第一篇:激光技術(shù)與材料科學(xué) 課程小論文
文章摘要:
激光技術(shù)正在逐漸走向成熟,激光在各方面都有廣泛的應(yīng)用,在臨床醫(yī)學(xué)上也有著舉足輕重的地位,各種先進(jìn)的治療方法中都有著激光的身影。
關(guān)鍵詞:激光技術(shù),臨床醫(yī)學(xué) 正文:
當(dāng)?shù)谝慌_(tái)紅寶石激光器在美國誕生,臨床醫(yī)學(xué)也隨之發(fā)生了巨大的變革,無血手術(shù)成為可能,眼鏡不再是永遠(yuǎn)的負(fù)擔(dān),腫瘤治療更是有了新的突破!激光的發(fā)明無疑是世界的一筆非常寶貴的一筆財(cái)富。
臨床上激光的用途不外乎切割、分離、汽化、溶解、燒灼、止血、凝固、封閉、壓電碎石、局部輻射等,這些治療種類就是利用激光對(duì)生物體的光熱作用、壓電作用和光化學(xué)作用。但是,在實(shí)際上,無論是哪種治療,不一定只是利用其單一作用,往往是多種作用一同作用的結(jié)果。例如在利用紫外激光的灼燒時(shí),主要起作用的是光熱作用,但在光子能切斷組織的分子結(jié)構(gòu)時(shí),光化學(xué)作用也參與其中。此時(shí),在該灼燒治療中光熱作用和光化學(xué)作用都起作用。
激光的種類非常繁多,在臨床醫(yī)學(xué)領(lǐng)域主要有用到一下幾種激光器:二氧化碳激光器、氬離子激光器、YAG激光器、紅寶石激光器、染料激光器、氪原子激光器、氮分子激光器、He-Ne激光器和ArF準(zhǔn)分子激光器。其中在臨床醫(yī)學(xué)中運(yùn)用最多的是二氧化碳激光器,所發(fā)出的激光波長為10.6μm,CO2激光器的主要工作物質(zhì)由CO2、氮?dú)?、氦氣三種氣體組成。其中CO2是產(chǎn)生激光輻射的氣體。放電管中,通常輸入幾十mA或幾百mA的直流電流。放電時(shí),放電管中的混合氣體內(nèi)的氮分子由于受到電子的撞擊而被激發(fā)起來。這時(shí)受到激發(fā)的氮分子便和CO2分子發(fā)生碰撞,N2分子把自己的能量傳遞給CO2分子,CO2分子從低能級(jí)躍遷到高能級(jí)上形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn)發(fā)出激光。波長為10.6μm的CO2激光是極易被水吸收的紅外光,像皮膚這樣的軟組織受到激光照射時(shí),激光的能量只是被表面吸收,并沒有穿越到深處。但是,由于角質(zhì)層以下的比皮膚表面的角質(zhì)層含水量高,這里的水分會(huì)瞬時(shí)蒸發(fā)膨脹,從而可以進(jìn)行切開、切除手術(shù)。這也是二氧化碳激光器作為激光手術(shù)刀的原因。所謂的無血手術(shù)是因?yàn)橄衩?xì)血管這樣的細(xì)血管在激光的照射下,由于熱效應(yīng)導(dǎo)致血管收縮斷裂,而斷裂處又會(huì)立即凝結(jié)。因此,即使切開布滿毛細(xì)血管的臟器官也不會(huì)出血。但是激光手術(shù)也有其缺點(diǎn),由于切開是在熱作用下進(jìn)行的,因而無法避免切開處周邊的碳化現(xiàn)象。但是無論如何激光手術(shù)是臨床醫(yī)學(xué)的一大突破,利遠(yuǎn)大于弊。
對(duì)于近視眼,厚厚眼鏡往往成為一種負(fù)擔(dān),即使是隱形眼鏡也有太多的麻煩,激光可以讓你摘掉它!
治療近視是利用燒蝕對(duì)眼角膜表面進(jìn)行精密切割,控制折射光率(矯正)的過程。眼鏡對(duì)光的折射由眼角膜與晶狀體完成,因?yàn)榫铙w得到前房和玻璃體連接,而角膜的一側(cè)和大氣接觸,使角膜的折射作用比晶狀體要大。因而只對(duì)角膜做手術(shù)就可以有效的矯正近視。近視本身不認(rèn)為是疾病,但用眼鏡或隱形眼鏡矯正不了的重度近視可通過這種角膜手術(shù)來解決。目前近視矯正有三種方法:對(duì)角膜表面進(jìn)行二維切割手術(shù)使其曲率半徑增大(做成平坦的)的PRK方法,激光原位角膜鑲術(shù)的LASIK方法和將角膜表面放射狀切開的RK方法。光源一般采用能得到高質(zhì)量灼燒表面的193μmArF準(zhǔn)分子激光器。這是由于在該波長的激光其穿透深度淺且可精密切割的緣故。又因光子能量大,所以同時(shí)存在光化學(xué)作用,可保證得到銳利整齊的切口,而切口邊緣的熱損傷最小。因此所采用的照射方法有兩種:強(qiáng)的分布均勻的大口徑光束掃描切割和可變小口徑光束的光斑切割。在實(shí)際治療中,先進(jìn)行角膜形狀的測(cè)定,確定切割量后進(jìn)行激光照射。這種治療方法不僅應(yīng)用于近視、遠(yuǎn)視和散光的矯正,還應(yīng)用于角膜疾病的治療。目前已有很多商品化裝置出售。但是由于該技術(shù)還不夠成熟,矯正后未來十幾年甚至幾十年里面會(huì)不會(huì)出現(xiàn)副作用,不得而知,這也是大部分不愿意進(jìn)行激光矯正的近視人群做顧慮的主要原因。這個(gè)顧慮暫時(shí)只有時(shí)間才可以解答。
激光在治療腫瘤上同樣有著舉足輕重的作用。眾所周知,癌細(xì)胞是非常活躍的細(xì)胞,它比正常細(xì)胞的繁殖速度快得多。肉眼看不見大小的癌細(xì)胞,同過內(nèi)窺鏡或X射線等可以發(fā)現(xiàn),但是,早期的癌細(xì)胞卻很難發(fā)現(xiàn)。通常認(rèn)為早期的癌癥的治療比較簡(jiǎn)單,這意味著癌癥早期發(fā)現(xiàn)更重要。因?yàn)榘┘?xì)胞非?;钴S,比正常細(xì)胞更容易攝取某種物質(zhì)。于是,就有了利用光來吞食某種物質(zhì)(稱為光感受性物質(zhì)),即讓該敏感性物質(zhì)有效的吸收激光,來殺化癌細(xì)胞的方法。這種治療方法稱為PDT(photo dynamic therapy 光線力學(xué)性治療)。
典型的光感受性物質(zhì)是一種叫做血葉啉誘導(dǎo)體得色素,它具有非常復(fù)雜的結(jié)構(gòu),該色素溶液通過靜脈注射入體內(nèi),它更容易被癌細(xì)胞侵吞,雖然肉眼看不到它被人體的哪個(gè)部位吞食,但用紫外光照射時(shí),只有被吞食的部位發(fā)出熒光,由此診斷癌變的部位,但此時(shí)照射的激光強(qiáng)度不能過強(qiáng),否則會(huì)對(duì)非癌細(xì)胞部位造成傷害。
激光在臨床醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用太多太多,還包括激光在皮膚科及整形外科中的應(yīng)用,激光在眼科中的應(yīng)用,激光在泌尿外科中的應(yīng)用,激光在耳鼻喉科中的應(yīng)用,間質(zhì)激光光凝術(shù),光動(dòng)力學(xué)治療等。
隨著激光技術(shù)的更加成熟,未來將是光的時(shí)代!
