【【激光应用技术——主要知识点】】讲解
图文并茂知识点总结
图文并茂知识点总结激光技术是一种应用广泛的现代科技，它利用激光器产生的强烈光束进行各种物理、化学、生物和工程领域的研究和应用。
激光技术具有高亮度、单色性、高调制速度、高光束质量等优点，被广泛应用于医疗、通信、材料加工、测量、激光雷达等领域。
本文将对激光技术的原理、分类、应用领域等方面进行详细介绍。
激光技术的原理激光技术是利用能级布居反转原理产生的一种特殊光，它的产生基础是三个元素：增强腔、增益介质和能量泵浦。
激光器内有一个能量增益的介质，当外加能量使介质原子的电子跃迁至高能态时，使其处于非平衡态，利用受激辐射使一部分引起自发辐射，这些辐射在同样频率、同样相位和同样方向上增强产生激光。
激光器内的原子和离子都被激发到高能级，这样的反转能级布居被称为“布居反转”。
激光技术的分类激光技术根据其发射波长、激发方式和应用领域的不同，可以分为不同的类型。
按照波长分，可以分为紫外激光、可见光激光和红外激光；按照激发方式分，可以分为气体激光、液体激光、固体激光和半导体激光；按照应用领域分，可以分为工业激光、医疗激光、通讯激光和科研激光。
每种类型的激光技术都有其独特的特点和应用范围。
激光技术的应用领域激光技术广泛应用于医疗领域、工业领域、通信领域和科研领域。
在医疗领域，激光技术可以用于眼科手术、皮肤治疗和肿瘤治疗；在工业领域，激光技术可以用于材料切割、焊接和雕刻；在通信领域，激光技术可以用于光纤通信和激光雷达；在科研领域，激光技术可以用于原子分子物理、光学和激光化学等研究。
激光技术的应用领域不断扩大，为人类社会的进步和发展做出了重要贡献。
激光技术的发展趋势随着科技的不断发展，激光技术也在不断创新和进步。
未来，激光技术将会在医疗、生物、材料等领域发挥更大的作用。
例如，在医疗领域，激光手术技术将会更加精确和可靠；在生物领域，激光成像技术将会更加高效和高清晰度；在材料领域，激光制造技术将会更加灵活和可持续。
同时，激光技术的成本也将会更加低廉，使其更加广泛地应用于各个领域，并且会和其他相关技术相结合，从而产生更多创新的应用和产品。
激光技术与应用复习知识点
激光技术与应⽤复习知识点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。
激光原理与应用讲教学课件
激光设备应在指定的、安全的场所使用，并确保该场所没有其他人 员或物体受到激光的潜在危害。
规定操作流程
使用激光设备前，必须阅读并理解操作手册，并按照手册中的步骤 进行操作。任何违反操作流程的行为都可能导致严重的后果。
定期检查和维护
激光设备应定期进行检查和维护，以确保其处于良好的工作状态，并 消除任何潜在的安全隐患。
亮度高
激光的能量密度很大，亮 度高，可以在很短的时间 内集中很大的能量
激光的分 类
按工作物质分类 气体激光器、液体激光器、固体激光 器、化学激光器和自由电子激光器等
按输出波长分类
远红外激光器、近红外激光器、可见 激光器、紫外激光器、X射线激光器 和超短激光器等
材料加工
01
02
利用激光的高能量密度，实现金属和非金属材料的切割、 焊接、打孔等。
应用：汽车制造、航空航天、电子制造。
03
04
激光快速成型
利用激光制造三维物体，具有速度快、精度高、成本低 等优点。
05
06
应用：产品原型制造、医疗器械制造。
04 激光技术的前沿 与展望
高功率激光技 术
总结词
高功率激光技术是目前激光领域的前沿技术之一，是推动激光技术进步的重要力 量。
激光原理与应用教学课件
contents
目录
• 激光原理概述 • 激光原理的基本概念 • 激光器件及应用 • 激光技术的前沿与展望 • 激光安全与防护
01 激光原理概述
激光的产生
激光是受激辐射光放大的简称，是原子或分子中的电子在吸收能量后，从低能级跃 迁到高能级，再从高能级回落到低能级时，释放的能量以光子的形式放
