飞秒激光的应用及原理

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激光技术与应用

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飞秒激光的应用

"宋云夺

作用明显呈非线性!此时可忽略热影响&当脉

!引言

冲能量增加及峰值功率提高时!激光电场就可以从原子和分子中直接获取电子&此外!科研人员在低脉冲能量情况下!利用激光的超高速和光谱的宽带性能开发了新的测量技术&

自!#$%年下半年起!超短脉冲的产生及其放大技术的研究取得了显著进展"脉宽已由飞秒#!%&!’秒$达到阿秒#!%&!$秒$%脉冲的峰值功率也由太瓦级#!%!"($向拍瓦级#!%!’瓦$发展&利用台式最高级即太瓦级的高强度飞秒激光脉冲产生的超强电场能获得可控的飞秒激光&目前科研人员正进行飞秒激光极限特性的研究及其在工业领域中的应用研究&

飞秒激光器的特点是超高速和超强电场&图!是短脉冲激光器在工业领域中的应用实例&当脉宽在!)*以下时!激光与物质的相互

"飞秒激光的超强电场

近年来!由于超强电磁场的出现使利用微扰论无法处理的现象成为可能&为了评价飞秒激光脉冲产生的超强电场!而定义下述参数&

最新的全飞秒的手术过程与传统全激光飞秒比较，整个过程中只需要一台飞秒激光设备，操作上更省事，同时切口更小，角膜瓣不需要切开。

然而与半飞秒对比，全飞秒这项新技术的缺点也很明显： 1、光区范围最大仅有6.5mm：全飞秒的最大光区仅有6.5mm，常规为6.0mm。而光区范围往往影响到治疗范围，光区范围很狭窄的全飞秒激光，治疗范围也受到了严重限制：全飞秒无法治疗远视，治疗度数不能太低，也不能太高，一般只能治疗800~1000度的近视。而全激光飞秒的光区范围常规就已经可以做到8.0mm，如在波前像差引导下更可以做到9.5mm，矫正度数范围可从50-2000度。

2、无法在波前像差数据引导下进行个性化手术，对部分屈光度数高、眼部情况复杂的患者无法施行全飞秒激光手术。

3、损失更多角膜组织：为了要“无瓣”，全飞秒要在角膜上打两层激光，相比飞秒手术损失更多的角膜组织，这将进一步减少适合全飞秒激光手术的患者人群。

4、手术难度大，对手术医生经验、患者心理素质、手术环境干扰等要求很高，容易发生术中异常，导致对焦失误，激光手术位置偏离毫厘，术后效果就会差之千里。

5、无法施行二次手术：由于全飞秒激光采用无瓣方式取出角膜镜片组织来达到效

最新的全飞秒的手术过程与传统全激光飞秒比较，整个过程中只需要一台飞秒激光设备，操作上更省事，同时切口更小，角膜瓣不需要切开。

然而与半飞秒对比，全飞秒这项新技术的缺点也很明显： 1、光区范围最大仅有6.5mm：全飞秒的最大光区仅有6.5mm，常规为6.0mm。而光区范围往往影响到治疗范围，光区范围很狭窄的全飞秒激光，治疗范围也受到了严重限制：全飞秒无法治疗远视，治疗度数不能太低，也不能太高，一般只能治疗800~1000度的近视。而全激光飞秒的光区范围常规就已经可以做到8.0mm，如在波前像差引导下更可以做到9.5mm，矫正度数范围可从50-2000度。

2、无法在波前像差数据引导下进行个性化手术，对部分屈光度数高、眼部情况复杂的患者无法施行全飞秒激光手术。

3、损失更多角膜组织：为了要“无瓣”，全飞秒要在角膜上打两层激光，相比飞秒手术损失更多的角膜组织，这将进一步减少适合全飞秒激光手术的患者人群。

4、手术难度大，对手术医生经验、患者心理素质、手术环境干扰等要求很高，容易发生术中异常，导致对焦失误，激光手术位置偏离毫厘，术后效果就会差之千里。

5、无法施行二次手术：由于全飞秒激光采用无瓣方式取出角膜镜片组织来达到效

激光在科学技术前沿问题中的应用

通过一个学期对《激光原理及应用》的学习，使我对激光这一物理分支学科有了更加深入的了解，从光的本性到激光的工作原理，再到激光的输出特性及基本技术，理论结合应用。激光在日常的生产生活中的作用日益增加。

根据课本中最后一章得内容和自己的总结对激光在科学技术前沿问题中的应用做一个归纳。其中包含课本中的知识，以及我自己对知识的看法，还有激光在生活中的应用。

一．激光核聚变 1受控核聚变 *为什么选择核聚变？

核聚变有突出的优点，低原子序数的元素通过聚变反应为更高序数的元素，反应中损失的质量转化成能量放出，提高能量效率比裂变更高。

1）发展聚变能应用是替代化石类燃料与裂变能，推动人类文明发展的理想途径。

2）聚变时，参加反应的原子核都带正电，彼此之间互相排斥。粒子必须具有极高的动能，才能克服这种排斥作用，彼此接近到足以发生反应的程度。

2磁力约束和惯性约束方法 1）

利用核聚变提取能量有两个条件：一是保证充分的反应

1

时间；二是约束高温等离子体。

2）

目前比较实用的能达到劳森条件的装置有两大类。一是利用一定的强磁场将高温等离子体进行约束和压缩，使

之达到劳森判据，即所谓的―磁力约束方法‖（magnetic

激 光器的原理及应用

激光原理

内容概要第一章：概述激光器基本原理 第二章：开放式光谐振腔理论 与高斯光束 第四章：阐明光和物质相互作用的基本物理过程 第五章、第六章：激光振荡和放大理论 第七章：介绍控制和改善激光器特性的基本技术 第九章：介绍典型激光器的工作原理及特性