參考文獻(xiàn):
《高功率橫流CO2激光器及其應(yīng)用 》唐霞輝 編著 華中科技大學(xué)出版社 《人類希望之光——激光》 董克 編,上海交通大學(xué)出版社出版; 《現(xiàn)代腫瘤學(xué)》湯釗猷 編,復(fù)旦大學(xué)出版社出版
《激光原理及應(yīng)用》陳家璧 主編,電子工業(yè)出版社出版;
第二篇:激光原理與技術(shù)課程教學(xué)大綱
二、講授大綱與各章的基本要求
考核要求:
1、光的波粒二象性
周炳琨、高以智等(美)W.克希耐爾著,孫文等譯Addison-Wesley,
第三篇:激光原理與技術(shù)課程教學(xué)大綱
《激光原理與技術(shù)》課程教學(xué)大綱
二、講授大綱與各章的基本要求
第一章 輻射理論概要與激光產(chǎn)生的條件
教學(xué)要點(diǎn):
通過本章的教學(xué)使學(xué)生: 了解光的波粒二象性,掌握光的偏振性、單色光的含義、平面光波的表示法、光強(qiáng)的定義和光子的含義。掌握原子能級(jí)和簡(jiǎn)并度的含義,理解原子狀態(tài)標(biāo)記的方法,理解輻射躍遷選擇定則,掌握玻爾茲曼分布定律,掌握輻射躍遷也非輻射躍遷的定義和特點(diǎn)。3 理解黑體輻射的概念和規(guī)律,掌握光和物質(zhì)相互作用時(shí)三種基本過程的特點(diǎn)、規(guī)律、發(fā)生幾率,以及三者之間的關(guān)系。掌握自發(fā)輻射光功率和受激輻射光功率在普通光源和激光器中的大小關(guān)系。掌握光譜線、線型、光譜線寬度的概念,掌握自然增寬、碰撞增寬、多普勒增寬的原因、展寬線型、增寬大小及其影響因素,理解均勻增寬和非均勻增寬的概念和含義,理解綜合增寬的含義。理解光在介質(zhì)中受激放大的過程和規(guī)律,掌握介質(zhì)中產(chǎn)生激光放大的條件,理解吸收系數(shù)和增益系數(shù)的概念,掌握光學(xué)諧振腔在激光器中的作用和激光閾值條件。
教學(xué)時(shí)數(shù):10學(xué)時(shí) 教學(xué)內(nèi)容:
第一節(jié) 光的波粒二象性
一、光波
二、光子
第二節(jié) 原子的能級(jí)和輻射躍遷
一、原子能級(jí)和簡(jiǎn)并度
二、原子狀態(tài)的標(biāo)記
三、玻爾茲曼分布
四、輻射躍遷和非輻射躍遷 第三節(jié) 光的受激輻射
一、黑體熱輻射
二、光和物質(zhì)的作用
三、自發(fā)輻射、受激輻射和受激吸收之間的關(guān)系
四、自發(fā)輻射光功率與受激輻射光功率
第四節(jié) 光譜線增寬
一、光譜線、線型和光譜線寬度
二、自然增寬
三、碰撞增寬
四、多普勒增寬
五、均勻增寬和非均勻增寬線型
六、綜合增寬 第五節(jié) 激光形成的條件
一、介質(zhì)中光的受激輻射放大
二、光學(xué)諧振腔和閾值條件
考核要求:
1、光的波粒二象性
1.1 光波偏振性(領(lǐng)會(huì))
1.2 光速、頻率和波長的關(guān)系(領(lǐng)會(huì))1.3 單色平面波(領(lǐng)會(huì))1.4 光強(qiáng)(識(shí)記)1.5 光子(領(lǐng)會(huì))
2、原子的能級(jí)和輻射躍遷
2.1 原子能級(jí)和簡(jiǎn)并度(領(lǐng)會(huì))
2.2 原子狀態(tài)的標(biāo)記(領(lǐng)會(huì))
2.3 輻射躍遷的選擇定則(領(lǐng)會(huì))2.4 玻爾茲曼分布(領(lǐng)會(huì)、應(yīng)用)2.5 輻射躍遷和非輻射躍遷(領(lǐng)會(huì)、識(shí)記)
3、光的受激輻射
3.1 黑體熱輻射(領(lǐng)會(huì))
3.2 自發(fā)輻射、受激輻射、受激吸收(領(lǐng)會(huì)、識(shí)記、應(yīng)用)3.3 自發(fā)輻射、受激輻射、受激吸收之間的關(guān)系(領(lǐng)會(huì))3.4 自發(fā)輻射光功率與受激輻射光功率(領(lǐng)會(huì))
4、光譜線增寬
4.1 光譜線的線型函數(shù)、寬度(識(shí)記)
4.2 自然增寬的理論解釋、增寬線型、影響增寬的因素(識(shí)記、應(yīng)用)4.3 碰撞增寬的理論解釋、增寬線型、影響增寬的因素(識(shí)記、應(yīng)用)4.4 多普勒增寬的理論解釋、增寬線型、影響增寬的因素(識(shí)記、應(yīng)用)4.5 均勻增寬和非均勻增寬的概念(領(lǐng)會(huì))4.6 綜合增寬(領(lǐng)會(huì))
5、激光形成的條件
5.1 光束在介質(zhì)中的傳播規(guī)律(領(lǐng)會(huì))
5.2 產(chǎn)生受激光放大的條件、增益介質(zhì)和增益系數(shù)(識(shí)記、應(yīng)用)5.3 光學(xué)諧振腔的作用、閾值條件(領(lǐng)會(huì)、識(shí)記)
第二章 激光器的工作原理
教學(xué)要點(diǎn):
通過本章的教學(xué)使學(xué)生: 理解光學(xué)諧振腔滿足穩(wěn)定性條件的重要性,掌握穩(wěn)定性的條件,理解共軸球面腔穩(wěn)定圖和分類,學(xué)會(huì)穩(wěn)定圖的應(yīng)用。理解三能級(jí)系統(tǒng)和四能級(jí)系統(tǒng)的激光工作方式,掌握速率方程組的建立、推導(dǎo)和粒子數(shù)密度反轉(zhuǎn)分布的條件。掌握激光器在小信號(hào)工作時(shí)的粒子數(shù)密度反轉(zhuǎn)分布情況和在均勻增寬型介質(zhì)中的粒子數(shù)密度反轉(zhuǎn)分布。理解粒子數(shù)密度反轉(zhuǎn)分布的飽和效應(yīng)。掌握均勻增寬型介質(zhì)中的增益系數(shù)和增益飽和。掌握在非均勻增寬型介質(zhì)中粒子數(shù)密度反轉(zhuǎn)分布規(guī)律,掌握在非均勻增寬型介質(zhì)中小信號(hào)時(shí)的增益系數(shù)和穩(wěn)態(tài)情況下的增益飽和,掌握燒孔效應(yīng)的原理。5 了解激光器所存在的各種損耗和起因,掌握激光諧振腔內(nèi)穩(wěn)定光強(qiáng)的形成過程,掌握激光器的能穩(wěn)定出光的閾值條件(包括增益閾值,抽運(yùn)功率閾值等)。了解激光介質(zhì)能級(jí)選取的注意事項(xiàng)。教學(xué)時(shí)數(shù):12學(xué)時(shí)
第一節(jié) 光學(xué)諧振腔結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性
一、共軸球面諧振腔的穩(wěn)定性條件
二、共軸球面腔的穩(wěn)定圖及其分類
三、穩(wěn)定圖的應(yīng)用
第二節(jié) 速率方程組與粒子數(shù)反轉(zhuǎn) 一、三能級(jí)系統(tǒng)和四能級(jí)系統(tǒng)
二、速率方程組
