激光应用-ppt课件

激光技术应用激光技术的应用激光问世已有40多年的历史输出波长：从远红外到真空紫外，并向X射线波段推进输出功率：10-6w~1014w激光脉冲可压缩到10-15s，可以研究各种超快速演变的瞬态过程，例如在化学反应过程中，可以检测到寿命极短的中间产物的生成与消亡的整个过程，这种研究必将带来对事物演变全过程的崭新认识。由于激光具有优良的单色性及可获得超短光脉冲，人们利用激光对经典的原子、分子光谱学的数据进行了重新测量，获得了更高的精度，并发展了一些新的光谱学方法，形成了“激光光谱学”，激光光谱学的特点是高精度、高频域分辨和高时域分辨是当前研究原子和分子物理的重要手段。由于激光具有高的单色亮度，当激光与物质相互作用时，会产生非线性现象，例如光的倍频效应，光的双稳态开关效应等等。形成了“非线性光学”。“非线性光学”是当前许多光学新技术的基础，是重要的研究前沿。激光出现以后带来了许多光学新技术的开拓，例如光纤通信、光计算机等。利用激光的特性，可以做许多以往普通光不能做，或者做不好的工作。现在，激光技术已深入到国民经济建设和科学研究的各个领域，成为一门正走向实用化的高技术。◇激光测距•原理：•主要构造：•激光发射器；•电源和显示装置。•激光接收器；记时器电源放大器光电转换器距离显示器•Laser激光发射器激光接收器射向目标来自目标tcL21•参考光麦克唐那激光测距仪外景精度达到了2cm，测定由于潮汐力而逐渐远离地球的速率：每年3.8cm角锥棱镜(Cornerprism):反向作用阿波罗登月在月面留下的回射器LAGEOS-2卫星的回射器第一台激光测距仪GODLAS（左）与BeaconExplorer-B卫星（右）测量俯仰角度测量直线距离测量物体高度目前激光已广泛应用到激光焊接、激光切割、激光打孔、激光淬火、激光热处理、激光打标、玻璃内雕、激光微调、激光光刻、激光制膜、激光薄膜加工、激光封装、激光修复电路、激光布线技术、激光清洗等方面。实例1激光淬火实例2激光切割纸制品激光缕空加工竹木制品激光刻字打标加工塑料制品激光刻字加工水晶激光切割实例3激光打标与钻孔激光打孔的典型值：几十到200um，最小25um金属工艺品激光打标加工饰品激光打标加工实例4大幅面玻璃内雕玻璃雕刻机水晶激光内雕激光保鲜、激光育种激光育种是突变育种的一种，选用适当波段剂量的激光照射植物种子和其它器官，以诱发突变，进而在其后代中，选择优良变异个体，有可能培育成新品种。目前已在果树等植物育种上应用获得初步成功。也可照射卵、蛹，用于家蚕育种上。激光培育蔬菜日本东海大学开发出把半导体激光用于蔬菜栽培技术，提高了蔬菜的营养成分。新技术采用播放DVD所用的蓝色和红色激光，取代现在“植物工厂”里使用的钠光灯照射温室里栽培的蔬菜，两种激光的比例是10：1。采用新技术后，蔬菜中维生素C含量能够增加10％。激光美容、激光手术激光手术刀、激光纤维内窥镜、低功率激光治疗及检测诊断等。激光治疗仪脉冲Ho:YAG激光治疗仪（德国,0.8μm,3J,20Hz,光纤输出）脉冲Er:YAG激光治疗仪（美国,2.94μm,30w,2J,七关节输出）波长为670±5nm，功率连续可调，最大光纤末端输出功率2瓦医用半导体激光器卤化银光纤式CO2激光手术刀激光近视治疗照射飞秒激光，制作角膜瓣膜照射准分子激光，改变角膜的屈光率将角膜瓣复位并进行消毒飞秒激光设备激光美容激光雷达、能量武器、制导激光武器：战术武器，主要代表有激光枪和激光炮；战略武器，用于对付敌方的远程导弹、军事卫星等空间武器。美国的主战坦克，安装了激光测距装备。◇激光制导•利用激光控制炸弹、炮弹、导弹，使之“长上眼睛”，盯住目标，穷追不舍，直到将它消灭。