激光原理与技术课件

1、第八章 可编程I/O接口电路 CPU与外围设备之间的信息交换是通过I/O接口电路 来实现的。按数据传送方式来分，有并行I/O接口电 路和串行I/O接口电路，为了方便用户,通常I/O接 口电路制成通用的可编程序的I/O接口电路。所谓可 编程序I/O接口电路,是指利用编程序的方法,使一个 I/O接口电路能按几种不同的方式工作。可编程I/O 接口芯片种类繁多，本章将主要讨论8250、8255、 8253三种接口芯片。, 可编程并行I/O接口电路8255 一、8255的内部结构 框图如图示：,、数据端口、 每个端口由一个8位数据输入锁存器(或缓冲器)和一 个8位数据输出锁存器组。

2、第七章 模式选择与测量,概述：激光的许多应用领域要求激光束具有好的光束质量。 光束质量：方向性（横模），单色性（纵模） 横模：激光束横截面内激光光场的分布。,方形镜稳定球面腔横模示意图,圆形镜稳定球面腔横模示意图,实际中的激光器如不采取特殊措施，往往有多个横模及多个纵模同 时在腔内振荡，导致光束质量差。为了提高光束质量，就要采用横模及 纵模选择技术，从众多的模式中选出 模和单纵模。,纵模：沿谐振腔轴线上的激光光场分布。单横模，单纵模激光具有极好的相干性和单色性。,基模的发散角最小，径向强度分布均匀。, 7.1 横。

3、2006年3月6日星期一,第一章 激光原理与技术,本章主要内容: 辐射理论概要（重点） 激光产生的条件:泵浦、增益介质、谐振腔、阀值条件（重点） 结构及分类 物理性质（重点） 高斯光束（重点） 稳频技术 调制技术（重点） 半导体激光器,2006年3月6日星期一,第一节 辐射理论概要,一、光量子学说及波粒二象性,几何光学,波动光学,电磁理论,量子理论,2006年3月6日星期一,一、光量子学说及波粒二象性,光具有反/折射、衍射、干涉、光电效应牛顿：粒子说 折/反射现象Yang：波动说衍射、干涉波粒二象性解释不了光电效应：a、金属有确定频率V0，当光VV。

4、第2章 微处理器,微处理器，又称中央处理单元（Central Processing Unit,CPU)是采用大规模（LSI）或超大规模集成电路（VLSI）技术制成的半导体芯片。它将控制单元，寄存器组，算术逻辑单元（ALU）及内部总线集成在芯片上，组成具有运算器和控制器功能的部件。,2.1 8086微处理器的结构,8086是Intel系列的第三代16位微处理器，采用了HMOS高密度工艺，每片集成4万多只晶体管，单一+5v电源，主频为5MHz/10MHz。它的内部和外部的数据总线宽度是16位，地址总线宽度20位，可寻址空间达220，即1MB。,2.1.1 8086的功能结构,8086微处理器的内部功能结。

5、一、什么是检测？ 二、检测的目的？ 三、检测的两个过程？ 四、检测的三种功能？ 五、检测技术的发展？1、检测理论方面2、检测领域方面3、测量工具和方法,激光检测技术,主要内容:一、 激光的形成原理二、 激光的特性与用途三、 激光器四、 激光检测技术的应用,激光技术发展史,1.1917年：爱因斯坦在关于辐射的量子力学一文预言了原子受激辐射发光的可能性，即存在激光的可能性;,2. 20世纪50年代：激光器方案的提出；,3. 1960年：梅曼(Maiman)制成世界上第一台激光器；,4.1960年至今：激光技术飞速发展。,1961年9月中国科学院 长春光学精密。

6、2019/3/2,P2P原理与技术,Firewall,因特网洲际主干,洲际主干,ISP,消费者用户,第三方内容,Web 服务器,应用服务器,因特网主干,地区网络,企业网提供商,ISP,专业提供商,本地 ISP,T1,社团用户,社团网络,数据库,Slide source: www.porivo.com,Slide source: www.porivo.com,消费者用户,Peer,Peer,Peer,Peer,2019/3/2,2,P2P原理与技术,概述 分类 构件与算法 关键技术特性 P2P分析与比较 研究与未来,2019/3/2,3,1.1 什么是P2P,P2P：Peer-to-Peer 对等(网络，计算);端到端 以非集中方式使用分布式资源来完成关键任务的一类系统和应用 资源包括计算能。

7、调Q原理与技术,1 调Q原理,一、弛豫振荡现象,普通脉冲激光器输出波形由一系列不规则的尖峰脉冲组成,1、现象,2、解释,泵浦使激光器达到阈值，产生激光反转粒子数减少至低于阈值激光熄灭,3、特点,(2)加大泵浦能量，只是增加尖峰的个数，不能增加峰值功率,(1)峰值功率不高，只在阈值附近,4、原因,激光器的阈值始终保持不变,二、调Q基本概念,泵浦时令腔损耗很大(Q很小),突然减小损耗(增大Q),使积蓄的反转粒子数在短时间内完成受激辐射,形成光脉冲,tp:光子数密度达到m的时刻,相应反转粒子数密度为nt,tr:光子数密度升到m/2的时刻,相应反转粒子数。

8、1,激光原理与技术,激光倍频技术,2,8.1概论,非线性极化光是一种电磁波，在介质中传播时，先将介质内部的电偶极子极化，然后这些电偶极子产生受迫振动，辐射出相应的电磁波。光在介质中的相速度为c/nc，正是反映了辐射极化再辐射的过程。在介质内部，电磁场E与极化P互为因果，有下面函数关系：第一项是线性极化，包括了线性光学的内容。当 时，第二项的作用逐渐增强，即随着电场E的不断增强，偶极子的振动超过了线性区，产生了非线性效应，对应的非线性效应为：SHG，SFG，DFG，OPO第三项对应更高的非线性光学效应:THG,SRS,SBS,FWM,.,3,8.1概。

