浅谈21世纪激光的发展与应用

合集下载

激光制造技术的应用与发展趋势

激光制造技术的应用与发展趋势

激光制造技术的应用与发展趋势激光制造技术是一项重要的现代制造技术。

它的应用范围广泛,可以用于制造各种高精度、高质量的零部件、元件和产品。

激光制造技术的发展趋势也非常明显,未来它将继续向着高效、高精度、智能化和多功能化的方向发展。

一、激光制造技术的应用激光制造技术主要包括激光切割、激光焊接、激光打标、激光烧结、激光雕刻和激光清洗等方面。

这些应用领域很广,可以应用到机械加工、电子、光学、医药、军事等领域。

下面就来详细介绍一下激光制造技术的主要应用。

1、激光切割激光切割是利用高能激光束对材料进行熔化、蒸发和燃烧,将材料切割成所需形状的加工技术。

激光切割技术具有高速、高精度、无残余、无变形等特点,广泛应用于金属材料、非金属材料和合金材料的切割加工。

激光切割已经成为大批量、高效的加工方式,例如在汽车零部件、电子设备、建筑材料等行业中广泛应用。

2、激光焊接激光焊接是利用激光束对金属材料进行加热和熔化,将两种或多种材料焊接在一起的一种加工方式。

激光焊接具有焊缝小、结构均匀、强度高等优点,被广泛应用在汽车、电子、航空航天、电力、医疗等工业领域中,尤其是在汽车制造和电子器件制造领域的应用更为广泛。

3、激光打标激光打标是利用激光束在材料表面进行刻印、打标的一种加工方式。

激光打标技术具有速度快、精度高、清晰度好等特点,在电子、航空、汽车、医疗等工业领域的标志、条形码、名称、编号等标识标记方面实现了生产自动化和信息化管理的目标。

4、激光烧结激光烧结是利用激光束对多层金属材料或复合材料进行加热和融合的一种加工方式。

这种加工方式可以用于制造各种高精度零部件和几何形态复杂的零部件,例如汽车发动机活塞、刀具等。

5、激光雕刻激光雕刻是利用激光束将图案、文字、图像等深度割刻在材料表面的一种加工方式。

激光雕刻技术广泛应用在商标、礼品、纪念品等的制造中。

6、激光清洗激光清洗是利用激光束对材料表面进行清洗、去污的一种加工方式。

激光清洗技术能够在金属表面清除氧化层、锈蚀、涂层、尘土等,使表面光洁度提高,广泛应用于汽车、机械、建筑材料等领域。

激光技术的发展和应用简介

激光技术的发展和应用简介

激光技术的发展和应用简介学院机电工程学院专业班级测控三班姓名学号摘要:激光是20世纪以来,继原子能、计算机、半导体之后,人类的又一重大发明,被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”和“奇异的激光”。

它的亮度约为太阳光的100亿倍。

本文简要的介绍了一下激光的起源和激光在中国的发展史,并在此基础上从工业、医疗、信息等几个主要领域简单介绍了激光技术的重要应用及其发展前景。

关键词:激光,发展,激光应用,激光技术一.激光的起源激光的理论基础起源于大物理学家‘爱因斯坦’,1917年爱因斯坦提出了一套全新的技术理论‘受激辐射’。

这一理论是说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”,简称激光。

1958年,美国科学家肖洛和汤斯发现了一种神奇的现象:当他们将钠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。

根据这一现象,他们提出了"激光原理",即物质在受到与其分子固有振荡频率相同的能量激励时,都会产生这种不发散的强光--激光。

他们为此发表了重要论文。

肖洛和汤斯的研究成果发表之后,各国科学家纷纷提出各种实验方案,但都未获成功。

1960年5月15日,美国加利福尼亚州休斯实验室的科学家梅曼宣布获得了波长为微米的激光,这是人类有史以来获得的第一束激光,梅曼因而也成为世界上第一个将激光引入实用领域的科学家。

1960年7月7日,梅曼研制成功世界上第一台激光器,梅曼的方案是,利用一个高强闪光灯管,来刺激在红宝石色水晶里的铬原子,从而产生一条相当集中的纤细红色光柱,当它射向某一点时,可使其达到比太阳表面还高的温度。

