2022-2023学年高二物理竞赛课件：激光的特性与应用

激光的特性与应用 一、高度单色性 激光所包含的波长或频率范围极小 激光的特性与应用 又如单色性最好的氪灯，其中心波长60576埃 波长范围： Laser He-Ne Laser 中心波长 波长范围： 二、高度相干性 相干性是指光波场中光振动之间的相关程度。 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。 杨氏 双缝干涉 由德布罗意关系式 (谱线宽度越窄) 又由海森伯不确定关系式 即激光光波有很好的相干长度 I r 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. 三、高度准直性(方向性好---激光的发散角小。) =2~5mrad（毫弧度） (1km时光斑直径10m) 激光器 Laser He--Ne激光经纬仪 测月红宝石激光器 =0.031mrad =410-5mrad D=1.6km 四、亮度高、能量集中 发的光不相干 发的光相干 各原子发的光是非相干叠加 各原子发的光是相干叠加 因此光强大 因此光强小 普通光源 激光光源 大功率激光器 可使一切金属熔化 可使一切非金属化为一缕青烟 四、激光的应用 4、激光在受控核聚变中的应用 3、光信息处理和激光通信 2、激光加工与激光医疗 1、激光测距 干涉测长、激光调制测距、激光雷达测距 打孔、切割、焊接 、外科手术刀、武器 光盘的高速高密记录、激光打印机 5、激光的非线性效应 激光光纤通讯 由于光波的频率 比电波的频率高 好几个数量级， 一根极细的光纤 能承载的信息量， 相当于图片中这 麽粗的电缆所能 承载的信息量。 激光手术刀 （不需开胸，不住院） 照明束：照亮视场  纤维镜激光光纤： 成象  有源纤维强激光： 使堵塞物熔化 臂动脉 主动脉 冠状动脉 内窥镜 附属通道 有源纤维 套环 纤维镜 照明束  附属通道： （可注入气或液） 排除残物以明视线 套环： （可充、放气） 阻止血流或使血流流通 激光—— 原子力显微镜(AFM) 用一根钨探针或硅 探针在距试样表面 几毫微米的高度上 反复移动,来探测固 体表面的情况。 试样通常是 微电子器件。 激光-原子力显微镜 （AFM） 激光器 分束器 布喇格室 棱镜 检测器 反馈机构 接计算机 微芯片 压电换能器 压电控制装置 讨论：① 与 的取向有关 越靠近 平面，场强越强 随着电荷的运动，磁场的这种分布也以同一速度向前运动。 ② 运动电荷携带着这样的磁场高速运动。 极强的磁场局域在 平面内， $