9、激光原理与技术总结 邱忠阳qukaa 第一章 一 激光的特性 单色性好 或 和为中心频率和中心波长 相干性好 相干长度 为谱线的波长宽度 为谱线的频率宽度 方向性好 高亮度 二 二能级系统的三种跃迁 1 自发辐射过程描述 处于高能级的一个原子自发的向跃迁 并发射一个能量为的光子 这种过程称为自发跃迁 由原子自发跃迁发出的光波称为自发辐射 自发跃迁爱因斯坦系数 为能级u的自发辐射寿命 过程描述 处于。

10、 激光原理与激光技术习题答案激光原理与激光技术堪误表见下方习题一(1)为使氦氖激光器的相干长度达到 1m，它的单色性/应为多大？解： 10103286.LRc(2) =5000 的光子单色性/ =10-7，求此光子的位置不确定量 x解： hp2hhpx mRpx51072(3)CO2 激光器的腔长 L=100cm，反射镜直径 D=1.5cm，两镜的光强反射系数分别为 r1=0.985,r2=0.8。求由衍射损耗及输出损耗分别引起的、 c、Q、 c(设 n=1)解： 衍射损耗: 1807506122.).(aL scL880753106867534 Qc MHz.cc 1901912168输出损耗: 5012 .)ln(.rln scL88107236868 109472134 Qc MHz.zcc 75508216(4)。

11、第3章 激光原理与技术,主要内容,3.1 相干光源、非相干光源与激光 3.2 光与物质相互作用理论激光产生与传播基础 3.3 激光产生的条件 3.4 激光器的基本结构及输出 3.5 激光的特点 3.6 激光器的种类 3.7激光脉冲技术 3.8 激光选模技术 3.9 激光稳频技术 3.10 其他激光技术,3.1 相干光源、非相干光源与激光,如同电子学中的电源一样，光电子学中第一个接触的便是光 源。光源器件主要是指电光变换器件，分成相干光源和非相干光 源，如表3-1。,表3-1 光源器件分类,着重由电转换成光的能量转换效率和颜色,着重显示图象的清晰度、对比度、色彩饱和。

12、 1 激光的基本原理1 激光的基本原理1.1 相干性的光子描述1.2 光的受激辐射概念1.3 光的受激辐射放大1.4 光的自激振荡1.5 激光的特性光具有波粒二象性，光在传播时显示波动特性（频率、波矢、偏振等）;光与物质相互作用时显示粒子特性，光子与其它粒子一样具有质量、动量、能量等。光的波动性与粒子性有着密切的联系一、光子的基本性质1.1 相干性的光子描述1、光子的能量：与频率相对应22hmcc =h =2、光子具有运动质量：h是普朗克常数 ，h=6.62610-34JS（1.1.1）（1.1.2）为静止质量按相对论：021mmc=0mc =00m =当 时，分母为 0，要求分子。

13、 电 子 科 技 大 学 UNIVERSITY OF ELECTRONIC SCIENCE AND TECHNOLOGY OF CHINA 激光原理与技术 课程设计 课 程 教 师 作 者 姓 名 学 号 题目一 编程计算图示谐振腔的稳定性与光焦度1 F的关系 可取R1 R2 l1 250mm l2 200mm 用matlab程序计算光线在腔内的轨迹 演示腔稳定和不稳定时光线在腔内往返次数增加时光。

14、1,第三章 硅和锗的化学制备,3-1 硅和锗的物理化学性质,Si银白色 Ge灰色,二者熔体密度比固体密度大，故熔化后会体积收缩（锗收缩5.5%，而硅大约收缩10%）,1、Si和Ge的物理性质,Si、Ge元素周期表中第族元素,2,表1-1 硅锗的主要物理性质,3,4,结论:,1、硅的禁带宽度比锗大，电阻率比锗大四个数量级，Si 可用做高压器件，且工作温度比锗器件高； 2、锗的迁移率比硅大，可做低压大电流和高频器件。,5,室温下，硅、锗的化学性质比较稳定，但可与强酸、强碱作用。,高温下，硅、锗的化学活性大，可与氧、卤素、碳等作用，生成相应的化合物,2、Si和G。

15、激光原理与技术课程教学大纲二、讲授大纲与各章的基本要求 第一章 辐射理论概要与激光产生的条件教学要点：通过本章的教学使学生：1 了解光的波粒二象性，掌握光的偏振性、单色光的含义、平面光波的表示法、光强的定义和光子的含义。2 掌握原子能级和简并度的含义，理解原子状态标记的方法，理解辐射跃迁选择定则，掌握玻尔兹曼分布定律，掌握辐射跃迁也非辐射跃迁的定义和特点。3 理解黑体辐射的概念和规律，掌握光和物质相互作用时三种基本过程的特点、规律、发生几率，以及三者之间的关系。掌握自发辐射光功率和受激辐射光功率在普通光。

16、激光原理与技术,第一部分 激光原理部分,第一章 激光的基本原理,第三章 空心介质波导与谐振腔,第二章 开放式光腔与高斯光束,第四章 电磁场和物质的共振相互作用,第五章 激光振荡特性,第六章 激光放大特性,第七章 激光振荡的半经典理论,第二部分 激光技术部分,第八章 激光特性的控制与改善,第九章 激光器件,第一章 激光的基本原理,1.1 相干性的光子描述,1.2 光的受激辐射基本概念,1.3 光的受激辐射放大,1.4 光的自激振荡,1.5 激光的特性,第二章 开放式光腔与高斯光束,2.1 光腔理论的一般问题,2.2 共轴球面的稳定性条件,2.3 开腔模式的物理概。