三、穩(wěn)態(tài)工作時(shí)的粒子數(shù)密度反轉(zhuǎn)分布
四、小信號(hào)工作時(shí)的粒子數(shù)密度反轉(zhuǎn)分布
五、均勻增寬型介質(zhì)的粒子數(shù)密度反轉(zhuǎn)分布
六、均勻增寬型介質(zhì)粒子數(shù)密度反轉(zhuǎn)分布的飽和效應(yīng) 第三節(jié) 均勻增寬介質(zhì)的增益系數(shù)和增益飽和
一、均勻增寬介質(zhì)的增益系數(shù)
二、均勻增寬介質(zhì)的增益飽和 第四節(jié) 非均勻增寬介質(zhì)的增益飽和
一、介質(zhì)在小信號(hào)時(shí)的粒子數(shù)密度反轉(zhuǎn)分布值
二、非均勻增寬型介質(zhì)在小信號(hào)時(shí)的增益系數(shù)
三、非均勻增寬型介質(zhì)穩(wěn)態(tài)粒子數(shù)密度反轉(zhuǎn)分布
四、非均勻增寬型介質(zhì)穩(wěn)態(tài)情況下的增益飽和 第五節(jié) 激光器的損耗與閾值條件
一、激光器的損耗
二、激光諧振腔內(nèi)形成穩(wěn)定光強(qiáng)的過程
三、閾值條件
四、對(duì)介質(zhì)能級(jí)選取的討論
考核要求:
1、光學(xué)諧振腔結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性
1.1 共軸球面諧振腔的穩(wěn)定性條件(應(yīng)用)1.2 共軸球面腔的穩(wěn)定圖及分類(識(shí)記)1.3 穩(wěn)定圖的應(yīng)用(應(yīng)用)
2、速率方程組與粒子數(shù)反轉(zhuǎn)
2.1 三能級(jí)系統(tǒng)和四能級(jí)系統(tǒng)(領(lǐng)會(huì))2.2 速率方程組的建立(領(lǐng)會(huì))
2.3 穩(wěn)態(tài)工作時(shí)的粒子數(shù)密度反轉(zhuǎn)分布(識(shí)記)2.4 飽和效應(yīng)(領(lǐng)會(huì)、識(shí)記)
3、均勻增寬介質(zhì)的增益系數(shù)和增益飽和
3.1 均勻增寬介質(zhì)的增益系數(shù)和增益飽和(領(lǐng)會(huì)、識(shí)記)
4、非均勻增寬介質(zhì)的增益飽和 4.1 粒子數(shù)密度反轉(zhuǎn)分布(識(shí)記)4.2 非均勻增寬介質(zhì)的增益系數(shù)(識(shí)記)4.3 穩(wěn)態(tài)情況下的增益飽和(領(lǐng)會(huì)、識(shí)記)
5、激光器的損耗與閾值條件 5.1 激光器的損耗(識(shí)記)
5.2 穩(wěn)定光強(qiáng)的形成過程(領(lǐng)會(huì)、識(shí)記)5.3 閾值條件(領(lǐng)會(huì)、識(shí)記、應(yīng)用)5.4 對(duì)介質(zhì)能級(jí)選?。I(lǐng)會(huì))
第三章 激光器的輸出特性
教學(xué)要點(diǎn):
通過本章的教學(xué)使學(xué)生: 理解自再現(xiàn)模概念,掌握自再現(xiàn)模的特點(diǎn)。掌握自再現(xiàn)模積分方程解的物理意義,理解激光諧振腔的諧振條件,理解激光縱模的特點(diǎn)和含義,掌握縱模頻率和頻率間隔公式,會(huì)分析縱??赡艽嬖诘臄?shù)量。理解方形鏡面共焦腔自再現(xiàn)模積分方程的解析解,掌握鏡面上自再現(xiàn)模場(chǎng)的特征(振幅分布、相位分布、衍射損耗等)了解共焦腔中的行波場(chǎng)和腔內(nèi)外的光場(chǎng)分布。掌握高斯光束的振幅和強(qiáng)度分布、相位分布、遠(yuǎn)場(chǎng)發(fā)散角以及高斯光束的高亮度。理解穩(wěn)定球面腔的等價(jià)共焦腔的含義,了解穩(wěn)定球面腔的光束傳播特性。5 掌握均勻增寬型和非均勻增寬型介質(zhì)激光器的輸出功率以及影響因素。理解蘭姆凹陷的形成原因。6 掌握影響激光器線寬的因素。教學(xué)時(shí)數(shù):12學(xué)時(shí) 第一節(jié) 光學(xué)諧振腔的衍射理論
一、菲涅耳-基爾霍夫衍射公式
二、光學(xué)諧振腔的自再現(xiàn)模積分方程
三、激光諧振腔的諧振頻率和激光縱模 第二節(jié) 對(duì)稱共焦腔內(nèi)外的光場(chǎng)分布
一、共焦腔鏡面上的場(chǎng)分布
二、共焦腔中的行波場(chǎng)與腔內(nèi)外的光場(chǎng)分布 第三節(jié) 高斯光束的傳播特性
一、高斯光束的振幅和強(qiáng)度分布
二、高斯光束的相位分布
三、高斯光束的遠(yuǎn)場(chǎng)發(fā)散角
四、高斯光束的高亮度 第四節(jié) 穩(wěn)定球面腔的光束傳播特性
一、穩(wěn)定球面腔的等價(jià)共焦腔
二、穩(wěn)定球面腔的光束傳播特性 第五節(jié) 激光器的輸出功率
一、均勻增寬型介質(zhì)激光器的輸出功率
二、非均勻增寬型介質(zhì)激光器的輸出功率
考核要求:
1、光學(xué)諧振腔的衍射理論
1.1 菲涅耳-基爾霍夫衍射公式(領(lǐng)會(huì))1.2 自再現(xiàn)模(領(lǐng)會(huì)、識(shí)記)1.3 激光縱模(領(lǐng)會(huì)、識(shí)記)
2、對(duì)稱共焦腔內(nèi)外的光場(chǎng)分布
2.1 鏡面上自再現(xiàn)模場(chǎng)的特征(領(lǐng)會(huì)、識(shí)記)2.2 行波場(chǎng)和腔內(nèi)外光場(chǎng)分布(了解)
3、高斯光束的傳播特性
3.1 高斯光束的強(qiáng)度分布(領(lǐng)會(huì)、識(shí)記、應(yīng)用)3.2 相位分布(領(lǐng)會(huì))
3.3 遠(yuǎn)場(chǎng)發(fā)散角(領(lǐng)會(huì)、識(shí)記、應(yīng)用)3.4 高亮度(領(lǐng)會(huì))
4、穩(wěn)定球面腔的光束傳播特性
4.1 穩(wěn)定球面腔的等價(jià)共焦腔(領(lǐng)會(huì))4.2 穩(wěn)定球面腔的光束傳播特性(領(lǐng)會(huì))
5、激光器的輸出功率
5.1 均勻增寬型介質(zhì)激光器的輸出功率(領(lǐng)會(huì))
5.2非均勻增寬型介質(zhì)激光器的輸出功率、蘭姆凹陷(領(lǐng)會(huì))
6、激光器的線寬極限(領(lǐng)會(huì))
第四章 激光的基本技術(shù)
教學(xué)要點(diǎn):