详细描述
光纤激光器利用光纤作为增益介质，具有体积小、散热效果好、易于维护等优点。同时，光纤激光器的光束质量 也优于传统固体激光器，能够实现更远距离的传输和更好的聚焦效果。目前，光纤激光器已经被广泛应用于工业、 医疗、军事等领域。
激光应用技术讲解
激光光谱、激光 雷达、激光武器
•激光打标、激光 打孔、激光裁床、 激光切割、激光 绣花
•激光诊断、激光 治疗
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三、 在医疗和生命科学研究方面的应用：
Ⅰ）激光手术治疗。半导体激光已经用于软组织 切除，组织接合、凝固和汽化。普通外科、整形 外科、皮肤科、泌尿科、妇产科等，均广泛地采 用了这项技术。
Ⅱ）激光动力学治疗。将对肿瘤有亲合性的光敏 物质有选择地聚集于癌组织内，通过半导体激光 照射使癌组织产生活性氧，旨在使其坏死而对健 康组织毫无损害。
二、 在产业和技术方面的应用：
Ⅰ光纤通信。光纤通信已经成为当代通信技术 的主流。半导体激光器是光纤通信系统的唯一实 用化的光源。
Ⅱ）光盘存取。半导体激光已经用于光盘存储器， 其最大优点是存储信息量很大。采用蓝、绿激光 能够大大提高光盘的存储密度。
Ⅲ）光谱分析。远红外可调谐半导体激光器已经 用于环境气体分析，监测大气污染、汽车尾气等。
激光应用技术
随着科技的发展，激光已经从一个 遥不可及的高科技产品步入人们的 生活。激光的应用非常广泛，如用 于科技,医学,工业,通信等领域。我们 熟知的有：光纤通信、 激光切割、 激光焊接、激光武器、激光唱片、 镭射治疗等
光纤通信 军事科技 工业生产 医疗卫生
•光纤常被用于传 达电话、构建网 络，信号衰减小、 抗干扰能力高
激光原理及应用的重点
激光原理及应用的重点激光的原理•激光的定义：激光是一种特殊的光，具有高度的单色性、相干性和高能量密度。
•激光的产生原理：通过激活介质内的原子或分子，使其能级发生跃迁，从而形成电子的激发态。
当激发态的电子跃迁回基态时，会释放出能量，产生一种相同频率和相位的光子，从而形成激光。
•激光的特点：–高度的单色性：激光是一种具有非常狭窄频率范围的光，可以达到非常高的色纯度。
–高度的相干性：激光的光波具有相同的频率和相位，相干性极强，能够产生干涉、衍射等现象。
–高能量密度：激光的光束能够聚焦成非常小的点，从而使能量密度非常高。
激光的应用领域激光技术在众多领域中得到了广泛应用，以下是几个重要的领域。
1. 激光在医学中的应用•激光手术：激光可以用于各种手术，例如眼科手术、皮肤手术等。
激光手术具有创伤小、出血少、恢复快的优点。
•激光治疗：激光可以用于治疗各种疾病，如癌症、心血管病等。
激光治疗可以精确地破坏病变组织，减少对正常组织的损伤。
•激光成像：激光可以用于医学成像，例如X光激光成像、超声激光成像等。
激光成像技术可以提高医学诊断的准确性。
2. 激光在通信中的应用•光纤通信：激光可以通过光纤传输信息，实现高速、高带宽的通信。
光纤通信具有抗干扰性强、传输距离远的优点。
•激光雷达：激光雷达可以用于无线通信、测距等应用。
激光雷达可以实现高精度的测量和定位。
3. 激光在材料加工中的应用•激光切割：激光可以用于各种材料的切割，如金属、塑料等。
激光切割具有高精度、快速、光滑的优点。
•激光焊接：激光可以用于材料的焊接，可以实现高焊接强度和高精度。
•激光打印：激光可以用于打印，例如激光打印机、激光打标机等。
激光打印具有高清晰度、耐久性好的优点。
4. 激光在科研中的应用•激光光谱学：激光可以用于光谱分析，例如拉曼光谱、荧光光谱等。
激光光谱学可以提供物质的结构信息和成分分析。
•激光干涉仪：激光干涉仪可以用于精密测量，例如长度测量、形状测量等。
激光知识点总结
激光知识点总结一、激光的工作原理激光是由激光管或半导体激光器等激光器件产生的一种特殊的光，其产生过程涉及到激发、放大和辐射三个过程。
