《第一讲激光.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第一讲激光.ppt（52页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、激光全息摄影艺术,公共选修课程,什么是激光？ 什么是全息摄影？ 为什么要学激光全息摄影艺术？ 怎么学激光全息摄影艺术？,全息摄影已在我们的生活中,全息防伪 文艺晚会 艺术品展示 时尚 全息会议 全息立体电视,全息摄影的光源,激光是二十世纪四大发明之一 激光是人造光源,学习方法,听 看 记 做 说,本课程主要内容,第一讲 激光及其发明 第二讲 激光的应用 第三讲 激光全息摄影的发明,第四讲 激光全息摄影原理 第五讲 激光全息图的拍摄方法影 第六讲 激光全息摄影与普通摄影的比较 第七讲 激光全息摄影艺术的应用及发展 第八讲 全息视频欣赏 第九讲 同学们演讲,第一讲 光彩夺目的新光源激光,激光：La
2、ser(light amplification by stimulated emission of radiation), 辐射的受激发射光放大。,主要内容：,激光的特点,激光的产生,激光的最初中文名叫做“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的各单词的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”。,引言,自从美国人梅曼在1960年制造出第一台
3、激光器到今天，人们对激光并不陌生：激光表演，激光美容，激光全息照片可以假乱真，激光照排、激光扫描，激光枪、激光炮,激光之父梅曼,1960年在加利福尼亚州马里布的休斯研究实验室，西奥多梅曼(Theodore Maiman)设计和建造了一台小型的激光发生器。他将闪光灯线圈缠绕在指尖大小的红宝石棒上，产生了第一束激光，激光时代由此开启，从此和人们的生活息息相关。,世界上第一台激光器,激光的诞生,第一台激光器的外观并不显眼，看上去像是一个长5 厘米、直径2.5 厘米左右的铝筒。然而“人可不貌相”，它能发出世界上最强的光。梅曼向新闻界宣布他的发明时，把这种光称为“比太阳中心更亮的原子无线电光”；当时还没
4、有给它取名。激光（Lser）这一词是一年以后才正式采纳的。,激光是20世纪的四项重大的发明（激光、原子能、半导体、计算机 ）之一，被称为“最快的刀”“最准的尺”“最亮的光”和“奇异的激光”。,梦幻激光,激光灯,最初时，激光的色彩是相当有限的：氦氖激光器和红宝石发出红光，其他激光器则产生不可见的红外线。人们借助离子激光器第一次实现了如彩虹般的七彩激光，它通过在氩或氪中的高压放电产生激光。氩气产生蓝色和绿色的光，氪产生其他几种颜色，两种气体的混合可以产生整个可见光谱中的颜色。梦幻的激光秀从此诞生。,2011年春晚，年轻女孩邓雯心表演的激光舞获得“观众最喜爱的节目”三等奖，至此，激光表演正式登上了我
5、国观看人数最多的文艺节目-春节联欢晚会的舞台，新颖的表演形式给全国人民留下了深刻印象，获得了一致好评。,激光舞,水上明珠鸟蛋-北京国家大剧院,1917年，爱因斯坦在研究黑体辐射对气体平衡计算时，发现了辐射具有两种形式，自发辐射和受激辐射，从而提出了受激辐射的理论。,1958年，贝尔实验室的汤斯和肖洛发表红外与光学激射器， 巴索夫和普罗霍罗夫发表实现三能级粒子数反转和半导体激光器建议,1959年，汤斯提出制造红宝石激光器的建议,一 激光的发展史,梅曼是美国加利福尼亚州休斯航空公司实验室的研究员。在梅曼开始建造他的红宝石激光器之前，有人断言红宝石绝不是制造激光的好材料，而肖洛也支持这种观点。这使得