二.中国激光技术的发展“激光”一词是“LASER”的意译。

简述激光技术的发展史与应用前沿

简述激光技术的发展史与应用前沿

本科生课程作业(论文)简述激光技术发展史与应用技术前沿姓名:***学院:应用数理学院学号:********2015年9月13日简述激光技术发展史与应用技术的普及摘要20世纪以来物理学的基础研究不断推进科技的发展。

直至21世纪,我们无时无刻不享用着新技术给我们生活带来的便利。

而在各个领域均大规模投入使用的激光技术已经说明现代电子技术的先进性。

本文将结合课上所学内容,着重介绍激光技术概念的提出及激光器问世过程;从国内与国外的角度对比主流技术区别,同时简要介绍激光技术的应用。

关键词:光的产生;Laser;梅曼;国内;应用普及目录第1章引言第2章激光概念的提出与激光器的问世2.1自发辐射2.2 Laser概念的问世2.2.1受激辐射2.3以梅曼的红宝石激光器为开端第3章国内激光技术的发展3.1第一次听到“激光”3.2早期激光技术的发展第4章激光技术的应用4.1激光器的构成4.2激光器的特点4.3国内外前沿4.3.1国外:世界上最大的激光器4.3.2国内:矢量漩涡光束激光器研究取得突破参考文献第1章引言激光的最初的中文名叫做“镭射”、“莱塞”,是它的英文名称LASER的音译,是取自英文Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的各单词头一个字母组成的缩写词。

意思是“通过受激发射光扩大”。

激光的英文全名已经完全表达了制造激光的主要过程。

1964年按照我国著名科学家钱学森建议将“光受激发射”改称“激光”。

激光是20世纪以来,继原子能、计算机、半导体之后,人类的又一重大发明,被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”和“奇异的激光”。

它的亮度约为太阳光的100亿倍。

激光的原理早在 1917年已被著名的美国物理学家爱因斯坦发现,但直到1960 年激光才被首次成功制造。

激光是在有理论准备和生产实践迫切需要的背景下应运而生的,它一问世,就获得了异乎寻常的飞快发展,激光的发展不仅使古老的光学科学和光学技术获得了新生,而且导致整个一门新兴产业的出现。

激光技术的发展与应用

激光技术的发展与应用

激光技术的发展与应用激光技术是一种强大的工具,被广泛应用于科学、医学、工业和军事领域,它的独特性质使得它成为了现代技术中不可或缺的一部分。

本文将会讨论激光技术的发展历程,以及它在不同领域中的应用。

激光技术的发展历程激光技术最早由美国物理学家泰奇·豪斯(Theodore Maiman)于1960年发明,他使用了一种半导体材料来制造激光器,并建造了世界上第一台完全工作的激光器。

