中国石油大学（华东）：《近代物理实验》课程教学资源（讲义）实验1-4 脉冲固体激光器基本特性参数测量-1（PPT）

中国石油大学（华东） 近代物理实验 光学测量枝术实验 实验1-4脉冲固体激光器基本特性参数测量 主讲教师：王殿生 近代物理实验》 中圆不油大号国 CHINAUNIVERSITY OF PETROLELM

EXIT 《近代物理实验》 中国石油大学（华东） 近代物理实验 光学测量技术实验 实验1-4 脉冲固体激光器基本特性参数测量 主讲教师：王殿生

实验1-4脉冲固体激光器基本特性参数测量 激光(laser)概述 激光( laser, light amplification by stimulated emission of radiation） 受激发射的辐射光放大，20世纪60年代的伟大发明之 一，使整个光学领域的面貌焕然一新。 >激光作为一种新型光源，激光具有方向性强，单色性好以及亮度高 等突出特点。 >激光的应用特别广泛，从物理、化学到天文、地理，从生物、医学 到无线电、计算机，从农业到工业，从机械加工到国防科技等各个方 面，激光都发挥出越来越巨大的作用，并在许多领域另引起了革命性的 突破。 巛近代物理实验》 中国石油大号国 HINAUXIVERSTTY OEP2OL白

EXIT 《近代物理实验》 ➢ 激 光 （ laser ， light amplification by stimulated emission of radiation）——受激发射的辐射光放大，20世纪60年代的伟大发明之 一，使整个光学领域的面貌焕然一新。 ➢ 激光作为一种新型光源，激光具有方向性强，单色性好以及亮度高 等突出特点。 ➢ 激光的应用特别广泛，从物理、化学到天文、地理，从生物、医学 到无线电、计算机，从农业到工业，从机械加工到国防科技等各个方 面，激光都发挥出越来越巨大的作用，并在许多领域引起了革命性的 突破。 ◼ 激光（laser）概述 实验1-4 脉冲固体激光器基本特性参数测量

实验1-4脉冲固体激光器基本特性参数测量 激光(laser)概述 激光是一种特殊的电磁波。 1905年爱因斯坦提出了光量子假设，光 由许多光量子组成，不同频率的光的光量子 的能量不同。这一假设解释了光电效应。 1916年爱因斯坦提出了原子中的电子可 伟大的科学家受因斯目 受激而放出光子，这种受激辐射过程就会产 Albert Einstein 生激光。 1879-03-141955-04-18 《近代物理实验》 中圆不油大号国 CHINAUNIVERSITY OF PETROLELM

EXIT 《近代物理实验》 ⚫ 激光是一种特殊的电磁波。 ⚫ 1905年爱因斯坦提出了光量子假设，光 由许多光量子组成，不同频率的光的光量子 的能量不同。这一假设解释了光电效应。 ⚫ 1916年爱因斯坦提出了原子中的电子可 受激而放出光子，这种受激辐射过程就会产 生激光。 实验1-4 脉冲固体激光器基本特性参数测量 ◼ 激光（laser）概述 Albert Einstein 1879-03-14~1955-04-18

实验1-4脉冲固体激光器基本特性参数测量 5次与激光相关的诺贝尔物理学奖 1964年，美国的查尔斯·汤斯（Charles H.Townes) 、苏联的尼科 菜·巴索夫（Nikolai G.Basov)和亚历山大·普罗霍罗夫(Alexander M,Prokhorov)因激光器的理论研究和实验制作获得了诺贝尔物理学奖。 ● 1981年，美国的阿瑟·肖洛（Arthur L.Schaw low)和美藉荷兰人尼古 拉斯·布洛姆伯根(Nicolaas Bloembergn)因在激光及激光光谱学方面研 究的杰出成就被授予诺贝尔物理学奖。 1997年，美藉中国人朱棣文(Stephen Chu)、美国的威廉·菲利普斯 (Villiam D.Phillips)和法国的克洛德·科恩-塔努基(Claude Cohen Tannoudji)因发明用激光冷却技术俘获原子的方法而获得了诺贝尔物理 学奖。 巛近代物理实验》 中国石油大号国 HINAUXIVERSTTY OEP2OL白

