激光技术及其应用 ppt课件
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Ti:s
Ti:s
Compressor
GR
ppt课件
Ti:s oscillator SESAM
532nm Nd:YAG 532nm Nd:YAG 532nm Nd:YAG GR
12
1、飞秒激光技术
ppt课件
13
1、飞秒激光技术
ppt课件
14
1、飞秒激光技术
ppt课件
15
1、飞秒激光技术
Intensity (dBm)
Time(ps)
27
2、激光与物质相互作用机理
ppt课件
28
激光技术及其应用
电子工程学院
2015年1月18日
ppt课件
11
主要内容
• 飞秒激光技术 • 激光与物质相互作用机理 • 微纳加工应用 • 出访院校介绍 • 溅射沉积镀膜技术 • 激光雷达技术 • 总结与期望
ppt课件
2
1、飞秒激光技术
飞秒激光的主要特点
具有激光的共同特点， 同时 1. 超短脉冲 1fs = 10-15 s 2. 超强功率（瞬时功率，可达到百万亿瓦） 当它被聚焦到亚微米的空间区域，激光电磁
2、激光与物质相互作用机理
ppt课件
24
2、激光与物质相互作用机理
• 1975、S. I. Anisimov et. al从一维非稳态热传导 方程出发，考虑到超强脉冲时光子与电子及电 子与晶格两种不同的相互作用过程，列出了电 子与晶格的温度变化微分方程，即双温方程：
Ce
t
Te
x
k
x Te
g(Te
Wavelength(nm)
ppt课件
17
1、飞秒激光技术
ppt课件
18
1、飞秒激光技术
抽运光功率提高到１２．５ Ｗ 后，压缩后脉冲宽度为
１２４ｆｓ，此时脉冲宽度最窄，单脉冲能量为
１．５６μＪ，峰值功率１ppt２课件．６ＭＷ
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1、飞秒激光技术
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1、飞秒激光技术
ppt课件
21
2、激光与物质相互作用机理
Stretcher
（ ×103-105 ）
Amplifier
（×103）
ppt课件
Compressor
（÷ 103-105 ）
11
1 飞 秒 激 光 技 术
YVO4
Stretcher Gain amplifier
Pre-amplifier Energy amplifier
GR PC1
Ti:s PC2
(1)
Ci
t
Ti
g (Te
Ti )
(2)
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2、激光与物质相互作用机理
Electron Temperature(k)
1800 1600 1400 1200 1000
800 600 400 200
0.8 1.2
g=0.4 (×10 17w/m3K)
0123456
Delay Time(ps)
2
-20
1
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400
500
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Wavelength(nm)
15
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0
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1000
1 1100
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Input Spectrum
2
100mW
3
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4
300mW
5
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Intensity (dBm)
-5
3
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900 1000 1100 1200
场的强度比原子核对其周围电子的作用力 还要高数倍。
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3
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4
Sallie Gardner Running
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5
1、飞秒激光技术
脉冲宽度极短
1fs=10-15秒(电子绕原子核半周的时间)
微观世界超快过程的研究 物理 化学 生物学
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6
Time Microscopy – femtosecond laser
• 与金属作用的双温方程模型 • 与聚合材料作用的n光子吸收模式 • 与电介质相互作用的动力学方程
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2、激光与物质相互作用机理
ΔXm ΔXd
z
x
多光子 吸收几率
∝ In（x）
发生多光子过程的空间区域更小
∝ In（t）
发生多光子过程的时间范围更小
ΔXd～λ Δ Xm<< λ
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未来科 学技术 新突破
超高速计算机 超高速光通讯 生物技术（合成生物分子） 医学（OCT） 微加工技术
飞秒相干x射线及x激光 （高次谐波，汤姆逊效应）
x光显微术,x光印刷术,x光照相
激光热核聚变快速点火
激光粒子加速器
THz毫米波技术
云层放电
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1、飞秒激光技术
啁啾脉冲放大
Oscillator
Ti )
I aexp(-z )
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2、激光与物质相互作用机理
• 1975、S. I. Anisimov et. al从一维非稳态热传导 方程出发，考虑到超强脉冲时光子与电子及电 子与晶格两种不同的相互作用过程，列出了电 子与晶格的温度变化微分方程，即双温方程：
Ce t Te x k x Te g(Te Ti ) A(x, t)
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Ahmed H. Zewail 1999 Nobel Prize Femto-Chemistry
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8
1、飞秒激光技术
1来自百度文库12~1015W
聚焦
1018~1021W/cm2
( E=1011V/cm 氢原子库仑场5×109V/cm ）
极端物理条件 光压 109~1012bars
磁场 109高斯 加速度 1021g(1022m/s2)
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Electronics temperature(K)
Electronics temperature(k)
1000 900 800 700 600 500 400 300 200 0
200 400 600 800 1000
Time(fs)
900
800
700
600
500
400
300
0
20 40 60 80 100 120
B
0
-2
-4
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-16 500
600
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900ppt课1件000
1100
1200
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Wavelength (nm)
1、飞秒激光技术
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10
5
5
1
Input Spectrum
2
100mW
3
200mW
4
300mW
5
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Intensity (dBm)
0
4
-5
3
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温度 108
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飞秒 激光
1、飞秒激光技术
飞秒激光 的产生
飞秒激光 的放大
超快科学
（探测认识某些超快物理过程）
物理 化学 生物学
超快技术
电子学（光电取样） 光通讯 成像 共焦显微 OCT
未来科 学技术 新突破
超快超强科学
（创造一个极端物理条件）