这被认为是激光技术的诞生。

近年来,激光技术得到了极大的发展,不仅材料和电子元件得到了改进,激光器的类型与功能也得到了改进。

随着技术的进步,激光技术已经成为了许多行业中必不可少的工具。

激光技术的应用1. 科学领域激光技术在科学领域中具有广泛的应用,比如光学测量和精密加工。

在这方面,激光技术的应用使得科学家们能够实现最小尺寸范围的研究,也能够对材料进行微小的锯切并研磨,或者在不损害其它部分的情况下将它们限制在某个特定的区域内。

2. 医学领域激光技术在医学领域中也有着广泛的应用,比如激光手术。

激光手术是一种微创手术,它通过激光光束使组织破裂,从而达到治疗效果,这种技术使得手术切口更小、更干净,并且患者恢复速度更快。

激光还可以用于治疗近视、激光去毛和激光焊接等操作。

3. 工业领域激光技术在工业领域中也有着广泛的应用,比如激光切割。

激光切割不但可以进行常规的金属切割,还可以进行复杂的雕刻和拼贴操作,这种方法对于需要精确准确的雕刻和拼贴的行业如电子产业和汽车制造业非常重要。

4. 军事领域激光技术在军事领域中也有着重要的应用,比如制导武器和激光测距。

激光制导武器是利用激光束对目标进行跟踪并指引武器击中目标,这种技术对于高精度的精确打击非常重要。

结论总之,激光技术的应用范围非常广泛,包括科学、医学、工业和军事领域。

虽然激光技术还有很多不足,但它已经成为了当今现代技术中的重要组成部分,并将在未来的发展中扮演更为重要的角色。

激光技术的应用前景与发展趋势

激光技术的应用前景与发展趋势

激光技术的应用前景与发展趋势随着科技的不断进步,激光技术已经广泛应用于各个领域,如制造业、医疗、通信、商业等,而且在未来还有更加广泛的应用前景。

一、制造业激光技术在制造业中广泛应用,可以用于切割、焊接、打孔等。

激光切割比传统的切割工艺更加精准,可以将金属、玻璃、塑料等材料切割成各种形态。

激光焊接的速度比传统的焊接方法更快,而且不会产生气泡和污染物。

激光打孔可以在微小的孔径上进行精确打孔,可以应用于微型电子产品和精密仪器装备的生产。

二、医疗激光技术在医疗设备中有着重要的地位,比如手术用激光切割斑痕、治疗静脉曲张、激光疗法等。

激光切割斑痕是一种非侵入性的治疗方法,可以减轻或完全消除斑痕。

静脉曲张患者通常需要进行手术治疗,而激光治疗只需要几分钟就可以完成。

激光疗法可以杀死癌细胞,有一定的治疗效果。

三、通信激光通信是一种新兴的通信技术,它能够实现更快的数据传输速度和更高的传输容量。

与传统的电信技术相比,激光通信可以将数据传输率提高数千倍,还可以在狭小的空间中传输数据。

未来,激光通信技术有望在卫星通信、智能交通、智能家居等领域得到广泛应用。

四、商业激光技术在商业领域的应用也越来越多,如激光显示、激光雕刻、激光扫描等。

激光显示技术可以实现更高清晰度、更鲜明的色彩和更快的响应速度。

激光雕刻可以将文字、图案等刻在各种物品上,如衣服、皮具、玻璃、金属等。

激光扫描可以将实体模型转换成3D数字模型,是数字化制造和3D打印等领域的基础技术。

总结来说,激光技术的应用前景和发展趋势非常广阔,可以应用于制造业、医疗、通信、商业等各个领域,并且未来还将有更多的应用场景。

因此,提供更加高效、精准和便捷的激光技术已经成为许多行业的迫切需求,需要我们持续不断地进行技术创新和研发,以应对未来的挑战。

激光技术发展趋势及未来应用方向

激光技术发展趋势及未来应用方向

激光技术发展趋势及未来应用方向在过去几十年中,激光技术已经成为科学和工业领域中不可或缺的工具。

从初始的实验室研究到如今的各行各业的应用,激光技术的发展一直在持续前进。

本文将探讨激光技术的发展趋势及未来应用方向。

随着技术的不断进步,激光技术正不断扩展其应用领域。

激光技术在医疗领域的应用已经取得了巨大的成功。

例如,激光手术可以在微创手术中取代传统的切割工具,减少创伤和出血。

激光还可以用于激光疗法,用于治疗癌症和其他疾病。

此外,激光还可以用于眼科手术,如激光近视手术和激光白内障手术。

随着医疗技术的进一步发展,激光技术将继续在医疗领域发挥重要作用。