通過本章的教學(xué)使學(xué)生: 了解激光器選模的目的和意義,理解均勻增寬型譜線的縱模競(jìng)爭(zhēng),掌握單縱模選取的方法,掌握激光單橫模的選取方法。了解激光器頻率穩(wěn)定的衡量方法,掌握影響激光器頻率穩(wěn)定的因素,了解常見的幾種穩(wěn)頻的方法。了解高斯光束透過透鏡時(shí)的變換規(guī)律,掌握高斯光束的聚焦、準(zhǔn)直、擴(kuò)束等技術(shù)的原理和方法。理解激光調(diào)制的概念,了解電光強(qiáng)度調(diào)制和電光相位調(diào)制。5 了解實(shí)現(xiàn)激光偏轉(zhuǎn)的幾種主要途徑。理解激光諧振腔的品質(zhì)因素Q的含義,掌握調(diào)Q的原理,了解幾種常見調(diào)Q的方法。理解激光鎖模技術(shù)的含義,掌握鎖模的原理,了解鎖模的2種常見途徑。教學(xué)時(shí)數(shù):10學(xué)時(shí) 第一節(jié) 激光器輸出的選模
一、激光單縱模的選取
二、激光單橫模的選取 第二節(jié) 激光器的穩(wěn)頻
一、影響頻率穩(wěn)定的因素
二、穩(wěn)頻方法概述
三、蘭姆凹陷法穩(wěn)頻
四、飽和吸收法穩(wěn)頻 第三節(jié) 激光束的變換
一、高斯光束通過薄透鏡時(shí)的變換
二、高斯光束的聚焦
三、高斯光束的準(zhǔn)直
四、激光的擴(kuò)束 第四節(jié) 激光調(diào)制技術(shù)
一、激光調(diào)制的基本概念
二、電光強(qiáng)度調(diào)制
三、電光相位調(diào)制 第五節(jié) 激光偏轉(zhuǎn)技術(shù)
一、機(jī)械偏轉(zhuǎn)
二、電光偏轉(zhuǎn)
三、聲光偏轉(zhuǎn) 第六節(jié) 激光調(diào)Q技術(shù)
一、激光諧振腔的品質(zhì)因數(shù)Q
二、調(diào)Q原理
三、電光調(diào)Q
四、聲光調(diào)Q
五、染料調(diào)Q 第七節(jié) 激光鎖模技術(shù)
一、鎖模原理
二、主動(dòng)鎖模
三、被動(dòng)鎖模
考核要求:
1、激光器輸出的選模
1.1 均勻增寬型譜線的縱模競(jìng)爭(zhēng)(領(lǐng)會(huì))1.2 非均勻增寬型譜線的多縱模振蕩(領(lǐng)會(huì))1.3 單縱模的選?。I(lǐng)會(huì)、識(shí)記)1.4 單橫模的選?。I(lǐng)會(huì)、識(shí)記)
2、激光器的穩(wěn)頻
2.1 影響頻率穩(wěn)定的因素(識(shí)記)2.2 穩(wěn)頻方法(了解)
3、激光束的變換
3.1 高斯光束通過透鏡時(shí)的變換(領(lǐng)會(huì)、應(yīng)用)3.2 高斯光束的聚焦(領(lǐng)會(huì)、應(yīng)用)3.3 高斯光束的準(zhǔn)直(領(lǐng)會(huì)、應(yīng)用)3.4 激光的擴(kuò)束(領(lǐng)會(huì)、應(yīng)用)
4、激光調(diào)制技術(shù)
4.1 調(diào)制的基本概念(領(lǐng)會(huì))
4.2 電光強(qiáng)度調(diào)制和電光相位調(diào)制(了解)
5、激光偏轉(zhuǎn)技術(shù) 5.1 機(jī)械偏轉(zhuǎn)(了解)5.2 電光偏轉(zhuǎn)(了解)5.3 聲光偏轉(zhuǎn)(了解)
6、激光調(diào)Q技術(shù)
6.1 品質(zhì)因數(shù)Q的概念(領(lǐng)會(huì))6.2 調(diào)Q原理(領(lǐng)會(huì)、識(shí)記)
6.3 電光調(diào)Q、聲光調(diào)Q、染料調(diào)Q(領(lǐng)會(huì))
7、激光鎖模技術(shù) 7.1 鎖模原理(領(lǐng)會(huì))
7.2 主動(dòng)鎖模和被動(dòng)鎖模(了解)
第五章 典型激光器介紹
教學(xué)要點(diǎn):
通過本章的教學(xué)使學(xué)生: 了解固體激光器的基本結(jié)構(gòu),掌握紅寶石激光器、YAG:Nd激光器的特點(diǎn)和機(jī)理,了解固體激光器的泵浦系統(tǒng)和輸出特性,了解半導(dǎo)體激光器泵浦的固體激光器、可調(diào)諧固體激光器和高功率激光器的優(yōu)缺點(diǎn)及原理。了解氦氖激光器的結(jié)構(gòu)和工作機(jī)理,了解二氧化碳激光器的結(jié)構(gòu)、激發(fā)機(jī)理和輸出特性,了解氬離子激光器的結(jié)構(gòu)、激發(fā)機(jī)理和工作特性。3 了解染料激光器的特點(diǎn)、激發(fā)機(jī)理、調(diào)諧原理和泵浦系統(tǒng)。了解半導(dǎo)體激光器中的能帶情況和產(chǎn)生受激輻射的條件,掌握PN結(jié)的雙簡(jiǎn)并能帶結(jié)構(gòu)和粒子數(shù)反轉(zhuǎn)條件,掌握半導(dǎo)體激光器的工作原理及閾值條件,了解同質(zhì)結(jié)和異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體激光器的特性。了解準(zhǔn)分子激光器、自由電子激光器和化學(xué)激光器的特點(diǎn)、基本原理和輸出特性。
教學(xué)時(shí)數(shù):4學(xué)時(shí) 第一節(jié) 固體激光器
一、固體激光器的基本結(jié)構(gòu)與工作物質(zhì)
二、固體激光器的泵浦系統(tǒng)
三、固體激光器的輸出特性
四、新型固體激光器 第二節(jié) 氣體激光器
一、氦氖激光器 二、二氧化碳激光器
三、氬離子激光器 第三節(jié) 染料激光器
一、染料激光器的激發(fā)機(jī)理
二、染料激光器的泵浦
三、染料激光器的調(diào)諧 第四節(jié) 半導(dǎo)體激光器
一、半導(dǎo)體的能帶和產(chǎn)生受激輻射的條件
二、PN結(jié)和粒子數(shù)反轉(zhuǎn)
三、半導(dǎo)體激光器的工作原理和閾值條件
四、同質(zhì)結(jié)和異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體激光器 第五節(jié) 其他激光器
一、準(zhǔn)分子激光器
二、自由電子激光器
三、化學(xué)激光器
考核要求:
1、固體激光器
1.1 固體激光器的基本結(jié)構(gòu)和工作物質(zhì)(了解)1.2 紅寶石激光器、Nd:YAG激光器(了解、識(shí)記)1.3 泵浦系統(tǒng)、輸出特性(了解)
2、氣體激光器
2.1 氦氖激光器結(jié)構(gòu)和原理(了解、識(shí)記)2.2 二氧化碳激光器結(jié)構(gòu)和原理(了解)2.3 氬離子激光器結(jié)構(gòu)和原理(了解)
3、染料激光器(了解)
4、半導(dǎo)體激光器
4.1 半導(dǎo)體能帶(了解)4.2 PN結(jié)與粒子數(shù)反轉(zhuǎn)(領(lǐng)會(huì))4.3 工作原理和閾值(了解)
5、其他激光器(了解)
第六章 激光在精密測(cè)量中的應(yīng)用
教學(xué)要點(diǎn):