激发过程是激光器内部能级的粒子被外部能量激发，处于高能级，即被激发态。
放大过程是被激发态的粒子受到反射膜的作用，在激光谐振腔内不断来回运动，使得光子通过受激辐射不断放大，形成激光能量。
辐射过程是形成激光光束的过程，激光能量通过谐振腔的光学放大产生足够的光强，经过半透过膜射出。
二、激光的分类根据激光器产生的机理、工作波长和应用领域不同，激光可以分为不同的类型。
常见的激光器包括气体激光器、固体激光器、半导体激光器等。
气体激光器主要包括CO2激光器、氩离子激光器等，工作波长主要在10.6微米和0.5微米左右。
固体激光器主要包括Nd:YAG激光器、Nd:YVO4激光器等，工作波长主要在1微米左右。
半导体激光器主要包括GaAs激光器、InGaN激光器等，工作波长主要在可见光和红外光区域。
三、激光的应用激光在各个领域都有着广泛的应用，包括医学、通信、材料加工等。
在医学领域，激光可以用于手术、治疗、检测等，例如激光近视手术、激光溶脂手术等。
在通信领域，激光可以用于光纤通信、激光雷达等，实现了信息的高速传输和大容量存储。
在材料加工领域，激光可以用于切割、焊接、打标等，高精度、高效率、非接触等优点，深受制造业的青睐。
四、激光的安全问题激光的应用虽然带来了很多便利，但同时也伴随着一些安全问题。
激光具有高能量密度、强聚焦性和直线传播性，如果被不当使用，可能会导致眼睛、皮肤等组织的损伤。
因此，在激光使用过程中，需要采取一系列的安全措施，包括佩戴防护眼镜、设置相应的警示标识、限制激光输出功率等，确保激光的安全使用。
总之，激光作为一种重要的光学技术，在科研和工程实践中有着广泛的应用，具有很高的经济和社会效益。
通过深入理解其工作原理、分类和应用等，可以更好地把握激光的特点和优势，更好地应用于实际工作中。
激光应用技术的原理和特性
激光应用技术的原理和特性概述激光应用技术是指利用激光器产生的激光束在科学、工程和医疗领域中进行各种应用的技术。
激光应用技术的发展在各个领域都取得了巨大的成就，具有广泛的应用前景。
本文将介绍激光应用技术的原理和特性。
原理激光应用技术的原理基于激光器的工作原理。
激光是一种具有高度定向性、单色性和高能量密度的电磁辐射。
激光器通过在激光介质中产生受激发射的过程来产生激光。
这个过程包括三个步骤：1.激发：激光器通过外部能源的输入来激发激光介质中的原子或分子，使其处于高能级状态。
2.受激发射：当被激发的原子或分子回到低能级时，它们会通过与入射光子碰撞并吸收能量的方式来产生新的光子，这个过程称为受激发射。
3.光放大：受激发射的光子会在激光介质中迅速传播并激发周围原子或分子，使它们也发生受激发射的过程。
这样产生的光子会与已存在的光子发生相互作用，使光强度不断增强，直到产生一束高强度的激光束。
特性激光应用技术具有以下几个主要特性：1.高度定向性：激光束具有极高的定向性，光的传播方向非常集中，可以准确地照射到目标物体上，实现精确的切割、焊接等操作。
2.单色性：激光束是单色的，只包含一个特定波长的光，可以被精确控制和调节。
这种单色性使得激光在光谱分析、通信等领域中具有独特的应用价值。
3.高能量密度：激光具有高能量密度，可以在很小的面积上传递大量的能量。
这使得激光在材料加工、医疗治疗等领域中可以实现高效的能量传递和精细的操作。
4.快速响应：激光器的开关速度非常快，可以在纳秒乃至皮秒的时间内完成开关，从而实现高速、精确的操作。
5.高稳定性：激光器具有高度稳定的性能，光的输出特性在很长时间内保持一致，不受外界环境的影响。
这种稳定性使得激光器在科学研究、光学测量等领域中得到广泛应用。
应用领域激光应用技术在各个领域中都具有广泛的应用。
下面列举了一些常见的应用领域：•制造业：激光在制造业中广泛应用于切割、焊接、打孔和打标等工艺，可以实现高精度和高效率的生产。
《激光应用技术基础》考试知识点.