除医疗领域外,激光技术在制造业中也扮演着重要的角色。

激光切割、焊接和打孔等技术已经成为现代制造业中常见的工艺。

由于激光技术具有高精度、高效率和无接触的特点,它在制造业中的应用前景非常广阔。

未来,随着激光技术的进一步改进和创新,它有望在3D打印、光学制造和纳米技术等领域发挥更大的作用。

另一个激光技术的未来应用方向是通信和信息技术领域。

激光技术已经成为光纤通信中的核心技术。

激光器的高功率和高频率特性使得光信号能够长距离传输,并且具有较高的传输速度和低的能量损耗。

激光通信技术的不断改进将带来更高的数据传输速度和更稳定可靠的通信网络。

此外,激光技术在能源领域也有着广泛的应用前景。

激光技术可以用于太阳能光伏电池的制造,提高太阳能的转换效率。

激光还可以用于核聚变研究,帮助实现可控核聚变反应,为未来的清洁能源提供可能性。

激光还可以用于地下能源勘探和矿产资源开发,提高勘探和开采效率,减少环境破坏。

激光技术的发展趋势也包括对激光器本身的改进。

高功率激光器的研发一直是激光技术的重要方向。

高功率激光器可以用于材料加工、激光武器和科学实验等领域,但目前还面临着能量损耗、散热和成本等问题。

随着材料科学和激光技术的进步,预计高功率激光器将变得更加高效、稳定和可靠。

另外,激光技术的微型化和便携化也是未来的趋势之一。

化学激光在21世纪的发展和应用前景

化学激光在21世纪的发展和应用前景
维普资讯
第2 2卷
第 2期
Hale Waihona Puke 广 东 教 育 学 院 学 报
J u n l f a g o gEd c to n tt t o r a o Gu n d n u a inI s u e i
20 0 2年 5月
Ma 0 2 y2 0
Vo _ 2 No 2 l2 .
2 化 学激 光
2 1 化 学 激 光 的 定 义 .
化学 激 光 是 通 过 化 学 反 应 直 接 产 生 非 渡 尔 茨 曼分 布 的 激 发 态 工 作 粒 子 ( 子 子 、 原 分 自由基 等 ) 而得 到 的 激 光 . 义地 说 化学 激 光 是 指 激 活 介 质 的 粒 子 数 反 转 是 通 过 释 能 化 学 反 应 实 现 的 激 光 系 统 . 条 件 是 :1 广 其 ㈨ 有 化 学 激 光 的能 源 即 有 释能 的化 学反 应 ; 据 皮 门 特 ( ・C ・ Pm 根 G i e 1提 出 的 分 类 方 法 , 约 有 下 列 几 种 me) 大 反 应类 型 : 儿 ㈣ 1 )三原 子 交 换反 应 H C Hc ‘ I 一 l +C ( I 光 ) F H2 HF 4 H( I HC 激 ;T 一 ‘ - HF激 光 ) ;
1 激 光
当光 ^射 介质 后 . 介 质 中受 激 辐射 太 于吸 收可 形 成 激 光 光 器 由 激励 能 源 ( 浦 源 )工 作 物 质 、 学 该 激 泵 、 光 谐 振腔 三 部 分 组 成 激光 器 的类 型接 工 作 模 式 分 为 :1连 续渡 ( w) 光 器 ;2 脉 冲 激 光 器 ;3 Q 开 关 激 光 () c 激 () () 器 ;4 模 式 锁 定激 光 器 I 对 介 质 进 行 激 发 的 方 式 分 为 :) 体 激 光 器 如 红 宝 石 激 光 器 、 YAG( 铝 石 () 接 1固 Nd 钇 榴 石 激 光 器 ) 2 气 体 激 光 器 如 He N ;) e激 光 器 O C 激光 器 ;) 料 激 光 器 如 罗 丹 明 类 、 豆 素 类 、 光 素 3染 香 荧 类 ;) 导 体 激 光 器 如 P S Te 盐 二 极 管激 光 器 ;5 化 学 激 光 器 如 HF激 光 器 _l ” 激光 的特 点 是 方 4半 b n 铅 () l 向 性好 、 度 高 、 色 性 好 、 干性 好 , 普 通 光 源 无 法 比 拟 的. 作 为 一 种 新 型 光 源 在 Ra n光 谱 、 光 光 亮 单 相 是 它 ma 荧 谱 、 射 光 谱 、o r r 换 红 外 光 谱 、 声 光 谱 等极 受重 视 2 _ 发 F ui 变 e 光 I “ (