通過本章的教學(xué)使學(xué)生: 了解激光干涉測(cè)長的基本原理、系統(tǒng)組成,了解激光外差干涉測(cè)長技術(shù)。2 了解激光衍射測(cè)量原理、方法及應(yīng)用。了解激光測(cè)距的特點(diǎn)、基本原理,了解激光相位測(cè)距原理。了解激光準(zhǔn)直儀的原理和結(jié)構(gòu),了解激光多自由度測(cè)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和原理。5 了解激光多普勒測(cè)速的原理和應(yīng)用。6 了解激光測(cè)量角度和角加速度的原理。7 了解激光環(huán)境計(jì)量的原理和應(yīng)用。教學(xué)時(shí)數(shù):1學(xué)時(shí)
第一節(jié) 激光干涉測(cè)長 第二節(jié) 激光衍射測(cè)量 第三節(jié) 激光測(cè)距
第四節(jié) 激光準(zhǔn)直及多自由度測(cè)量 第五節(jié) 激光多普勒測(cè)速
第六節(jié) 環(huán)形激光測(cè)量角度和角加速度
考核要求:
本章內(nèi)容僅要求了解,不作考試要求。
第七章 激光加工技術(shù)
教學(xué)要點(diǎn):
通過本章的教學(xué)使學(xué)生: 1 了解激光熱加工的原理。了解激光淬火技術(shù)的原理與應(yīng)用,了解激光表面熔凝技術(shù)和熔覆技術(shù)。3 了解激光打孔和激光切割的原理與特點(diǎn)。了解激光焊接的特點(diǎn),了解激光熱導(dǎo)焊和深熔焊的原理。了解激光快速成型技術(shù)的原理、優(yōu)點(diǎn)及應(yīng)用,了解激光清洗技術(shù)和激光彎曲技術(shù)。
教學(xué)時(shí)數(shù):1學(xué)時(shí)
第一節(jié) 激光熱加工原理 第二節(jié) 激光表面改性技術(shù) 第三節(jié) 激光去除材料技術(shù) 第四節(jié) 激光焊接 第五節(jié) 激光快速成型技術(shù) 第六節(jié) 其他激光加工技術(shù)
考核要求:
本章內(nèi)容僅要求了解,不作考試要求。
第八章 激光在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用
教學(xué)要點(diǎn):
通過本章的教學(xué)使學(xué)生: 了解生物體的光學(xué)特性,了解激光對(duì)生物體的作用和激光在生物體應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)。2 了解激光臨床治療的種類與現(xiàn)狀,了解激光在皮膚科及整形外科領(lǐng)域中的應(yīng)用,了解激光在眼科、泌尿外科、耳鼻喉科中的應(yīng)用。了解利用激光的生物體光譜測(cè)量及診斷,了解激光斷層攝影、激光顯微鏡基本原理。了解醫(yī)用激光設(shè)備(光源、光纖)。了解醫(yī)用激光新技術(shù)和光動(dòng)力學(xué)治療的前景。教學(xué)時(shí)數(shù):1學(xué)時(shí)
第一節(jié) 激光與生物體的相互作用 第二節(jié) 激光在臨床治療中的應(yīng)用 第三節(jié) 激光在生物體檢測(cè)及診斷中的應(yīng)用 第四節(jié) 醫(yī)用激光設(shè)備 第五節(jié) 激光應(yīng)用于醫(yī)學(xué)的未來
考核要求:
本章內(nèi)容僅要求了解,不作考試要求。
第九章 激光在信息技術(shù)中的應(yīng)用
教學(xué)要點(diǎn):
通過本章的教學(xué)使學(xué)生: 了解光纖通信系統(tǒng)中的激光器需滿足的要求,了解光纖激光器的基本原理、特點(diǎn)、分類和應(yīng)用,了解光放大器的原理、種類等。了解激光全息術(shù)的基本原理和分類,了解激光全息三維顯示的優(yōu)點(diǎn)、應(yīng)用及展望。了解激光存儲(chǔ)的基本原理、分類及特點(diǎn),了解激光體全息光存儲(chǔ)的特點(diǎn)、原理及應(yīng)用,了解激光存儲(chǔ)的最新進(jìn)展。4 了解激光在掃描器和打印機(jī)中的應(yīng)用 教學(xué)時(shí)數(shù):1學(xué)時(shí)
第一節(jié) 光纖通信系統(tǒng)中的激光器和光放大器 第二節(jié) 激光全息三維顯示 第三節(jié) 激光存儲(chǔ)技術(shù) 第四節(jié) 激光掃描和激光打印機(jī)
考核要求:
本章內(nèi)容僅要求了解,不作考試要求。
第十章 激光在科學(xué)技術(shù)前沿問題中的應(yīng)用
教學(xué)要點(diǎn):
通過本章的教學(xué)使學(xué)生: 1 了解激光在受控核聚變中的應(yīng)用。2 了解激光冷卻技術(shù)。了解激光操縱微粒的方法和原理。4 了解激光誘導(dǎo)化學(xué)反應(yīng)的原理。5 了解激光在光譜技術(shù)中的應(yīng)用。教學(xué)時(shí)數(shù):1學(xué)時(shí) 第一節(jié) 激光核聚變 第二節(jié) 激光冷卻 第三節(jié) 激光操縱微粒 第四節(jié) 激光誘導(dǎo)化學(xué)過程 第五節(jié) 激光光譜學(xué)
考核要求:
本章內(nèi)容僅要求了解,不作考試要求。
三、推薦教材和參考書目
1、《激光原理及應(yīng)用》,陳家璧主編,電子工業(yè)出版社,2004
2、《激光原理》,周炳琨、高以智等編,第五版,國防工業(yè)出版社,2004
3、《固體激光工程》,(美)W.克希耐爾著,孫文等譯,科學(xué)出版社,2003
4、《激光技術(shù)》,藍(lán)信鉅,科學(xué)出版社,2000
5、《激光工程》,(日)中井貞雄著,熊纓譯,科學(xué)出版社,2002
6、《激光物理》,錢梅珍等著,第二版,電子工業(yè)出版社,2001
7、《Laser Physics》,M.Sargent III,M.O.Scully, W.E.Lamb, Addison-Wesley, NY, 1987
第四篇:激光小論文講解
內(nèi)容摘要
引言:激光技術(shù)是20世紀(jì)60年代初發(fā)展起來的一門新興學(xué)科。激光的問世引起了現(xiàn)代光學(xué)技術(shù)的巨大變革。激光在現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、通信、國防、科學(xué)研究等各方面的應(yīng)用迅速擴(kuò)展。之所以在短期間獲得如此大的發(fā)展是和它本身的特點(diǎn)分不開的。摘自《激光原理及應(yīng)用(第二版)》(第一章 輻射理論概要與激光產(chǎn)生的條件)
正文:
激光簡(jiǎn)介