EXIT 《近代物理实验》 ⚫ 1964年，美国的查尔斯·汤斯（Charles H.Townes）、苏联的尼科 菜·巴索夫（Nikolai G.Basov）和亚历山大·普罗霍罗夫（Alexander M.Prokhorov）因激光器的理论研究和实验制作获得了诺贝尔物理学奖。 ⚫ 1981年，美国的阿瑟·肖洛（Arthur L.Schaw low）和美藉荷兰人尼古 拉斯·布洛姆伯根（Nicolaas Bloembergn）因在激光及激光光谱学方面研 究的杰出成就被授予诺贝尔物理学奖。 ⚫ 1997年，美藉中国人朱棣文（Stephen Chu）、美国的威廉·菲利普斯 （William D.Phillips）和法国的克洛德·科恩-塔努基（Claude Cohen Tannoudji）因发明用激光冷却技术俘获原子的方法而获得了诺贝尔物理 学奖。 ◼ 5次与激光相关的诺贝尔物理学奖 实验1-4 脉冲固体激光器基本特性参数测量

实验1-4脉冲固体激光器基本特性参数测量 5次与激光相关的诺贝尔物理学奖 2000年，俄罗斯的泽罗斯·阿尔弗洛夫 (☑hores I.Alferov)、美国的赫伯特·克罗默 (Herbert Kroemer)和杰克·基尔比(Jack S.Kiby)因发明高速晶体管、激光二极管和 集成电路被授予诺贝尔物理学奖； 2014年，日本的赤崎勇(（samu Akasaki)、天野浩(Hiroshi Amano)和美 籍日本人中村修二(Shuji Nakamura)因发 明蓝色激光二极管获得了诺贝尔物理学奖。 《近代物理实验》 中圆不油大号国 CHINAUNIVERSITY OF PETROLELM

EXIT 《近代物理实验》 ⚫ 2000年，俄罗斯的泽罗斯·阿尔弗洛夫 （Zhores I.Alferov）、美国的赫伯特·克罗默 （Herbert Kroemer）和杰克·基尔比（Jack S .Kilby）因发明高速晶体管、激光二极管和 集成电路被授予诺贝尔物理学奖； ⚫ 2014 年 ， 日本的赤崎勇 （ Isamu Akasaki）、天野浩（Hiroshi Amano）和美 籍日本人中村修二（Shuji Nakamura）因发 明蓝色激光二极管获得了诺贝尔物理学奖。 ◼ 5次与激光相关的诺贝尔物理学奖 实验1-4 脉冲固体激光器基本特性参数测量

实验1-4脉冲固体激光器基本特性参数测量 激光器 laser device 激光器是能发射激光的装置。按工作物 1960年5月，33岁的美 质物态的不同，激光器可分为5大类： 固体激光器( 国青年科学家梅曼 solid-state laser 气体激光器 (Theodore Harold Maiman) ( gas laser > 液体激光器(liquidlaser) 制成了世界上第一台真正的 > 红宝石固体激光 半导体激光器(semiconductor lasers 激光器 自由电子激光器（free-electron laser) 除自由电子激光器外，其他各种激光器 1961年9月，邓锡铭等 的基本工作原理均相同，即通过受激发射 科学家自行研制的中国第 放大原理产生一种相干光辐射。 台激光器问世。 巛近代物理实验》 中国方油大号国 HIINAUXIV作STTY OEPETPOL白

EXIT 《近代物理实验》 激光器是能发射激光的装置。按工作物 质物态的不同，激光器可分为5大类： ➢ 固体激光器（solid-state laser） ➢ 气体激光器（gaslaser） ➢ 液体激光器（liquidlaser） ➢ 半导体激光器（semiconductor lasers ➢ 自由电子激光器（free-electron laser） 除自由电子激光器外，其他各种激光器 的基本工作原理均相同，即通过受激发射 放大原理产生一种相干光辐射。 ◼ 激光器（laser device） 实验1-4 脉冲固体激光器基本特性参数测量 ➢ 1960年5月，33岁的美 国青年科学家梅曼 (Theodore Harold Maiman) 制成了世界上第一台真正的 激光器——红宝石固体激光 器。 ➢ 1961 年9 月，邓锡铭等 科学家自行研制的中国第一 台激光器问世