激光的发展与应用前景展望

激光的发展与应用前景展望

激光的发展与应用前景展望激光技术始于20世纪60年代,迄今为止已经发展了近60年。

作为一种高度聚焦的能量源,激光技术在各个领域的应用越来越广泛。

本文将探讨激光的发展历程以及未来的应用前景。

第一部分:激光的发展历程激光技术最早出现在科幻作品中,然而,1960年美国物理学家梅澜斯发明了世界上第一台激光器,标志着激光技术的诞生。

最初的激光器是由具有受激发射能力的固体晶体制成的,但是随着科技的进步,激光器的类型也不断扩展,包括气体激光器、液体激光器和半导体激光器等。

这些不同类型的激光器具有不同的特点和应用领域,例如气体激光器广泛应用于切割、焊接和材料加工等领域,而半导体激光器则用于通信和激光照明等领域。

第二部分:激光技术在医疗领域的应用激光技术在医疗领域的应用已经发展了几十年,目前已经成为一种重要的治疗工具。

例如,激光手术已经在眼科、整形外科和皮肤科等领域取得了显著成果。

激光手术具有创伤小、恢复快的特点,对患者来说是一种低风险的治疗方式。

此外,激光技术还可用于准确定位和破坏癌细胞,从而为肿瘤治疗提供了新的途径。

第三部分:激光技术在通信领域的应用随着互联网的快速发展,人们对高速、高容量的通信需求也在不断增加。

激光通信技术因其高速、安全的特点被认为是未来通信的重要方向。

激光通信利用激光脉冲传输信息,具有比传统电信号传输更高的带宽和传输速度。

此外,激光通信还具有抗干扰能力强、难以窃听的特点,可以在军事通信和机密文件传输等领域发挥重要作用。

第四部分:激光技术在工业领域的应用激光技术在工业领域的应用也越来越广泛。

激光切割、激光焊接和激光打标等成为现代工业生产中重要的工具。

激光切割技术可以在减少材料浪费的同时提高生产效率,激光焊接技术可以实现高精度的焊接,激光打标技术可以在各种材料上实现标记和编码。

这些激光应用不仅提高了生产效率,还提高了产品质量和精度。

第五部分:未来激光技术的挑战与展望尽管激光技术在各个领域都取得了重要的进展,但仍存在一些挑战和限制。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

浅谈21世纪激光技术的发展与应用Discussion of laser development and applicationof 21 century专业:光电信息工程姓名:陈斐然学号:080212139指导老师:张磊21世纪激光技术的发展与应用摘要: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,提高通信安全等方面都发挥着极为重要的作用。

关键词:激光技术现代通讯激光通信光子晶体能量衰减Discussion of laser development and applicationof 21 centuryAbstract :Since the 20th century, laser is another major technological invention after the atomic energy, computer, semiconductor .Under the background of a full theories preparation and production practice needs,the laser technology arises at the historic moment. It comes out to obtain the unusually rapid development. Laser in modern communication field have a wide range of applications. In expanding communication capacity, easing communication frequency crowded and improving the communication security aspects, it plays an extremely important role.Key words:laser technology; modern communication; laser communications; photonic crystal; energy attenuation一、激光的发展历程1960年5月16日,世界上第一个激光器——红宝石激光器发出了一束神奇的光,它的名字叫“激光”。

最初中文的名称叫做“镭射”、“莱塞”,是它的英文名称LASER的音译。

LASER是英文“受激辐射的光放大”的缩写。

什么叫做“受激辐射”?他基于伟大的科学家爱因斯坦在1916年提出了的一套全新的理论。

这一理论是说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”,简称激光。

普朗克的能量子假说和爱因斯坦的光量子理论为量子电子学的发展奠定了基础。

特别是爱因斯坦1916年对辐射理论的分析,为激光提供了理论基础。

而美国马萨诸塞州坎布里奇的麻省理工学院的汤斯(CharlesH.Townes,1915—)也为此做出了不可磨灭的贡献。

他研究的是微波和分子之间的相互作用。

他计算出把分子束系统的高能态与低能态分开,并使之馈入腔中的条件。

他还考虑到腔中应充有电磁辐射以便激发分子进一步辐射,从而提供了反馈,保持持续振荡。

这时拍赛尔和庞德在哈佛大学已经实现了粒子数反转,不过信号太弱,人们无法加以利用。

当时人们已经认识到,粒子数反转是放大的必要条件。

汤斯认为是粒子没有办法放大。

他一直在苦思这个问题。

他设想如果将介质置于诸振腔内,利用振荡和反馈,也许可以放大。

汤斯很熟悉无线电工程,所以别人没有想到的,他先想到了。

汤斯开始按他的新方案进行工作。

这个组的成员有博士后齐格尔(H.J.Zeiger)和博士生戈登(J.P.Gordon)。

后来齐格尔离开哥伦比亚,由中国学生王天眷接替。

汤斯选择氨分子作为激活介质。

这是因为他从理论上预见到,氨分子的锥形结构中有一对能级可以实现受激辐射,跃迁频率为23870 MHz。

氨分子还有一个特性,就是在电场作用下,可以感应产生电偶极矩。

氨的分子光谱早在1934年即有人用微波方法作出了透彻研究。

1946年又有人对其精细结构作了观察,这都为汤斯的工作奠定了基础。

汤斯小组历经两年的试验,终于在1953年制成了第一台微波激射器,取名为“微波激射放大器”(Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation),简称MASER(微波激射器)。

