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激光原理与技术
第14次开课
开课时间: 2025年03月07日 ~ 2025年06月10日
学时安排: 3
当前开课已结束 已有 850 人参加
认证学习
认证成绩和证书
智能问答和解析
视频学习辅助
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课程评价(130)
spContent=激光笔、激光打印机、激光电视、激光测距、激光雷达、激光引力波测量、激光量子通信、激光武器、激光加工、激光美肤...,这些耳熟能详的名词都离不开神奇的“激光”。激光到底是什么样的光?激光为何被誉为20世纪人类四大科技发明?20世纪初至60年代,以爱因斯坦为代表的一大批顶尖物理学家如何带领人类制造出上帝也不曾创造的神奇光源?激光为何具有如此广阔的应用,成为高科技的代名词? 如果你对上述问题感兴趣,或想在相关领域有所发展,来《激光原理与技术》课堂吧,课程教学团队将带领你全面领略激光发明史、激光产生原理、激光器构成、激光传输特性以及典型激光器件、技术和前沿科技应用。
激光笔、激光打印机、激光电视、激光测距、激光雷达、激光引力波测量、激光量子通信、激光武器、激光加工、激光美肤...,这些耳熟能详的名词都离不开神奇的“激光”。激光到底是什么样的光?激光为何被誉为20世纪人类四大科技发明?20世纪初至60年代,以爱因斯坦为代表的一大批顶尖物理学家如何带领人类制造出上帝也不曾创造的神奇光源?激光为何具有如此广阔的应用,成为高科技的代名词? 如果你对上述问题感兴趣,或想在相关领域有所发展,来《激光原理与技术》课堂吧,课程教学团队将带领你全面领略激光发明史、激光产生原理、激光器构成、激光传输特性以及典型激光器件、技术和前沿科技应用。
—— 课程团队
课程概述

本课程主要介绍激光产生的基本原理和特性、激光器的基本结构和类型、激光器的主要应用以及光通信和信息光电子领域常用的激光技术和典型激光器件,培养学生对激光、激光器件及各种激光技术的感性认识,使学生掌握激光原理、技术和器件的基本知识,并引导学生了解激光在当今信息光电子领域的主要应用和前沿动态,为从事光通信、信息光电子领域的相关工作或进一步深入学习打下较好的基础。

授课目标



掌握激光特性、激光产生原理、谐振腔和激光模式、激光器结构和类别、激光束传输和变换、典型激光技术(调Q、锁模、选模等)和激光器件(全固态激光器、光纤激光器、半导体激光器等)等专业知识。

了解激光发明史以及激光在日常生活、尖端科技、国防军事等领域的应用和前沿发展动态。


课程大纲
引言和知识准备
1.1 激光是什么样的光?
1.2 激光器是怎么发明的?
1.3 谈谈光的本质和“光学”
1.4 光学波段的内涵?
1.5 什么是光源相干性和相干光源
1.6 辐射亮度和单色辐射亮度
激光产生的基本原理
2.1 微观粒子能级和玻尔兹曼分布
2.2 自发辐射、受激辐射和受激吸收
2.3 光放大及其必要条件
2.4 损耗和增益的定量描述
2.5 光的自激振荡
2.6 激光器的构成和振荡条件
光学谐振腔的损耗
3.1 光学谐振腔和开放式光学谐振腔
3.2 开放式谐振腔的损耗类型和平均单程损耗因子
3.3 无源腔腔内光子寿命、无源腔线宽和品质因素(Q值)
3.4 线性单位和对数单位问题
共轴球面腔的稳定性
4.1 共轴球面腔的稳定性问题
4.2 近轴光线的传播矩阵
4.3 共轴球面腔的稳定性条件
4.4 共轴球面腔的稳定性分类
激光模式特征和高斯光束
5.1 激光模式的纵向特征(纵模)
5.2 激光模式的横向特征(横模)
5.3 高斯光束性质和特征参数
5.4 高斯光束传输、聚焦和准直
增益饱和及模式竞争
6.1 谱线加宽机制和类型
6.2 增益饱和和模式竞争
速率方程和激光振荡特性
7.1 速率方程的建立
7.2 受激吸收和受激发射截面
7.3 激光振荡特性
典型激光技术
8.1 激光技术概论
8.2 激光选模技术
8.3 激光锁模技术
8.4 激光调Q原理
8.5 典型激光调Q技术
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预备知识

大学物理,高等数学,工程光学,物理光学,电磁场与电磁波

参考资料

《激光原理》,周炳琨等,国防工业出版社

《激光技术》,蓝信钜等,科学出版社

常见问题

Q : 黄老师,我的数学和物理基础都不是太好,光学和电磁波课程的基础也比较薄弱,量子力学也没学过,学习《激光原理与技术》课程,会不会听不懂啊?

A : 相信不会,虽然本课程会涉及到一定的数学基础、现代物理和光学相关方面的知识,但我已考虑到大家的知识基础,尽量避免过深的理论分析和过繁杂的公式推导,着重相关概念和原理的讲解。

厦门大学
1 位授课老师
黄朝红

黄朝红

副教授

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