激光是在 1960 年正式問世的。但是,激光的歷史卻已有 100 多年。確切地說,遠(yuǎn)在 1893 年,在波爾多一所中學(xué)任教的物理教師布盧什就已經(jīng)指出,兩面靠近和平行鏡子之間反射的黃鈉光線隨著兩面鏡子之間距離的變化而變化。他雖然不能解釋這一點(diǎn),但為未來發(fā)明激光發(fā)現(xiàn)了一個(gè)極為重要的現(xiàn)象。1917 年愛因斯坦提出 ? 受激輻射 ? 的概念,奠定了激光的理論基礎(chǔ)。激光,又稱鐳射,英文叫?LASER?,是?Light Amplification by Stimu Iatad Emission of Radiation?的縮寫,意思是?受激發(fā)射的輻射光放大?。激光的英文全名已完全表達(dá)了制造激光的主要過程。1964年按照我國著名科學(xué)家錢學(xué)森建議將 ?光受激發(fā)射?改稱?激光?。
激光緣何而來(激光的產(chǎn)生原理)
激光是很奇特,它與其他光有著很多不同點(diǎn),它的奇異的特性讓人們很驚嘆,但也正是由于這特性,使它為人類做出了很大的貢獻(xiàn)。說到激光想必大家腦海中浮現(xiàn)的首先是高中課本上的,激光是一種人工相干光。
激光,想必大家從其名稱就可以判定其產(chǎn)生來源,所謂激光,就是?受激發(fā)射的輻射光放大?。其實(shí)這樣解釋誰都會(huì),關(guān)鍵是要能解釋得通俗易懂。下面呢,我就我對(duì)激光產(chǎn)生原理的認(rèn)識(shí)來介紹下。要想了解激光的產(chǎn)生,必須要先了解原子發(fā)光,因?yàn)榧す庖彩怯稍影l(fā)光產(chǎn)生的。在這之前原子的組成與其內(nèi)部結(jié)構(gòu)是必須要介紹的。原子是組成元素的最小單元,由原子核和圍繞原子核運(yùn)動(dòng)的電子組成。原子結(jié)構(gòu)可以看做一個(gè)太陽系,原子核就是太陽,那些在周圍繞轉(zhuǎn)的電子就是行星了,這是一個(gè)穩(wěn)定存在的整體。其穩(wěn)定狀態(tài)在不受外界激發(fā)的情況下是不會(huì)被打破的。原子內(nèi)的電子運(yùn)行軌道我們可以將其簡(jiǎn)化想象成一個(gè)個(gè)的圓形軌道。電子在沒受到外界干擾的情況下是不會(huì)從一個(gè)軌道運(yùn)動(dòng)到另一個(gè)軌道的。當(dāng)原子中的電子受到激發(fā)的時(shí)候,原子就會(huì)釋放光子。電子是帶負(fù)電荷的微粒,繞著原子核運(yùn)動(dòng)。原子中的電子有不同的能級(jí),不同能級(jí)的電子占據(jù)不同的軌道。一般說來,能量較高的電子在距離原子核較遠(yuǎn)的軌道上運(yùn)動(dòng)。當(dāng)原子獲得或失去能量時(shí),這個(gè)變化就通過電子的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)出來。當(dāng)某物將能量傳遞給一個(gè)原子時(shí)(例如,熱量)電子就會(huì)暫時(shí)躍遷到一個(gè)更高(離原子核更遠(yuǎn))的軌道上。電子在這個(gè)位置上僅僅停留很短的時(shí)間,它幾乎立即就被拉向原子核,回到它的初始軌道。在返回初始軌道的同時(shí),電子會(huì)將多余的能量以光子(有時(shí)是可見光子)的形式釋放出來。這個(gè)呢,就是原子發(fā)光。一個(gè)原子從高能階降到低能階時(shí),會(huì)放出一個(gè)光子,叫做自發(fā)放光。原子在高能階時(shí)受到一個(gè)光子的撞擊,就會(huì)受激而放出另外一個(gè)相同的光子,變成兩個(gè)光子,叫做受激放光。而激光正是受激發(fā)光的。對(duì)于激光,大部分的激光都是人工制造的,人們通過人工方法使其受激產(chǎn)生的。如果要從學(xué)術(shù)上用專業(yè)化的詞匯表達(dá)就是這樣的,激光的基礎(chǔ)最早在1916年就已經(jīng)由愛因斯坦奠定了。這個(gè)概念是這樣的:處于高能級(jí)的原子,受外來光子的作用,當(dāng)外來光子的頻率正好與它的躍遷頻率一致時(shí),它就會(huì)從高能級(jí)跳到低能級(jí),并發(fā)出與外來光子完全相同的另一光子。于是,一個(gè)光子變成了兩個(gè)光子。如果條件合適,光就可以象雪崩一樣得到放大和加強(qiáng)。值得注意的是,這樣放大的光是一般自然條件下得不到的?相干光?。
其實(shí)大家也許還想知道激光到底與自然光有什么區(qū)別。我們先從概念上來區(qū)分這兩個(gè)吧。激光的英文名字是受激輻射的光放大的意思。自然光又稱?天然光?。不直接顯示偏振現(xiàn)象的光。從普通光源直接發(fā)出的天然光是無數(shù)偏振光的無規(guī)則集合,所以直接觀察時(shí)不能發(fā)現(xiàn)光強(qiáng)偏于哪一個(gè)方向。這種沿著各個(gè)方向振動(dòng)的光波強(qiáng)度都相同的光叫做自然光。
從這兩個(gè)概念就能判斷出了激光是一種單頻率的光,偏振光,不發(fā)散,高能量,自然光都是混合的光,非偏振光。從產(chǎn)生原理上來說,激光是受到特定頻率的電磁波(一種能量的代表)影響而同一特定能級(jí)上的電子發(fā)生躍遷而發(fā)出的光。而普通的自然光是各個(gè)能級(jí)上的電子躍遷時(shí)發(fā)出的。
激光的各種性質(zhì)
既然上面介紹了激光的產(chǎn)生原理,并且稍微說了點(diǎn)其與普通光的區(qū)別。那現(xiàn)在應(yīng)該來說說,激光的性質(zhì)了。要判別兩者的不同,最容易的就是來看兩者產(chǎn)生機(jī)理的不同跟性質(zhì)的不同。性質(zhì)是決定物質(zhì)用途的,性質(zhì)也是區(qū)分其與其它物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)。激光與普通光源相比較有三個(gè)主要特點(diǎn),即方向性好,相干性好和亮度高,其原因在于激光主要是光的受激輻射,而普通光源主要是光的自發(fā)輻射。下面具體介紹下其各種特性。第一,激光是一種顏色最單純的光。太陽光和電燈光看起來似乎是白色的,但當(dāng)讓它通過一塊三棱鏡的時(shí)候,就可以看到紅、橙、黃、綠、藍(lán)、青、紫七種顏色的光,其實(shí),還含有我們看不見的紅外光和紫外光。激光的顏色非常單純,而且只向著一個(gè)方向發(fā)光,亮度極高。第二,激光的方向性好。由于激光光能量高度集中,所以激光的亮度比普通光的亮度高千萬倍,甚至億萬倍。而且,由于激光是可控制的,這就使得光能量不僅在空間上高度集中,同時(shí)在時(shí)間上也高度集中,因此能在一瞬間產(chǎn)生出巨大的光熱,成為無堅(jiān)不摧的強(qiáng)大光束。第三,激光亮度最高。一臺(tái)普通的激光器的輸出亮度,比太陽表面的亮度大10億倍。從地球照到月亮上在反射回來也不成問題??梢娂す馐钱?dāng)今世界上高亮度的光源。第四,激光還可以具有很大的能量,用它可以容易地在鋼板上打洞或切割。
