏水、超疏水材料用在这些地方。 其实超疏水材料在我们身边比比皆是：“出淤泥而不染，濯清涟而不妖”的荷花、荷叶就是典型的超疏水材料，许多昆虫的足上也有超疏水材料，比如大名鼎鼎的水黾，它们正是靠着“不沾水的腿”，在水面行走如飞。 在疏水材料家族中，鲜见金属的身影。不过，美国罗切斯特大学光学院的物理学家郭春雷（音译）与同事最新的研究发现，利用一项叫作飞秒激光的技术，他们能够把金属变成比荷花还要疏水的“极疏水材料”。疏水效果之强，以至于水滴滴在金属表面不仅不会散开，甚至会不断弹起。 飞秒激光让金属获超疏水“技能” 这项听来让人难以置信的研究刊发于美国物理联合会1月20日出版的《应用物理杂志》上。郭春雷研究团队使用超高能且超短的激光脉冲来改变金属的表面，持续时间为毫微微秒（即飞秒）量级。他们用这样的超短飞秒脉冲轰击铂、钛、铜3种样品，获得了上述新型的表面材料。 这种工艺的优势在于“激光在金属上创造的结构本质上是材料表面的一部分。”郭春雷在近期的新闻报道中说，这意味着它们不会被擦掉，并且正是这些结构使得金属具有超级疏水性能。 据研究人员介绍，超能激光脉冲在金属表面刻蚀出大量肉眼不及的诸如洼坑、小珠状和细纹等“痕迹”，这些痕迹形成了密集分布且高低不平的纳米微结构。这种纳米微结构从根本上改变了金属表面的光学性质和润湿性质。 特氟龙是一种常规疏水材料，常作为“不粘锅”涂层的不二之选。但飞秒激光处理过的金属材料远比特氟龙光滑。水滴从特氟龙涂层表面滚落，需要在水滴滚落之前将这个表面倾斜到70度，而经飞秒激光轰击过的金属，只需要倾斜不到5度甚至不必倾斜，水滴就能从表面滚落。 1、 激光的定义 激光是由受激发射的光放大产生的辐射。 2、 激光的基本特性 单色性，方向性，相干性，高亮度。 3、 空间相干性与时间相干性 波在空间不同区域可能具有不固定的相位差，只有在一定空间范围内的光波才有相对固定的位相差，使得只有一定空间内的光波才是相干的。这种特性叫做波的空间相干性。 与波传播时间差有关的，由不确定的位相差导致的，只有传播时间差在一定范围内的波才具有相对固定的位相差从而相干的特性叫波的时间相干性。 4、 光子简并度 光子属于波色子，大量光子集合遵从波色-爱因斯坦统计规律，处于同态的光子数不受限制。虽然处于同一光子态的光子数并非严格的不随时间的变化，但其平均光子数是可以确定的。这种处于同一光子态的平均光子数成为光子简并度。 5、 激光器的基本组成及其应用 激光器一般包括三个部分。 激光器的基本结构由工作物质、泵浦源和光学谐振腔三部分组成。 激光技术是涉及到光、机、电、材料及检测等多门学科的一门综合技术，传统上看，它的研究范围一般可分为：激光焊接，激光切割，激光治疗，激光打标，激光打孔，激光热处理，激光快速成型，激光涂敷等。 6、 自发辐射 处于激发态的原子中，电子在激发态能级上只能停留一段很短的时间，就自发地跃迁到较低能级中去，同时辐射出一个光子，这种辐射叫做自发辐射。 7、 受激辐射 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。 8、 受激吸收 处于低能级的原子(l E )，受到外来光子的激励下，在满足能量恰好等于低、高两能级之差(E ?)时，该原子就吸收这部分能量，跃迁到高能级(h E )，即h l E E E ?=-。受激吸收与受激辐射是互逆的过程。 9、 激光产生的必要条件 受激幅射是产生激光的首要条件，也是必要条件。 工作物质必须具有亚稳态能级。 飞秒激光简介 ●飞秒激光和传统准分子的区别 ●飞秒激光的六大优势 ●飞秒激光优越性 ●飞秒激光安全性 ●飞秒激光看得见的优势 ●飞秒激光昂贵的原因 飞秒激光和传统准分子的区别 飞秒激光被视为神秘之光，是一种以脉冲形式运转的激光，持续时间非常短。只有几个飞秒（一飞秒就是10的负15次方秒，也就是1/1000万亿秒），它比利用电子学方法所获得的最短脉冲要短几千倍，是人类目前在实验条件下所能获得的最短脉冲。 飞秒激光完全是人类创造的奇迹。它能聚焦到比头发的直径还要小的空间区域，用来进行微精细加工。用飞秒激光进行切割，几乎没有热传递。美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室的研究人员发现，这种激光束能安全地切割高爆炸药。生物医学专家已将它作为超精密外科手术刀，用于视力矫正，既能减少组织损伤又不会留下后遗症，甚至可对单个细胞动精密手术或者用于基因疗法。