6、很多人中止了用红宝石来制造激光的尝试，但梅曼却怀疑这个说法。为此，他花了一年的时间专门测量和研究红宝石的性质，终于发现上述论断所依据的基础是错误的，而红宝石确是制造激光器的好材料。,从此他着手建造那个世界上第一台激光器。他的准备工作十分地详细完备， 1960年7月，梅曼在加利福尼亚的休斯空军试验室进行了人造激光的第一次试验，当按钮按下时，第一束人造激光就此产生。这标志着人类科技史上一个新时代的来临。,1964年，汤斯、巴索夫和普罗霍罗夫分享诺贝尔物理学奖,1961年8月，我国第一台红宝石激光器在长春光机所研制成功,1987年6月，大功率脉冲激光系统-神光装置，在上海光（学精密）机（械研究）所研
7、制成功,激光50年发展时间表,激光50年发展时间表,激光器的种类,固体激光器,气体激光器,半导体激光器,液体激光器,二 激光的产生原理,1 普通光源发光-受激吸收和自发辐射,受激吸收,（简称“吸收”）,自发幅射,处在高能级（E2）的原子，即使没有任何外界 的激励，总是自发地跃迁到低能级（E1），并 且发射一个频率为，能量h=E2-E1的光子的过 程。,2 受激发射和光的放大,自发辐射不能发生在任意两个能级之间，电子从高能态向低能态的跃迁只能发生在两个一定的能级状态之间,亚稳态能级：不满足选择规则的能级， 粒子在这些能级上停留时间为1毫秒到1秒,受激幅射（1917年爱因斯坦提出）,处在高能级上（
8、E2）的原子，受到能量恰为h=E2-E1的外来光子的激励（或诱发，或剌激）从而跃迁到低能级E1，并发射一个与外来光子“一模一样”的光子的过程。,外来光子,受激幅射光子,特点：,受激幅射中，光子成倍增长，产生了光放大。,受激幅射产生的光子与入射光子是完全相干的；,为了有效地产生激光，要改变这种分布，形成粒子数反转的状态。,一般情况下原子分子大多数能量不高， 它们中只有少数具有较高的能量,激光是受激幅射的光，但实际中还存在自发幅射和吸收,3 激光的产生过程,粒子数反转状态,粒子数反转是产生激光的必要条件,怎样才能实现粒子数反转呢？,1）提供足够的能量；,2）原子在激发态多“呆” 一会；,3）减小损
9、失，不断放大。,例：He-Ne激光器,最早(1961)制成且应用最广泛 激光波长为632.8纳米(氖原子发出),方向性好（定向发光）-激光的发散角小。 与普通光源（太阳、白炽灯或荧光灯）向四面八方发光不同，激光的发光方向可以限制在很小的角度内。激光准直、导向和测距就是利用方向性好这一特性。,三 激光的特性,例如 地球到月球的平均距离是 38.44万公里测月红宝石激光器发散角为,=410-5mrad,直径为1毫米的激光射到月球上直径为 15.376米,60年代美国登月时在月球上放了个反光版，从某天文台向其发射雷射去测量地月距离。发射出去的雷射直径不到一公分，但是打到月球表面就变成一个直径约3.2
10、公里的光斑了。,从地球射向月球的激光束光斑,亮度高、能量集中,激光是当代最亮的光源，只有氢弹爆炸瞬间强烈的闪光才能与它相比拟。 一台大功率激光器的输出光亮度比太阳光高出714个数量级，而最小的 P=1mW的氦-氖激光器的亮度约是太阳光的100倍 由于能量高度集中，很容易在某一微小点处产生高压和几万摄氏度甚至几百万摄氏度高温。激光打孔、切割、焊接和激光外科手术 就是利用了这一特性。,单色性好（颜色极纯）,光的颜色取决于它的波长。普通光源发出的光通常包含着各种波长，是各种颜色光的混合。太阳光包含红、登、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色的可见光及红外光、紫外光等不可见光。而某种激光的波长，如氦氖激光的波长只是632.8纳米，其波长变化范围不到万分之一纳米。由于激光的单色性好，为精密度仪器测量和激励某些化学反应等科学实验提供了极为有利的手段。,He-Ne Laser 中心波长：6328A,相干性好,相干性越好则光场中任取两点作光源所产生的干涉和衍射的条纹越清晰。,例如 杨氏双缝干涉,单 缝,双 缝,屏,圆孔衍射,注意：光的单色性越好，则其相干性也越好。 二者是统一的.,欣赏激光视频 http:/ 激光的特点是什么？,