激光的分類
跟任何事物一樣,激光也有著其分類,分門別類總是有利于人們對(duì)其的了解掌握。激光分類看從什么角度分類。一下我也就只簡(jiǎn)單的講一下激光從五個(gè)不同角度的分類。激光分類可根據(jù)激光的頻率分:473nm藍(lán)激光532/556nm綠激光671/635nm紅激光。如果從原理來分, 有氦-氖激光, 二氧化碳激光, 二極管激光,準(zhǔn)分子激光, 染色激光, 氬離子激光, 氮?dú)饧す? YAG 激光, 等等還有很多。從連續(xù)性來分有連續(xù)激光和脈沖激光, 脈沖激光有微秒級(jí)(10e-6 秒), 也有納秒(10e-9秒), 皮秒(10e-12秒), 和 飛秒(10e-15秒)激光。此外一般也根據(jù)激光的強(qiáng)度將其分為, 一級(jí), 二級(jí)....等等, 級(jí)別越高強(qiáng)度越大相應(yīng)則要求采取更嚴(yán)格的保護(hù)措施。激光按波段分,可分為可見光、紅外、紫外、X光、多波長可調(diào)諧,目前工業(yè)用紅外及紫外激光。例如CO2激光器10.64um紅外激光, 氪燈泵浦YAG激光器1.064um紅外激光, 氙燈泵浦YAG激光器1.064um紅外激光, 半導(dǎo)體側(cè)面泵浦YAG激光器1.064um紅外激光。這么多的分類,想必大家都有些迷糊了吧,其實(shí)你并不用搞懂每一個(gè)分類,最重要的就是只需要你了解激光,那些具體分類都是認(rèn)為規(guī)定出來的。其實(shí)也可以這樣打個(gè)比方,激光在不同方面,就像我們?nèi)艘粯?,我們?duì)于不同的人,我們有著不同的身份,而我們只要做好我們自己。對(duì)于研究激光,也是如此。只需弄激光的本質(zhì),至于它的分類,也是離不開它的性質(zhì)、本質(zhì)。
激光的歷史
激光起源于大物理學(xué)家‘愛因斯坦’,1916年愛因斯坦提出了一套全新的技術(shù)理論‘受激輻射’。這一理論是說在組成物質(zhì)的原子中,有不同數(shù)量的粒子(電子)分布在不同的能級(jí)上,在高能級(jí)上的粒子受到某種光子的激發(fā),會(huì)從高能級(jí)跳到(躍遷)到低能級(jí)上,這時(shí)將會(huì)輻射出與激發(fā)它的光相同性質(zhì)的光,而且在某種狀態(tài)下,能出現(xiàn)一個(gè)弱光激發(fā)出一個(gè)強(qiáng)光的現(xiàn)象。這就叫做?受激輻射的光放大?,簡(jiǎn)稱激光。
1958年,美國科學(xué)家肖洛和湯斯發(fā)現(xiàn)了一種神奇的現(xiàn)象:當(dāng)他們將內(nèi)光燈泡所發(fā)射的光照在一種稀土晶體上時(shí),晶體的分子會(huì)發(fā)出鮮艷的、始終會(huì)聚在一起的強(qiáng)光。根據(jù)這一現(xiàn)象,他們提出了“激光原理”,即物質(zhì)在受到與其分子固有振蕩頻率相同的能量激勵(lì)時(shí),都會(huì)產(chǎn)生這種不發(fā)散的強(qiáng)光--激光。他們?yōu)榇税l(fā)表了重要論文。肖洛和湯斯的研究成果發(fā)表之后,各國科學(xué)家紛紛提出各種實(shí)驗(yàn)方案,但都未獲成功。
1960年5月15日,美國加利福尼亞州休斯實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家梅曼宣布獲得了波長為0.6943微米的激光,這是人類有史以來獲得的第一束激光,梅曼因而也成為世界上第一個(gè)將激光引入實(shí)用領(lǐng)域的科學(xué)家。
1960年7月7日,梅曼研制成功世界上第一臺(tái)激光器,梅曼的方案是,利用一個(gè)高強(qiáng)閃光燈管,來刺激在紅寶石色水晶里的鉻原子,從而產(chǎn)生一條相當(dāng)集中的纖細(xì)紅色光柱,當(dāng)它射向某一點(diǎn)時(shí),可使其達(dá)到比太陽表面還高的溫度。
前蘇聯(lián)科學(xué)家H.Γ.巴索夫于1960年發(fā)明了半導(dǎo)體激光器。半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)通常由P層、N層和形成雙異質(zhì)結(jié)的有源層構(gòu)成。其特點(diǎn)是:尺寸小,耦合效率高,響應(yīng)速度快,波長和尺寸與光纖尺寸適配,可直接調(diào)制,相干性好。(來自--百度百科--激光的發(fā)展史)
激光的應(yīng)用
激光自其誕生之日來,已對(duì)人類生活產(chǎn)生了巨大影響。其應(yīng)用已滲入到人類生活的每個(gè)方面。比如激光測(cè)距、激光加工與激光醫(yī)療、光信息處理和激光通信、激光在受控核聚變中的應(yīng)用、激光的非線性效應(yīng)等等。由于激光應(yīng)用的廣泛性,這里我只能從廣面上稍微介紹下其應(yīng)用。隨著科技的發(fā)展、時(shí)代的進(jìn)步,激光已經(jīng)從一個(gè)遙不可及的高科技產(chǎn)品慢慢步入人們的生活。激光的應(yīng)用非常廣泛,如用于科技,工業(yè),通信等領(lǐng)域。我們熟知的有:光纖通信、激光光譜、激光切割、激光焊接、激光裁床、激光打標(biāo)、激光繡花、激光測(cè)距,激光雷達(dá)、激光武器、激光唱片、鐳射美容、鐳射掃錨等等。具體應(yīng)用
光纖應(yīng)用:光纖常被電信公司用于傳達(dá)電話、構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)等。跟傳統(tǒng)的銅線相比光纖的信號(hào)衰減小、抗干擾能力高,特別是在遠(yuǎn)距離、大容量傳輸場(chǎng)合,光纖的優(yōu)勢(shì)更為明顯。光纖極大程度的改變了我們的生活工作等等。
軍事科技:激光在科技、軍事上的應(yīng)用也有很多。如激光光譜、激光雷達(dá)、激光武器(遠(yuǎn)程擊毀導(dǎo)彈)等等。
工業(yè)生產(chǎn):激光在工業(yè)上的應(yīng)用也非常的廣泛。如激光打標(biāo)、激光打孔、激光裁床、激光切割、激光繡花等等。激光的迅速準(zhǔn)確的特性能夠更好的在工業(yè)生產(chǎn)上發(fā)揮重要作用,同時(shí)也能夠更好的節(jié)約成本。
醫(yī)療衛(wèi)生:在醫(yī)學(xué)、生活中激光的應(yīng)用也非常廣泛。如激光生命科學(xué)研究、激光診斷、激光治療,其中激光治療又分為:激光手術(shù)治療、弱激光生物刺激作用的非手術(shù)治療和激光的光動(dòng)力治療。目前有一種非常流行的整形方法就是利用飛秒激光。
炫酷流行:現(xiàn)在生活講究炫酷,鐳射就是個(gè)很好的激光應(yīng)用例子,他可以把影像在空中投影,就是我們常說的空氣投影,手表上就可以沒有表面,中間懸空顯示時(shí)間,保準(zhǔn)你回頭率高!