https://www.360docs.net/doc/354964534.html,/ 让我们再来看看准分子激光是怎么工作的。准分子激光与生物组织作用时发生的不是热效应，而是光化反应。 所谓光化反应，是指组织受到远紫外光激光作用时，会断裂分子之间的结合键，将组织直接分离成挥发性的碎片而消散无踪。对周围组织则没有影响，达到对角膜的重塑目的，能精确消融人眼角膜预计去除的部分空间精确度达细胞水平，不损伤周围组织。它的波长短，不会穿透人的眼角膜，因此对于眼球内部的组织没有任何不良的作用。 常用的准分子激光术式有LASIK、LASEK、超薄LASIK和飞秒激光（这些术式均可加波前像差和虹膜定位技术）。LASIK、和超薄LASIK都是用板层刀制作角膜瓣，LASEK是用酒精制作角膜瓣，而飞秒激光是通过激光来完成对角膜瓣的制作，所以更精确更精准，术后的视觉质量会更好。 激光切割技术的原理及应用 1. 激光切割技术简介.................................. 2. 1.1 激光切割技术概述.............................. 2. 1.2 激光切割技术的原理 (4) 1.3 激光切割技术的发展历史 (5) 2. ...................................................................................................... 激光切割的特点........................................ 6. 2.1 激光切割的总体特点 (6) 2.2 CO2 激光切割技术的特点 (7) 2.3 半导体激光切割机.............................. 8. 2.4 光纤激光切割机................................ 8. 3. 激光切割技术的应用及发展前景 (10) 3.1 激光切割技术的市场现状 (10) 3.2 激光切割技术的应用 (12) 结论..................................................... 1. 3 激光切割技术的原理及应用 材料12A 文修曜 摘要 激光加工技术是一种先进制造技术，而激光切割是激光加工应用领域的一部分，激光切割是当前世界上先进的切割工艺。由于它具备精密制造、柔性切割、异型加工、一次成形、速度快、效率高等优点，所以在工业生产中解决了许多常规方法无法解决的难题。激光能切割大多数金属材料和非金属材料。 Abstract The laser processing technology is a kind of advanced manufacturing technology, and laser cutting is part of the laser processing applications, laser cutting is the current advanced cutting technology in the world.Because it has flexible cutting, stone processing, precision manufacturing, a forming, fast speed, higher efficiency, so in industrial production solved many conventional methods cannot solve the problem.Can laser cutting most of the metal materials and nonmetal materials. 关键词：激光切割的原理；激光切割的分类及特点；激光切割技术的应用 1. 激光切割技术简介 1.1 激光切割技术概述 激光切割是激光加工行业中最重要的一项应用技术。它占整个激光加工业的70%以上。激光切割与其他切割方法相比，最大区别是它具有高速、高精度及高适应性的特点。同时还具有割缝细、热影响区小、切割面质量好、切割时无噪声、切割过程容易实现自动化控制等优点。激光切割板材时，不需要模具，可以替代一些需要采用复杂大型模具的冲切加工方法，能大大缩短生产周期和降低成本。