Лазеры Скачать
презентацию
<<  Действие лазера Полупроводниковые лазеры  >>
Принцип работы лазера и основные свойства лазерного излучения
Принцип работы лазера и основные свойства лазерного излучения
Основные резонансные фотопроцессы
Основные резонансные фотопроцессы
Свойства вынужденного излучения
Свойства вынужденного излучения
Принцип работы лазера
Принцип работы лазера
Рабочий переход в лазерной активной среде
Рабочий переход в лазерной активной среде
Схемы накачки активной среды
Схемы накачки активной среды
Условие лазерного усиления
Условие лазерного усиления
Развитие процесса генерации в лазере
Развитие процесса генерации в лазере
Оптический резонатор
Оптический резонатор
Пичковый режим работы лазера
Пичковый режим работы лазера
Временные зависимости
Временные зависимости
Основные свойства лазерного излучения
Основные свойства лазерного излучения
Параметры мощных лазерных установок
Параметры мощных лазерных установок
Петаваттный лазер в Техасском университете
Петаваттный лазер в Техасском университете
Типы лазеров
Типы лазеров
Первый лазер на рубине
Первый лазер на рубине
Схема рубинового лазера
Схема рубинового лазера
Устройство и принцип работы гелий-неонового лазера
Устройство и принцип работы гелий-неонового лазера
Различные виды твердотельных лазеров
Различные виды твердотельных лазеров
Лазеры на красителях
Лазеры на красителях
Простейшая реализация п/п лазера на прямозонном полупроводнике
Простейшая реализация п/п лазера на прямозонном полупроводнике
Диодный лазер нового поколения
Диодный лазер нового поколения
Принцип действия импульсного лазерного дальномера
Принцип действия импульсного лазерного дальномера
Лидар
Лидар
Применение лидаров
Применение лидаров
Лазерный дальномер
Лазерный дальномер
Лазерный прицел-дальномер
Лазерный прицел-дальномер
Лазерный электронный тахеометр
Лазерный электронный тахеометр
Слайды из презентации «Принцип работы лазера» к уроку физики на тему «Лазеры»

Автор: quant. Чтобы увеличить слайд, нажмите на его эскиз. Чтобы использовать презентацию на уроке, скачайте файл «Принцип работы лазера.ppt» бесплатно в zip-архиве размером 905 КБ.

Скачать презентацию

Принцип работы лазера

содержание презентации «Принцип работы лазера.ppt»
СлайдТекст
1 Принцип работы лазера и основные свойства лазерного излучения

Принцип работы лазера и основные свойства лазерного излучения

ОПТИЧЕСКИЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ЛЕКЦИЯ №4 Принцип работы лазера и основные свойства лазерного излучения. Лидары.

Астапенко В.А., д.ф.-м.н.

1

2 Основные резонансные фотопроцессы

Основные резонансные фотопроцессы

в дискретном энергетическом спектре.

Фотопоглощение (а), спонтанное излучение (b) и вынужденное излучение (c)

2

3 Свойства вынужденного излучения

Свойства вынужденного излучения

Наиболее характерная черта вынужденного излучения заключается в том, что возникший поток фотонов распространяется в том же направлении, что и первоначальный возбуждающий фотонный поток. Частоты и поляризация вынужденного и первоначального излучений также равны. Вынужденный поток фотонов когерентен возбуждающему, т.е. имеет те же фазовые характеристики

3

4 Принцип работы лазера

Принцип работы лазера

L i g h t A m p l i f i c a t i o n by S t i m u l a t e d E m i s s i o n of R a d i a t i o n Физической основой работы лазера служит явление вынужденного (индуцированного) излучения. Суть явления состоит в том, что возбуждённый атом способен излучить фотон под действием другого фотона без его поглощения, если энергия последнего равняется разности энергий уровней атома до и после излучения. При этом излучённый фотон когерентен фотону, вызвавшему излучение (является его «точной копией»).

4

5 Рабочий переход в лазерной активной среде

Рабочий переход в лазерной активной среде

5

6 Схемы накачки активной среды

Схемы накачки активной среды

А - трёхуровневая и б - четырёхуровневая схемы накачки активной среды лазера.

6

7 Условие лазерного усиления

Условие лазерного усиления

7

8 Развитие процесса генерации в лазере

Развитие процесса генерации в лазере

8

9 Оптический резонатор

Оптический резонатор

9

10 Пичковый режим работы лазера

Пичковый режим работы лазера

Временные зависимости нормированной инверсии населенностей (сплошная кривая) и нормированной концентрации фотонов (пунктир), являющиеся решением системы балансных уравнений, T1 = 100 ?c , Ne = 10 Nth

10

11 Временные зависимости

Временные зависимости

нормированной инверсии населенностей (сплошная кривая) и нормированной концентрации фотонов (пунктир), являющиеся решением системы балансных уравнений, T1 = 103 ?c , Ne = 10 Nth.