飞秒等离子体 强场下电子的相对论运动 Self－channeling相对论自聚焦 千兆巴激光压力 尾场等离子体波
Ti:s
Compressor
GR
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Ti:s oscillator SESAM
532nm Nd:YAG 532nm Nd:YAG 532nm Nd:YAG GR
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1、飞秒激光技术
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1、飞秒激光技术
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1、飞秒激光技术
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1、飞秒激光技术
Intensity (dBm)
Time(ps)
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2、激光与物质相互作用机理
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激光技术及其应用
电子工程学院
2015年1月18日
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主要内容
• 飞秒激光技术 • 激光与物质相互作用机理 • 微纳加工应用 • 出访院校介绍 • 溅射沉积镀膜技术 • 激光雷达技术 • 总结与期望
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2
1、飞秒激光技术
飞秒激光的主要特点
具有激光的共同特点， 同时 1. 超短脉冲 1fs = 10-15 s 2. 超强功率（瞬时功率，可达到百万亿瓦） 当它被聚焦到亚微米的空间区域，激光电磁
2、激光与物质相互作用机理
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2、激光与物质相互作用机理
• 1975、S. I. Anisimov et. al从一维非稳态热传导 方程出发，考虑到超强脉冲时光子与电子及电 子与晶格两种不同的相互作用过程，列出了电 子与晶格的温度变化微分方程，即双温方程：
Ce
t
Te
x
k
x Te
g(Te
Wavelength(nm)
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1、飞秒激光技术
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1、飞秒激光技术
抽运光功率提高到１２．５ Ｗ 后，压缩后脉冲宽度为
１２４ｆｓ，此时脉冲宽度最窄，单脉冲能量为
１．５６μＪ，峰值功率１ppt２课件．６ＭＷ
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1、飞秒激光技术
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1、飞秒激光技术
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2、激光与物质相互作用机理
Stretcher
（ ×103-105 ）
Amplifier
（×103）
ppt课件
Compressor
（÷ 103-105 ）
11
1 飞 秒 激 光 技 术
YVO4
Stretcher Gain amplifier
Pre-amplifier Energy amplifier
GR PC1
Ti:s PC2
(1)
Ci
t
Ti
g (Te
Ti )
(2)
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2、激光与物质相互作用机理
Electron Temperature(k)
1800 1600 1400 1200 1000
800 600 400 200
0.8 1.2
g=0.4 (×10 17w/m3K)
0123456
Delay Time(ps)
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Wavelength(nm)
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Input Spectrum
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Intensity (dBm)
-5
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场的强度比原子核对其周围电子的作用力 还要高数倍。
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3
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Sallie Gardner Running
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1、飞秒激光技术
脉冲宽度极短
1fs=10-15秒(电子绕原子核半周的时间)
微观世界超快过程的研究 物理 化学 生物学
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6
Time Microscopy – femtosecond laser
• 与金属作用的双温方程模型 • 与聚合材料作用的n光子吸收模式 • 与电介质相互作用的动力学方程
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2、激光与物质相互作用机理
ΔXm ΔXd
z
x
多光子 吸收几率
∝ In（x）
发生多光子过程的空间区域更小
∝ In（t）
发生多光子过程的时间范围更小
ΔXd～λ Δ Xm<< λ
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未来科 学技术 新突破
超高速计算机 超高速光通讯 生物技术（合成生物分子） 医学（OCT） 微加工技术
飞秒相干x射线及x激光 （高次谐波，汤姆逊效应）
x光显微术,x光印刷术,x光照相
激光热核聚变快速点火
激光粒子加速器
THz毫米波技术
云层放电
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1、飞秒激光技术
啁啾脉冲放大
Oscillator
Ti )
I aexp(-z )
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2、激光与物质相互作用机理
• 1975、S. I. Anisimov et. al从一维非稳态热传导 方程出发，考虑到超强脉冲时光子与电子及电 子与晶格两种不同的相互作用过程，列出了电 子与晶格的温度变化微分方程，即双温方程：
Ce t Te x k x Te g(Te Ti ) A(x, t)
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Ahmed H. Zewail 1999 Nobel Prize Femto-Chemistry
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1、飞秒激光技术
1来自百度文库12~1015W
聚焦
1018~1021W/cm2
( E=1011V/cm 氢原子库仑场5×109V/cm ）
极端物理条件 光压 109~1012bars
磁场 109高斯 加速度 1021g(1022m/s2)
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Electronics temperature(K)
Electronics temperature(k)
1000 900 800 700 600 500 400 300 200 0
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Wavelength (nm)
1、飞秒激光技术
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Intensity (dBm)
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温度 108
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飞秒 激光
1、飞秒激光技术
飞秒激光 的产生
飞秒激光 的放大
超快科学
（探测认识某些超快物理过程）
物理 化学 生物学
超快技术
电子学（光电取样） 光通讯 成像 共焦显微 OCT
未来科 学技术 新突破
超快超强科学
（创造一个极端物理条件）
飞秒等离子体 强场下电子的相对论运动 Self－channeling相对论自聚焦 千兆巴激光压力 尾场等离子体波