1）激光波束制导•装置：•A--激光照射器；•B--导弹发射器；•C--尾部带有激光接收器的制导导弹。•A•C•B弹体•2）半主动式激光制导导引头控制仓4567•8123•构造：•A）激光照射器•B）导弹发射器•C）装有“寻的器”的导弹1--滤光器；2--透镜；3--光敏元件；4--放大器5--计算器；6--自动驾驶仪；7--舵面伺服仪；8--电源•是目前较成熟的一种激光制导方式，多用于对付地面目标。如激光制导炸弹、炮弹、空地导弹等。半主动式激光制导过程•3）全主动式制导•激光照射器与目标寻的器均装在导弹弹体上。作战时，激光照射器向目标照射激光，目标寻的器接收目标反射来的激光信号，将导弹导向目标。•目前尚不很成熟！美国的夜莺隐形战机，装备了激光制导武器装备激光压制武器的99式坦克•◇激光武器•直接利用高度集中的激光能量对敌人和敌人的武器进行杀伤、破坏的武器。•特点：•1）不需计算弹导，“指哪打哪”。•2）不需计算提前量，“说时迟，那时快”。特别适合攻击高速运动的目标。•3）无后座之扰；•4）不受电子干扰。•受天气影响，云雾、雨雪都有是激光难以逾越的障碍。•局限：•电•源•1）低能激光武器（激光轻武器、单兵激光武器）•A）激光手枪•第一支激光手枪是用红宝石激光器制成的•用途：可在几米内烧毁衣服、皮肤且无声响。•也可使人在不知不觉中致盲，近距离内引爆，•破坏敌方夜视仪、测距仪等光电传感器。•B）激光枪•用途：•可在更远距离内使人致盲引爆。•破坏敌方夜视仪、测距仪等光电传感器且无声响、效益高。97-3式激光枪•2）高能激光武器（强激光武器、激光炮）•利用高功能激光摧毁敌方卫星、导弹、飞机、坦克等大型目标的武器。（现仍在研制阶段）•历史与现状：•1973年春，美军用激光炮一举击落长4.57m时速482.8Km的飞行靶机;•1976年以用激光炮击落两架飞行于900m高空的高空无人架驶飞机;•1978年美国陆军用激光炮在1--2Km内击落正在高速飞行的“陶式”反坦克导弹弹头裂成碎片;美国高能激光武器发射窗美国“激光复仇者”系统安装于悍马吉普车上，移动便捷，被视为未来战争中的一种革命性武器。由美国国防部和波音公司联合研发的“机载战术激光”(ATL)系统今年进入飞行测试阶段。该系统能发出宽度约10厘米的激光束，并在15公里的战术距离内命中地面目标。机载战术激光系统美空军洛克希德-马丁C-130H“大力士”运输机上安装一台高功率“化学氧-碘激光器”(COIL)激光炮美国把激光武器安装在运输机上，用以击毁低空反舰导弹、巡航导弹、近程火箭弹等。美国太空战高能激光武器美国空军“机载激光器”（ABL）飞机停放在华盛顿附近的安德鲁斯空军基地的停机坪上。美国舰载激光武器•◆激光通信：让载有信号的激光束通过光导纤维传输至对方以实现通信的方法。50m100m包皮纤芯（石英）光导纤维光缆光放大器光缆传导原理：全反射SMART-1号与地面进行激光通信测试模拟图SMART-1号探月模拟图2013.06.20.神舟十号宇航员王亚平在天宫一号上授课，利用激光技术实时天地传输。•◆激光信息存储•◆激光全息•激光全息防伪利用激光准直开凿隧道•激光水幕电影•激光表演•激光灯会•激光琴1.建立激光产业激光加工产业激光印刷产业激光光盘产业光纤通信产业激光医疗产业激光武器、激光分离同位素等也将形成产业四.激光技术的发展2.发展短波长和长波长激光技术3.发展新型激光器小型紧凑实用的激光器可调谐固体激光器开发新的泵浦技术和产生相干辐射新机制生物工程、微电子工业、化学工业特别需要一些远紫外激光器。天体物理、固体物理研究，等离子体诊断、农业、医学需要远红外波段的激光器。