日常生活:隨著科技的發(fā)展,激光也走入了人們的日常生活。最近便有了激光滅蚊的產(chǎn)品推出,利用激光消滅蚊子。激光器每秒可擊斃50只到100只蚊子。除了速度快之外,該激光器還很精準(zhǔn),能區(qū)別蝴蝶和蚊子,也能分辨雌蚊子和雄蚊子。
總結(jié):激光技術(shù)作為一種新的科學(xué)技術(shù)有著廣闊的應(yīng)用前景??焖?、精準(zhǔn)是其最大的優(yōu)勢(shì),激光不僅能夠在精密儀器上打標(biāo),還可以對(duì)地毯等快速的切割。激光機(jī)在現(xiàn)代的工業(yè)事業(yè)上功不可沒。推進(jìn)工業(yè)的快速發(fā)展。激光走進(jìn)了人們的生活同時(shí)也加速了人類社會(huì)的進(jìn)步。激光發(fā)展的步伐依舊很堅(jiān)定,它將為我們做出更大的貢獻(xiàn)并且需要我們更加深入的研究它。
參考文獻(xiàn): ○1激光原理及應(yīng)用(第2版)作者:陳家璧
出版社:電子工業(yè)出版社
2激光原理與技術(shù) 第一章 作者:安毓英,劉繼芳,曹長 ○慶
出版社:科學(xué)出版社
3光纖通信 ○(第五版)第一章 作者:美國亞利桑那大學(xué)Palais教授著、王江平譯 出版社:電子工業(yè)出版社
4激光原理及應(yīng)用 緒論 作者:魏彪,盛新志
○ 出版社:重慶大學(xué)出版社
5現(xiàn)代激光工程應(yīng)用技術(shù) 作者:朱林泉
○ 出版社:國防工業(yè)出版社
6百度百科--激光
○
第五篇:小議激光加工技術(shù)的課程設(shè)置論文
課程的設(shè)置應(yīng)強(qiáng)調(diào)學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)與提高
激光加工技術(shù)專業(yè)主要是為了培養(yǎng)生產(chǎn)和服務(wù)第一線的應(yīng)用型人才,因此,根據(jù)這一特點(diǎn),教師首先要注重針對(duì)學(xué)生職業(yè)技能的訓(xùn)練,以形成其基本的社會(huì)生存能力。學(xué)生在校兩年里,要強(qiáng)化他們鉗工、焊工、維修電工、電子焊接、數(shù)模電的實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)等實(shí)踐性教學(xué)與管理,準(zhǔn)確使用常用儀器儀表、掌握基本測(cè)試方法、熟練組裝激光器,在調(diào)試以及故障分析等方面進(jìn)行專題訓(xùn)練,增加激光焊接、激光切割、激光打孔、激光熱處理以及激光內(nèi)雕等產(chǎn)品的實(shí)訓(xùn)活動(dòng),力求使產(chǎn)品的設(shè)計(jì)性、趣味性、綜合性都能有所提高。其次,教師要制定一系列活動(dòng)方案,定期舉辦“我愛小發(fā)明”“世界著名建筑拼圖”“我心目中的潘多拉魔盒設(shè)計(jì)”等活動(dòng)競(jìng)賽項(xiàng)目。這樣,無論是在課內(nèi)還是在課外,都能充分體現(xiàn)以學(xué)生為主體,以培養(yǎng)學(xué)生操作技能為主要目標(biāo)的教育教學(xué)特點(diǎn),促進(jìn)學(xué)生盡早成為一名適應(yīng)社會(huì)需求的技能型人才。
課程的設(shè)置應(yīng)能充分適應(yīng)機(jī)光電等行業(yè)對(duì)職業(yè)崗位的需求
專業(yè)課程設(shè)置上始終堅(jiān)持以培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)能力為主調(diào),以職業(yè)生涯為背景,以崗位需求為依據(jù),在“貼近生產(chǎn)、貼近工藝、貼近裝備”的思想指導(dǎo)下,在激光加工產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、工藝,以及激光器的安裝、調(diào)試、檢測(cè)及維護(hù)綜合能力培養(yǎng)為核心上下工夫。認(rèn)真分析行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì),針對(duì)中職教育的宗旨和激光加工技術(shù)專業(yè)崗位的社會(huì)需求,適時(shí)調(diào)整課程內(nèi)容、優(yōu)化課程體系,使課程具有實(shí)用性、實(shí)踐性、科學(xué)性,并包含更多的現(xiàn)代技術(shù)和新應(yīng)用技術(shù)。針對(duì)中職院校激光加工所涉及的機(jī)械加工類、電工電子類的教學(xué)內(nèi)容,我們開發(fā)并編寫了《機(jī)械基礎(chǔ)》《機(jī)械制圖》《AutoCAD技術(shù)》《EzCAD基礎(chǔ)》《電工與電子技術(shù)》和《設(shè)備控制技術(shù)》等專業(yè)課程。而在實(shí)際教學(xué)工作中,突出了對(duì)《激光原理》《激光加工設(shè)備》和《激光加工工藝》核心課程的教學(xué),借助“校企合作、工學(xué)聯(lián)合”的平臺(tái),將行業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)和生產(chǎn)流程引入到教學(xué)的全過程中,培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)和熟練的操作技能,完善了激光加工的產(chǎn)品制作工藝,得到了指導(dǎo)教師、行家、企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)的充分支持和肯定。
課程設(shè)置應(yīng)注意統(tǒng)一性、地方性的有效結(jié)合課程的統(tǒng)一性是保證教學(xué)質(zhì)量的重要前提,統(tǒng)一性課程是指基礎(chǔ)課程模塊。在參考國家課程標(biāo)準(zhǔn)的前提下,我們把語文、數(shù)學(xué)、英語、體育、美術(shù)和音樂欣賞等納入基礎(chǔ)課程體系模塊之中。這樣,有利于學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)和提高,不僅為專業(yè)課程地學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ),也為學(xué)生今后走上社會(huì),適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要?jiǎng)?chuàng)造良好的條件。課時(shí)分配應(yīng)不低于總學(xué)時(shí)的30%。同時(shí),課程設(shè)置應(yīng)具有地方性特點(diǎn)。面對(duì)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略一盤棋,激光加工技術(shù)專業(yè)的課程設(shè)置必須與學(xué)校專業(yè)發(fā)展同步,切合地方產(chǎn)業(yè)發(fā)展的大局,讓教材開發(fā)和課程設(shè)置具有鮮明的為地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù)的辦學(xué)特色。只有把統(tǒng)一性和地方性有效結(jié)合,才能適應(yīng)社會(huì)需求,為經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
課程設(shè)置要與師資隊(duì)伍的建設(shè)相結(jié)合師資隊(duì)伍包括教師隊(duì)伍、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段以及實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)等。它對(duì)推動(dòng)課程的整體改革,推進(jìn)教育教學(xué)觀念,提高教學(xué)質(zhì)量起著重要作用。我們每年選派1至2位教師到武漢高校進(jìn)行激光加工技術(shù)專業(yè)培訓(xùn),以此提高教師理實(shí)一體化教育教學(xué)水平。培訓(xùn)的主要內(nèi)容包括四方面:一是接受激光加工技術(shù)對(duì)當(dāng)代社會(huì)發(fā)展所起作用的感性和理性認(rèn)知培訓(xùn),感知新技術(shù)給社會(huì)帶來的巨大變革;二是對(duì)接受培訓(xùn)的教師進(jìn)行激光加工專業(yè)理論水平的培訓(xùn),為夯實(shí)技能功底打好基礎(chǔ);三是借助“中國光谷”技術(shù)優(yōu)勢(shì),讓教師到激光設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行技能專項(xiàng)訓(xùn)練;四是邀請(qǐng)來自全國中職院校的部分優(yōu)秀教師、高校專家、行業(yè)精英等,一起研討課程設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容、手段和方法,以便使課程設(shè)置更趨于合理化、規(guī)范化和科學(xué)化。
不可否認(rèn),雖然我們開創(chuàng)了將激光加工技術(shù)引入中職課堂的先河,但是作為新興專業(yè),課程設(shè)置畢竟還處于起步階段,存在這樣或那樣的問題。所以敬請(qǐng)各位同仁在教學(xué)實(shí)踐中不斷提出合理化的意見和建議,以便讓課程設(shè)置日臻完善。