因此，目前激光切割已广泛地应用于汽车、机车车辆制造、航空、化工、轻工、电器与电子、石油和冶金等工 物理学前沿讲座——激光技术 物理学前沿讲座—— 激光技术 激光技术 一、引言 随着社会的发展，各类新型技术也如雨后春笋般破土而出。虽然世界第一台激光器早在1960年由赴美国的梅曼研发成功，而我国的第一台红宝石激光器也在1961年于长春问世。但在短短40多年的时间里，激光技术的应用发展得到了迅猛的发展。激光技术已与多个学科相结合形成多个应用技术领域。本文将从激光的由来，激光的特特，以及激光的应用几方面来介绍而、激光。二、正文 1、激光的由来 激光最初的中文名叫“镭射”，“莱塞”，是它的英文名字LASER的音译，是取自英文Light Amplification by Stimulation Emission of Radiation的各名词的头一个字母组成的缩写词，意思是“受激辐射的光放大”。激光的英文全名已完全表达了制造激光的主要过程。而在1964年按照我国著名科学家钱学森的建议将“光受激发射”改名为“激光”。 2、激光的特性 激光具有定向发光、亮度亮度极高、颜色极强、相位高度一致的特性。激光光波在空间叠加时，重叠区的光强分布会出现稳定的强弱相间的现象，因而我们可知激光是相干波，而普通光源发出的光，其频率、振动方向、相位不一致，而导致了普通光源是非相干波。 3、激光的应用 基于激光独特的性质，目前激光已被应用到生活、科研的方方面面。激光焊接、激光打孔、激光淬火，激光热处理、激光打标(许多矿泉水上的生产日期等)、玻璃内雕、激光微调、激光光刻、激光制膜、激光薄膜加工、激光封装、激光修复电路、激光布线技术、激光清洗、激光测距、激光医疗、激光雷达、激光武器、激光打印机等各个方面。下面就让我们来具体看一下最近几十年来在激光武器、激光医疗、激光雷达技术、光纤激光器等方面的取得的巨大的成果。 3、1激光武器 激光武器是利用激光辐射能量达到摧毁战斗目标或使其丧失战斗力等的作战武器，是一种利用沿一定方向发射的激光束攻击目标的定向能武器。其具有快速、灵活、精确和抗电磁干扰性等优异性能。在光电对抗、防空和战略防御中可发挥独特作用。它分为战斗激光武器和战略激光武器两种。激光武器将会成为一种常规的威慑力量。由于激光武器的速度是光速，因此在使用时不需要提前量。“鹦鹉螺”激光武器可谓是激光武器中的典型代表。在2000年10月25日以色列国防部就透露“鹦鹉螺”激光武器于6月6日，8月28日，9月22日进行三次激光武器系统系列试验中，分别成功击落了一枚、两枚、两枚“喀秋莎”火箭，进而成为世界上第一个成功击落火箭的战术高能激光系统。 图1 鹦鹉螺 3、2激光医疗 激光加工技术的发展和应用 激光是本世纪的重大发明之一，具有巨大的技术潜力，专家们认为，现在是电子技术的全胜时期，其主角是计算机，下一代将是光技术时代，其主角是激光。激光因具有单色性、相干性和平行性三大特点，特别适用于材料加工。激光加工是激光应用最有发展前途的领域，国外已开发出20多种激光加工技术。激光的空间控制性和时间控制性很好，对加工对象的材质、形状、尺寸和加工环境的自由度都很大，特别适用于自动化加工。激光加工系统与计算机数控技术相结合可构成高效自动化加工设备，已成为企业实行适时生产的关键技术，为优质、高效和低成本的加工生产开辟了广阔的前景。 一、激光加工技术的应用 目前已成熟的激光加工技术包括：激光快速成形技术、激光焊接技术、激光打孔技术、激光 切割技术、激光打标技术、激光去重平衡技术、激光蚀刻技术、激光微调技术、激光存储技 术、激光划线技术、激光清洗技术、激光热处理和表面处理技术。 激光快速成形技术集成了激光技术、CAD/CAM技术和材料技术的最新成果，根据零件的C AD模型，用激光束将光敏聚合材料逐层固化，精确堆积成样件，不需要模具和刀具即可快 速精确地制造形状复杂的零件，该技术已在航空航天、电子、汽车等工业领域得到广泛应用。 激光焊接技术具有溶池净化效应，能纯净焊缝金属，适用于相同和不同金属材料间的焊接。 激光焊接能量密度高，对高熔点、高反射率、高导热率和物理特性相差很大的金属焊接特别 有利。 激光打孔技术具有精度高、通用性强、效率高、成本低和综合技术经济效益显著等优点，已 成为现代制造领域的关键技术之一。 激光切割技术可广泛应用于金属和非金属材料的加工中，可大大减少加工时间，降低加工成 激光技术 基于受激发射放大原理而产生的一种相干光辐射。能够发射出激光的实际技术装置，称之为激光器。 一、发展简史 早在1917年，A.