11

12 Основные свойства лазерного излучения

Основные свойства лазерного излучения

Высокая спектральная яркость Монохроматичность Временная когерентность Узкая угловая направленность Возможность генерации ультракоротких импульсов

12

13 Параметры мощных лазерных установок

Параметры мощных лазерных установок

со сверхкороткой длительностью импульса.

13

№ П/п

Фирма, страна

?, Мкм

?, фс

Р, 1012 Вт

I, Вт/см2

1 2 3 4

Lawrence Livermore Nat. Lab. (USA) California Univ. (USA) Michigan Univ. (USA) Texas Univ. (USA)

1.06 0.78 0.78 0.78

500 30 30 35

1000 50 40 20

>1020 5?1019 2?1019 2?1017

5 6

Rutherford Lab. (Great Britain) Astra (Great Britain)

1.06 0.8

500 40

1000 40

>1020 3?1018

7 8

Institute оf laser engineering. (Japan) jap. Atomic energy agency (japan)

1.06 0.78

500 30

1000 500

1020 1020

9 10

MBI (Berlin, Germany) ATLAS (Germany)

0.78 0.78

30 100

100 30

1019 5?1018

11 12

LULI (France) LOA (France)

0.78 0.78

30 30

100 100

5?1019 5?1019

13

Lund (Sweden)

0.78

30

30

1019

14

Changhai Inst. Opt. (China)

1.06

500

1000

1020

15

ИПФ (г. Нижний Новгород, Россия)

0.78

40

560

1020

16

НИКИ ОЭП (г. Сосновый Бор, Россия)

1.06

1000

40

1019

17

ЦНИИмаш (г. Королев, Россия)

1.06

1500

10

2?1018

18

ГОИ (г. Санкт-Петербург, Россия)

1.06

1500

5

1018

19

ИОФАН (г. Москва, Россия)

0.78

40

0.5

1018

20

МГУ (г. Москва, Россия)

0.78

55

0.4

1018

21

ВНИИТФ (г. Челябинск, Россия)

1.06

1500

5

1018

14 Петаваттный лазер в Техасском университете

Петаваттный лазер в Техасском университете

Слева - усилитель (синие блоки).

14

15 Типы лазеров

Типы лазеров

Газовые Твердотельные Полупроводниковые Жидкостные (на красителях) Эксимерные (Eximer – excited dimer) Лазеры на парах металлов Лазеры на свободных электронах

15

16 Первый лазер на рубине

Первый лазер на рубине

Спектры излучения рубина: (а) спонтанное излучение при слабой накачке, (б) стимулированное излучение при сильной накачке (из оригинальной статьи Т. Меймана, Nature, v.187, p.494, 1960)

16

17 Схема рубинового лазера

Схема рубинового лазера

17

18 Устройство и принцип работы гелий-неонового лазера

Устройство и принцип работы гелий-неонового лазера

18

19 Различные виды твердотельных лазеров

Различные виды твердотельных лазеров

и их области применения.

Рабочее тело

Длина волны

Источник накачки

Применение

Рубиновый лазер

694.3 нм

Импульсная лампа

Голография, удаление татуировок. Первый представленный тип лазера

Алюмо-иттривые лазеры с легированием неодимом (Nd:YAG)

1.064 мкм, (1.32 мкм)

Импульсная лампа, лазерный диод

Обработка материалов, лазерные дальномеры, лазерные целеуказатели, хирургия научные исследования, накачка других лазеров.

Лазер на ванадате иттрия (YVO4) с легированием неодимом (Nd:YVO)

1.064 мкм

Лазерный диод

Наиболее часто используются для накачки титан-сапфировых лазеров, используя эффект удвоения частоты в нелинейной оптике.

Лазер на неодимовом стекле (ND:Glass)

~1.062 мкм (силикатные стекла), ~1.054 мкм (фосфатные стекла)

Импульсная лампа, лазерный диод

Лазеры сверхвысокой мощности (тераватты) и энергии (мегаджоули).

Титан-сапфировый лазер

650 – 1100 нм

Другой лазер

Спектроскопия, лазерные дальномеры, научные исследования.