目标对激光技术中的物理问题有较系统全面的认识；建立正确的基本概念； 掌握一定的有关激光器技术方面的知识。

激光原理 . 绪论

绪一、激光的特性1. 方向性好

论

2. 单色性好

激光原理 . 绪论

激光原理 . 绪论

3. 能量集中空间高度集中：亮度比太阳表面高 1010 倍。 时间高度集中：功率峰值为 1012 瓦。 4. 相干性好

二、激光的应用1. 工业应用 精密测量(距离、位移)

激光原理 . 绪论

激光加工(切割、焊接、打孔、雕刻)光谱分析 2. 医学应用 眼科

普通外科牙科 皮肤科

激光原理 . 绪论

3. 军事应用 激光测距 激光制导 激光侦察 大气激光通信

激光原理 . 绪论

激光武器

激光原理 . 绪论

4. 日常应用 激光打印机 激光防伪CD/VCD 电脑光驱 激光霓虹灯 条形码扫描器

激光原理 . 绪论

激光原理 . 绪论

5. 通信领域的应用 (1)空间激光通信

激光原理 . 绪论

(2)光纤通信光纤

内蒙古工业大学200 —200 学年第一学期 《激光原理及应用》期末（考试）试卷（A）课程代码：

试卷审核人： 考试时间：

注意事项：1.本试卷适用于 级电科专业本科生使用 2.本试卷共6页，满分100分，答题时间120分钟

班级：____________ 姓名：_____________ 学号：___________ 题 号 评 分 一 二 1

一、选择题（30分）

1、平面波的单色性是由下面的那个参数来评价其优劣的（ ） A、振幅 B、频率 C、光强 D、先谱的线宽

2、激光束偏转技术是激光应用的基本技术，如果它使激光束离散地投射到空间中某些特定的位置上，则主要应用于（ ）。 A． 激光打印 B．激光显示 C．激光存储 D．传真

3、具有超小型、激光强度快速可调特点的激光器是（ ）。 A． 固体激光器 B．气体激光器 C． 半导体激光器 D．光纤激光器 4、LED不具有的特点是（ ）。

A．辐射光为相干光 B．LED的发光颜色非常丰富 C．

Southwest university of science and technology

本科课程设计（论文）

激光原理及其应用

学院名称 专业名称 学生姓名 学

号

国防科技学院 核工程与核技术

孙 宇

20090737

指导教师

吴凤娟 博士

二〇一二年六月

西南科技大学本科课程设计论文

激光原理及其应用

摘要：激光是由爱因斯坦于1917年提出光的受激辐射原理产生的。但直到1960年激光才被首次成功制造。它一问世，就获得了异乎寻常的飞快发展。激光具有有极好的方向性、极高的亮度和相干性。它对人类的社会活动产生广发而深刻的影响。它不仅广泛的应用于科学技术研究的各个前沿领域，而且已经在人类生产和生活许的多方面得到了大量的应用，包括工业、农业、医学、通信、国防等。与激光相关的产业已在全球形成了超过千亿美元的年产值。

本文简要的阐述了激光的基本原理，介绍了激光在各个领域的应用。 关键字：受激辐射；激光；激光原理；激光应用

西南科技大学本科课程设计论文

Laser principle and its application

Abstract: The laser light is produce by the theory of stimu

激光原理及其应用

摘要：本文主要介绍激光的物理学基本理论和原理，激光器的结构、振荡条件，还介绍了激光的模和激光振荡模的概念，通过调Q和Q开关技术提高激光器输出功率和压缩激光脉冲宽度，通过锁模技术形成脉冲宽度极窄、功率极高的激光。然后介绍了激光技术特性以及在实践中的应用：激光精密计量、激光信息处理、强激光的应用、激光医学、激光生物应用、激光武器、科学实验应用。

Abstract: This paper introduces the basic theory of laser physics and principles, the structure of laser oscillation condition, also introduced the laser modules and laser oscillation mode of the concept of a Q-and Q-switching technology to improve laser output power and laser pulse width compression by clamping techniques to form a very narrow p

本科毕业论文

题 目：半导体激光器的原理及应用 院 （部）： 理学院 专 业： 光信息科学与技术 班 级： 光信071 姓 名： 张士奎 学 号： 2007121115 指导教师： 张宁玉

完成日期： 2010年10月21日

山东建筑大学毕业论文

目录

摘要·····························································II ABSTRACT·························································IV 1前言·····························································1

1.1光纤传感器技术及发展··········································1

2光纤传感器的发展历程········································3

2.1光纤传感器的发展简史········································3 2.2光纤传感器的原理及组成········

The most common type of beam expander is derived from the Galilean telescope which usually has one negative input lens and one positive output lens, as shown in Figure 1. The input lens presents a virtual beam focus at the output. For low expansion ratios (1.3-20´), the Galilean telescope is most often employed due to

its simplicity, small package size, and low cost.

Figure 1: Diagram of a beam expander

As shown in Figure 1, the lens M3 focuses the laser beam onto the front focus plane and the new beam waist w¢0