与此同时,还有几个科学集体在尝试实现微波的放大。

其中在苏联有莫斯科的列别捷夫物理研究所普洛霍洛夫和巴索夫的小组,他们一直在研究分子转动和振动光谱,探索利用微波波谱方法建立频率和时间的标准。

他们认定,只要人为地改变能级的集居数就可以大大增加波谱仪的灵敏度,并且预言,利用受激辐射有可能实现这一目标。

他们也用非均匀电场使不同能态的分子分离,不过他们的装置比汤斯小组的晚了几个月才运转。

但是这并不是真正的激光器!普罗霍罗夫所依据的原理是物质中电子的受激发射效应。

实际上就是爱因斯坦早在1916年就提出的受激辐射概念。

一个能放大的系统,如果适当加大正反馈,就能形成振荡。

这就是量子放大与量子振荡的基本原理。

氨分子激射器作为第一个量子电子学器件,有其重要的历史意义。

它制成后不久,就被做成氨分子钟,作为时间和频率的基准。

但由分子束或气体制成的微波激射器波段有限,浓度低,功率小。

还有待于继续发展。

后来普罗霍罗夫把氨分子激射器的工作波长减小到亚毫米量级,把频率提高了一两个量级。

从1955年起,普罗霍罗夫又把注意力转向顺磁共振微波激射器,他在几年内研究了一系列顺磁晶体的顺磁共振与弛豫特性,并于1958年获得了微波激射。

1958年普罗霍罗夫和汤斯分别发表文章,指出光学中使用的法布里一伯罗标准具可用作从亚毫米波直到可见光波段的谐振腔。

在他们的理论指导下,两年后就发明了激光器。

但在当时激光器的功率还很低,另一位科学家——巴索夫对此做出了重要的科学贡献——对半导体激光器的研究。

早在第一台激光器问世以前,巴索夫在1959年就提出了半导体激光器的方案。

在半导体上加上足够强的脉冲电场,在强电场作用下,大量原子通过碰撞而被电离,导带中的电子数及价带中的空穴数均急剧增多。

当电场撤去后,在一定条件下,可以产生粒子数反转状态。

1961年,巴索夫又提出p-n结注入式激光器的原理,发表于苏联《实验与理论物理》杂志上。

他还导出了产生受激发射的条件。

据此,好几个研究组在1962年先后制成了半导体激光器。

巴索夫用砷化锌(GaAS)在77 K 下获得近红外光的受激辐射。

这种类型的激光器后来得到不断的完善,改进了结构,降低了阈值电流,提高了效率,压缩了激光线宽,特别是使其能在室温下工作。

到了70年代后期,已逐渐形成了在应用上大发展的局面。

成为当前应用最广的一种半导体激光器。

至此,真正的激光器便诞生了!可见它的诞生真是历尽了千辛万苦!但是它却发挥着难以想象的巨大的作用!二、激光的特点与分类激光有亮度高,方向性好,单色性好,相干性好等特点。

它的能量高度集中,比太阳表面的亮度高几百亿倍,可产生几万度的高温。

可以来诱发化学反应,甚至可以引发热核聚变!不仅如此,激光发射后发射角非常小,射出20公里,光斑直径只有20——30厘米,因此做成的测距仪精度非常高!它的波长基本一致,谱现宽度非常窄,颜色很纯,由于这个特性,激光在通信技术中应用很广——现在有激光雷达,激光卫星等多种通讯设备!激光器的结构激光器是产生激光的装置。

它主要由工作物质、激励源和谐振腔三部分组成。

按运转(工作)方式分,有连续波、单脉冲、重复脉冲和波长可调激光器等;按激励方式分,有光激励、电激励、热激励、化学激励和核激励激光器等;按工作物质的不同,分为固体、气体、半导体、染料、化学和自由电子激光器等。

固体激光器。

用固体材料作为激光器的工作物质。

这类激光器的特点是小而坚固,功率较高。

气体激光器。

用气体作为激光器的工作物质。

其特点是能以脉冲和连续两种方式工作。

半导体激光器。

用半导体作为激光器的工作物质。

其最大的特点是体积小、种类多、效率高、使用方便。

染料激光器。

工作物质是有机染料。

其特点是工作波长连续可调(波长分布在0.32~1.3微米),主要用于科研领域。

化学激光器。

通过化学反应提供能量,形成受激辐射的激光器。

其特点是:频率高,光子能量大,穿透力强,破坏效能高。

自由电子激光器。

工作物质是电子束。

其特点是输出功率高,因此而成为战略激光武器的首选器件。

三、激光的应用1.激光在科技上的应用事实上,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。

第一,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。

垂直腔面发射激光器(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。

相关文档
最新文档