爱因斯坦为解释黑体辐射定律，首先提出了关于光的发射与吸收可经由受激吸收、受激辐射与自发辐射三种基本过程的假设。但在这以后相当长一段时间内，有关受激辐射的研究未能引起人们的足够重视。直到40年代末和50年代初，人们在研究射频和微波波谱学的过程中，才首次注意到利用物质体系特定能级间的粒子数分布反转和相应的受激辐射过程，来对入射的微波电磁辐射信号进行相干放大的可能。在此设想的推动下，美苏两国科学家小组分别独立地在1954年前后，研制成功第一批微波激射器装置，这是人们利用粒子数反转的受激辐射原理而实现对电磁辐射进行相干放大或振荡的第一次成功尝试。人们自然想到是否可把相同的原理推广到电磁波谱的光频波段，以产生强相干光辐射。1960年美国首次研制成功第一台激光器──红宝石激光器。以后不久，人们又相继成功地研制出一系列其他种类的激光器。 二、产生激光的基本原理 任何具有发光能力的物质都可以认为是由一些基本的微观粒子（原子、分子、离子等）所组成的；这些组成物质的粒子可分别处于具有不同能量的状态中；换句话说，可分别处于具有不同能量水平的能级上。一般情况下，粒子的能量状态的分布是不连续的，因此粒子的能级分布也是分立的。当粒子所处于的能量状态发生变化，或者说当粒子从一个能级向另外一个能级发生跃迁时，必然伴随着该粒子与其本身以外的其他客体（包括其他粒子、外部光场、外部声场等）发生作用与交换能量的过程。这里只考虑粒子与外界光场之间的相互作用与交换能量过程：当粒子由较高能级向较低能级跃迁时发射出光子；反之，当粒子由较低能级向较高能级跃迁 时吸收光子。具体说 来，对于一个处于较 低能级上的粒子而 言，它可吸收一个特 定频率的光场组成 基元──光子，而跃 迁到较高的能级；这 种过程称为受激吸 收过程或简称吸收 过程，满足的条件为 hν＝E1 - E o，这里hν 为一个被吸收光子 的能量( h为普朗克 常数, ν为光场频 率),E1 – E o＝?E为 高低能级之间的能 量差，如图a自发辐 射和受激辐射黑点 最新的全飞秒的手术过程与传统全激光飞秒比较，整个过程中只需要一台飞秒激光设备，操作上更省事，同时切口更小，角膜瓣不需要切开。 然而与半飞秒对比，全飞秒这项新技术的缺点也很明显： 1、光区范围最大仅有6.5mm：全飞秒的最大光区仅有6.5mm，常规为6.0mm。而光区范围往往影响到治疗范围，光区范围很狭窄的全飞秒激光，治疗范围也受到了严重限制：全飞秒无法治疗远视，治疗度数不能太低，也不能太高，一般只能治疗800~1000度的近视。而全激光飞秒的光区范围常规就已经可以做到8.0mm，如在波前像差引导下更可以做到9.5mm，矫正度数范围可从50-2000度。 2、无法在波前像差数据引导下进行个性化手术，对部分屈光度数高、眼部情况复杂的患者无法施行全飞秒激光手术。 3、损失更多角膜组织：为了要“无瓣”，全飞秒要在角膜上打两层激光，相比飞秒手术损失更多的角膜组织，这将进一步减少适合全飞秒激光手术的患者人群。 4、手术难度大，对手术医生经验、患者心理素质、手术环境干扰等要求很高，容易发生术中异常，导致对焦失误，激光手术位置偏离毫厘，术后效果就会差之千里。 5、无法施行二次手术：由于全飞秒激光采用无瓣方式取出角膜镜片组织来达到效果，这样的方式如果在术中出现异常情况，是无法马上进行修正的，只能等待6个月恢复期后再进行修补。而与传统全激光飞秒可以马上进行修正、术后可二次甚至是多次进行飞秒激光矫正手术不同，全飞秒是一种“一次性手术”，是无法进行二次近视矫正手术的。 全飞秒激光是一种采用新技术原理的激光手术方式，在术后创口恢复上有一定的优势，但在患者近视度数及眼部情况适应度上有相当的局限性，在对患者术后炫光散光、夜视力等效果保证的前提下，一般只有很小部分患者较为适合采用全飞秒激光手术，如果强行对并不适合的患者施行全飞秒激光手术，发生手术失败或术后效果不理想的机率不小；再从国内主流眼科医院的选择来看，因为全飞秒激光还未通过美国权威机构FDA认证，因此大多技术成熟的医院没有引进，应当是等待其进一步改进成熟后再考虑引进。而半飞秒经过近十年全球百万例的验证，是一种相当稳定成熟的激光手术，依旧是当前最安全、最主流、 患者适应范围最大的近视治疗激光手术，技术成熟非常安全，并发症的发生率几乎 为零。并且可以对各项参数进行精确调整及设置，安全性非常高，利用虹膜定位波前像差技激光光散射技术及其应用.
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