实验1-4脉冲固体激光器基本特性参数测量 固体激光器(solid-state laser) ●固体激光器是指以某些晶体或特种玻璃为工作物质的激光器，具有 输出能量大、峰值功率高、器件结构紧凑等优点。 ●目前，世界上找到的能产生激光的固体物质有几十种，但应用比较 成熟的只有钇铝石榴石(YAG:Nd3+)红宝石、钕玻璃等。 ●固体激光器有连续和脉冲两种工作方式。 >连续激光器(continuous laser)能长时间持续输出稳定的激光，功 率从几毫瓦到几百瓦； 脉冲激光器（pulse laser)又可分为单脉冲激光器及重复频率激光 器，输出激光持续时间为毫秒级，功率为千瓦级。 《近代物理实验》 中圆不油大号 CHINAUNIVERSITY OF PETROLELM

EXIT 《近代物理实验》 ⚫ 固体激光器是指以某些晶体或特种玻璃为工作物质的激光器，具有 输出能量大、峰值功率高、器件结构紧凑等优点。 ⚫ 目前，世界上找到的能产生激光的固体物质有几十种，但应用比较 成熟的只有钇铝石榴石（YAG: Nd3+）红宝石、钕玻璃等。 ⚫ 固体激光器有连续和脉冲两种工作方式。 ➢ 连续激光器（continuous laser）能长时间持续输出稳定的激光，功 率从几毫瓦到几百瓦； ➢ 脉冲激光器（pulse laser）又可分为单脉冲激光器及重复频率激光 器，输出激光持续时间为毫秒级，功率为千瓦级。 ◼ 固体激光器（ solid-state laser ） 实验1-4 脉冲固体激光器基本特性参数测量

实验1-4脉冲固体激光器基本特性参数测量 固体激光器的应用 在工业上用来打钟表钻石和喷丝头上的微孔、切割和焊接难熔 金属； ● 在医疗上常用固体激光消除肿瘤以及作手术激光刀等； ●在测量和国防上广泛用以固体激光器为核心的激光测距仪和激 光雷达： 在科学研究上常用固体激光器作为强光源实现动态全息摄影； 大能量的激光器可用来引发核聚变、探索受控热核反应等。 巛近代物理实验》 中国石油大号 NAtV作YOp2OL曰

EXIT 《近代物理实验》 ⚫ 在工业上用来打钟表钻石和喷丝头上的微孔、切割和焊接难熔 金属； ⚫ 在医疗上常用固体激光消除肿瘤以及作手术激光刀等； ⚫ 在测量和国防上广泛用以固体激光器为核心的激光测距仪和激 光雷达； ⚫ 在科学研究上常用固体激光器作为强光源实现动态全息摄影； ⚫ 大能量的激光器可用来引发核聚变、探索受控热核反应等。 ◼ 固体激光器的应用 实验1-4 脉冲固体激光器基本特性参数测量

实验1-4脉冲固体激光器基本特性参数测量 脉冲固体激光器基本特性参数测量实验 随着激光技术的飞速发展和广泛应用 了解激光产生的基本原理以及激光器的基 本结构和工作原理，掌握激光基本特性的 测量方法与技术，学会正确使用激光器 这对于专业学习、实验研究和生产应用等 都是非常必要的。 ● 本实验重点学习固体激光器调整和基 本特性测量的实验方法和实验技术。 《近代物理实验》 中圆不油大号国 CHINAUNIVERSITY OF PETROLELM

EXIT 《近代物理实验》 ⚫ 随着激光技术的飞速发展和广泛应用， 了解激光产生的基本原理以及激光器的基 本结构和工作原理，掌握激光基本特性的 测量方法与技术，学会正确使用激光器， 这对于专业学习、实验研究和生产应用等 都是非常必要的。 ⚫ 本实验重点学习固体激光器调整和基 本特性测量的实验方法和实验技术。 ◼ 脉冲固体激光器基本特性参数测量实验 实验1-4 脉冲固体激光器基本特性参数测量

实验1-4脉冲固体激光器基本特性参数测量 一、 实验目的 五、实验内容 二、 预习要求 六 注意事项 三、 实验器材 七、 思考与讨论 四、实验原理 八、 参考文献 巛近代物理实验》 中圆不油大号陶 NAtW生YOEPETRO

EXIT 《近代物理实验》 一、实验目的 二、预习要求 三、实验器材 四、实验原理 五、实验内容 六、注意事项 七、思考与讨论 八、参考文献 实验1-4 脉冲固体激光器基本特性参数测量