Алюмо-иттривые лазеры, легированные тулием (Tm:YAG)

2.0 мкм

Лазерные диоды

Лазерные радары

Алюмо-иттривые лазеры с легированием иттербием (Yb:YAG)

1.03 мкм

Импульсная лампа, лазерный диод

Обработка материалов, исследование сверхкоротких импульсов, мультифотонная спектроскопия, лазерные дальномеры

19

20 Лазеры на красителях

Лазеры на красителях

20

Краситель

Центр линии люминесценции, нм

Рабочая область лазера, нм

Область накачки, нм

Приемлемая концентрация, 10?3 моль/л

Карбостирил 165

445

419—485

350—365

2,5

Кумарин 2

450

435—485

340—365

3

Кумарин 1

470

450—495

350—365

3

Кумарин 102

495

470—515

400—420

1

Кумарин 30

515

495—545

400—420

1

Кумарин 7

535

505—565

400—420

5

Кумарин 6

538

521—551

458—514

12,5

Флуоресцин

552

538—573

458—514

2,7

Родамин 110 (R110)

570

540—600

458—514

12,5

Родамин 6Ж (R6G)

590

570—650

458—514

2

Родамин Б (RB)

630

601—675

458—514

2

R101/R6G

645

620—690

458—514

1,5 R101 1,5 R6G

Крезил-виолет/R6G

695

675—708

458—514

2,4

Нильский голубой

750

710—790

647—?

1

Оксазин 1(4)

750

695—801

647—672

0,6

DEOTC-P(4)

795

765—875

647—672

0.6

HITC-P(4)

875

840—940

647—672

0.74

21 Простейшая реализация п/п лазера на прямозонном полупроводнике

Простейшая реализация п/п лазера на прямозонном полупроводнике

типа GaAs с фотонной накачкой.

21

22 Диодный лазер нового поколения

Диодный лазер нового поколения

Создана принципиально новая конструкция диодных лазеров

ДЛ нового типа

Стандартный ДЛ

30-50°

5-10°

Многократное увеличение области излучения (в 10 раз) Снижение порога катастрофического разрушения (в 10 раз) Уменьшение угловой расходимости излучения (в 3-5 раз) Увеличение выходной мощности (в 5-10 раз) Обеспечение надежности работы при больших мощностях

23 Принцип действия импульсного лазерного дальномера

Принцип действия импульсного лазерного дальномера

Лазерные дальномеры различаются по принципу действия на импульсные и фазовые. Импульсный лазерный дальномер это устройство, состоящее из импульсного лазера и детектора излучения. Измеряя время, которое затрачивает луч на путь до отражателя и обратно и зная значение скорости света, можно рассчитать расстояние между лазером и отражающим объектом.

23

24 Лидар

Лидар

Определение: лидар транслитерация с английского выражения Light Detection and Ranging Назначение: прибор, реализующий технологию получения и обработки информации об удалённых объектах с помощью активных оптических систем, использующих явления отражения излучения и его рассеяния в прозрачных и полупрозрачных средах. Лазерный дальномер – одна из реализаций лидара. В отличие от радиоволн, эффективно отражающихся только от достаточно крупных металлических целей, световые волны подвержены рассеиванию в любых средах, в том числе в воздухе, поэтому возможно не только определять расстояние до непрозрачных (отражающих свет) дискретных целей, но и фиксировать интенсивность рассеивания света в прозрачных средах. Возвращающийся отражённый сигнал проходит через ту же рассеивающую среду, что и луч от источника, подвергается вторичному рассеиванию, поэтому восстановление действительных параметров распределённой оптической среды — достаточно сложная задача, решаемая как аналитическими, так и эвристическими методами.

24

25 Применение лидаров

Применение лидаров

Исследования атмосферы: Измерение скорости и направления воздушных потоков; Измерение температуры атмосферы. Исследования Земли: Космическая геодезия; Авиационная геодезия. Строительство и горное дело. Морские технологии: Измерение глубины моря; Поиск рыбы. Транспортные применения: Определение скорости транспортных средств; Системы активной безопасности. Промышленные и сервисные роботы.

25

26 Лазерный дальномер

Лазерный дальномер

импульсный лди-3-1м.

27 Лазерный прицел-дальномер

Лазерный прицел-дальномер

лпд.

28 Лазерный электронный тахеометр

Лазерный электронный тахеометр

ктд-3.

«Принцип работы лазера»
http://900igr.net/prezentatsii/fizika/Printsip-raboty-lazera/Printsip-raboty-lazera.html
cсылка на страницу
Урок

Физика

133 темы
Слайды
Презентация: Принцип работы лазера.ppt | Тема: Лазеры | Урок: Физика | Вид: Слайды
900igr.net > Презентации по физике > Лазеры > Принцип работы лазера.ppt