《激光应用技术基础》考试知识点
《激光应用技术基础》是“光学工程”、“测试与计量技术”及相近专业本科
生专业课，它综合了《工程光学》、《光电技术》、《激光原理与技术》等课程的内容，具有知识面宽、有一定深度等特点。
为了帮助考研学生抓住重点又不忽略基
础知识，本大纲列出了应掌握的知识点，在这些知识点之下，又分为基础知识和
重点难点两部分。
一．应掌握的知识点：
1.激光的特性
2.激光辐射原理
3.激光器的类型
4.激光在军事技术中的应用:测距、制导和光电对抗的技术原理和国内外的技术
现状
5.生物体的光学特性和激光对生物体的作用机理
6.激光核聚变原理和国内技术现状
7.激光通信中的激光光源
二．基础知识：
1.激光器的分类和典型器件
2.激光的四大特性
3.激光辐射原理：三种跃迁过程、三能级和四能级的结构模型、粒子数反转
4.半导体激光器：同质结、异质结和量子阱半导体激光器的结构特点和优缺
点
5.激光光束特性，LD光束特性
6.自聚焦光纤的聚焦原理和传像光束分辨率、占空比概念
7.两项重要的激光技术：调Q和稳频
三．重点和难点：
1.阶跃型光纤的数值孔径和全反射临界角的计算；
2.脉冲激光测距原理，以及对激光器的特殊要求；
3.激光通信中的数字调制技术;
4.激光医学中的“光CT”和“OCT”技术的原理和区别;
5.影响激光束聚焦光斑直径的因数和焦斑直径计算方法
参考书目：朱林泉、朱苏磊《激光应用技术基础》.国防工业出版社，2004年8
月。
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激光原理部分主要知识点
第一章
●光的特性
●光速、频率和波长三者的关系
●光波平面波方程、球面波方程
●光量子理论公式
●能级、基态、激发态、简并能级、简并度
●玻尔兹曼分布、粒子数反转
●辐射跃迁、非辐射跃迁
●黑体、黑体热辐射、平衡的黑体热辐射
●自发辐射、受激辐射、受激吸收
●光谱线型函数、光谱线宽度
●自然增宽（经典理论、量子解释）
●碰撞增宽
●多普勒增宽
●均匀增宽、非均匀增宽
●光学谐振腔原理及其作用
●受激辐射的三个基本条件
第二章
●稳定腔、不稳定腔
●共轴球面腔的稳定性条件
●共轴球面腔的稳定图
●稳定图的应用
●三能级系统、四能级系统
●增益饱和
●均匀增宽介质的增益饱和
●非均匀增宽介质的增益饱和
●激光器的损耗（内部损耗、镜面损耗）
●谐振腔的稳定出光过程
第三章
●菲涅耳-基尔霍夫衍射公式（了解）
●自再现模
●基模、高阶横模、掌握横模光斑序数定义
●激光的纵模原理、会求纵模个数
●高斯光束及其特性
●束腰半径
●高斯光束的相位分布
●高斯光束的远场发散角
●高斯光束的高亮度
●高斯光束的主要参量公式
●激光器的线宽极限的产生原因
第四章
●纵模竞争
●掌握激光器的三种纵模选取方法及原理
●激光器的横模选取原理及选模方法
●影响激光频率稳定的原因
●频率稳定度、频率复现度
●主动式稳频、被动式稳频
●饱和吸收法、兰姆凹陷法稳频原理
●高斯光束通过薄透镜的变换计算方法
●高斯光束的聚焦、准直、扩束
●激光调制技术分类（了解）
●激光偏转技术分类（了解）
●激光调Q概念、原理、方法分类
●激光锁模技术概念、原理分类（了解）
第五章
●激光器的分类
●固体激光器的特点、应用
●红宝石激光器的发光原理、特点、应用
●YAG激光器的发光原理、特点、应用
●固体激光器的泵浦系统
●几种新型固体激光器
●气体激光器特点、应用
●氦氖激光器的发光原理、特点、应用
●二氧化碳激光器的发光原理、特点、应用
●氩离子激光器的发光原理、特点、应用
●染料激光器的发光原理、特点、调谐方法、应用
●半导体激光器的发光原理、特点、应用
●其它激光器（准分子激光器、自由电子激光器、化学激光器）的原理和特点。
激光应用部分主要知识点
第六章激光在精密测量中的应用（重点掌握）
●激光干涉测长的原理
●激光干涉测长系统的组成
●干涉仪中常用的反射器件
●移相器及移相方法
●干涉条纹计数和判向
●（补充）激光跟踪干涉仪
●激光外差干涉测量技术特点
●双频激光干涉仪测长、测角原理
●（补充）全息干涉测量技术原理、特点、应用
●（补充）散斑干涉测量技术原理、特点、应用
●（补充）激光光纤干涉测量技术原理、特点、应用
●激光衍射测量原理、特点、应用
●激光测距的原理、应用
●脉冲测距原理
●相位测距原理
●激光准直测量原理、应用
●激光多普勒测速（了解）
●激光环境计量（了解）
第七章激光加工技术（了解）
第八章激光医学应用（了解）
第九章激光在信息技术中的应用（了解）第十章激光在科学技术中的应用（了解）。