[工學]01第一章激光原理與技術(2)-在線瀏覽
2025-06-01 00:40本頁面
【正文】 向 Laser的總進攻。幾十個小組都在爭 做世界第一臺 Laser。 湯斯 鉀蒸氣 肖洛 紅寶石 巴索夫 半導體材料 除了光泵法以外 貝爾實驗室的賈萬（ Javan）提出放電法 連續(xù)運轉的氦氖激光器方案 最終花落誰家？ 1960年，梅曼（ Maiman）做出世界第一臺紅 寶石激光器 1955年， 1959年看到 ST文章 兩周后， USSR重復實現(xiàn) Ruby Laser 1961， HeNe Laser 1962, GaAs Semiconductor Laser 機遇偏愛有準備的頭腦 和敢于實踐的人 ! 二十世紀四大發(fā)明 ?原子能 ?計算機 ?半導體 ?激光器 五、結構形式 通用結構 全 泵浦源 部分反部分透射鏡 反 鏡 增益介質 諧振腔 激光 HeNe激光器的三種結構： 內(nèi)腔式 外腔式 半內(nèi)腔式 ??????六、激光器的分類及特點 按工作波段分類 按運轉方式分類 按工作物質分類 遠紅外、紅外激光器 可見光激光器 紫外、真空紫外激光器 X光激光器 連續(xù)激光器 脈沖激光器 超短脈沖激光器 固體激光器 氣體激光器 染料激光器 半導體激光器 2π 167。Sr 普通的 1mW氦氖激光 10 5 W/cm 2 Sr 飛秒激光可達 10 20 W/cm 2 激光的單色性 四、相干性 (同地異時 ) 定義：在同一空間點上，由同一光源分割出來的兩 光波之間的位相差與時間無關的性質，即光 波的時間延續(xù)性。 思考題：如何形成單模 諧振腔的作用： （ 1）提供正反饋； （ 2）選擇激光的方向性； （ 3）提高激光的單色性。 高斯光束 一、高斯光束表達式 高斯分布 A =?A0 e ??r 2 / ??2 束腰： 振幅下降為中心的 1/e時對 應的光束截面半徑，別稱光束的截 面半徑或者光斑半徑 非特指束腰為高斯光束的最小束腰 ??( z) ??exp? ??ik ??????????????????????????????????1 + ? ?? ???????????2 ??2 ? ?? ????????????2 ???0???沿 z軸方向傳播的高斯光束的電矢量表達式為 E00 ( x, y, z) =? A0 ??( z) ????x 2 +?y 2 ? ?exp? ?????2 ?????????????????????????x 2 +?y 2 ????????????? ?????????2R( z) +?z ??+?i?? ( z)??????????=???0? ???? z ???????2??? R ( z ) = z ? 1 + ? 0 ? ? ?????????????????????????=??????? ???????0?2???????2 ? ?????? 0 ??? 0 A0 exp ? ? ik ? exp ? ? 2 ???二、高斯光束的特性 =0的情況 E ( x, y,0) =? exp? ????????? 特點 : ? 等相位 , 平面波 ? 光強分布為高斯分布 =z 0 0的情況 E ( x , y , z 0 ) = A 0 ????2?+???2?? ?????????????2?+???2???????0?????????????0????????????2???????0??? ?????????????? ?+???0???+?????????0?????? ?????????????????????????2 ?2 ? ?? ??????? z0 ?????????????????2?????2 R( z0 ) =?z0 ? 1 +???????0 ?????z0 ????????????????????? 為發(fā)散球面波 , 曲率半徑隨 Z變化 為高斯分布 ????????=???0?1?+???? ???0??????0?1 d ? (z ) 2 ??2z ??2 2 2 2 2 2 2 1 c. 發(fā)散角 2????=??2 =????????????(?????0 +?z ???) 2 =??? dz ???0 Z=0時 , 2θ=0,平面波 2 λ 2 θ = z→∞, ???0? 2 ?????0 1 ??2??0 4 ??z +?1 z = ???0?2?? ?? 2 θ = 2 λ ???0? ω 0 z θ z 2 z Z從 0到 ???0?? ?? 的區(qū)域 ,稱為準直區(qū) 3. z0 R(z)=R(z) 為匯聚球面波 其他同 Z0情況 =? 1 1 ????i 2 =? 1 1 ??2 三、高斯光束的變換 q ( z ) R ( z ) ???( z ) ????q 0 R ( 0 ) πω 0 q 0 = i ???0?2????q ( z ) = i ???0?2?? ?? +???=?q?0?+???????? —— 高斯光束 q參數(shù)在自由空間中的傳播規(guī)律 =? 1 1 ?????????1??1??????????????????1?????????????1??1??1???????2?=???????????????2?=??????????2??????=???? q 2 R 2 πω 2 ? R 1 F ? πω 2 ? R 1 πω 1 ? F q 1 F q 2 = Aq 1 + B Cq1 +?D ??A B ??M =????????????? ??C D ??為簡單光學元件的光線變換矩陣 ??????0?2??????
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