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激光原理(双语)
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spContent=同学们好,本课程为《激光原理》,主要讲述激光器是有哪些部分构成,为什么激光器能够输出激光?激光器的各个部件在产生激光的过程中起怎样的作用?激光与普通光源有什么不同,为什么激光具有很多的优点?激光束的传播过程怎样描述?有哪些主要的技术用于改善激光的质量和性能?。。。 基于这样一些问题,本课程内容分为5章,每章包含若干小节。依次包括:激光器的物理基础、光学谐振腔的作用、高斯光束的传播规律、激光与工作物质作用的速率方程描述、激光技术和激光前沿简介。 作为一门光学相关的专业课,我们在注重讲解内容清晰易懂的同时,特别注重物理概念和物理思想。在对一些重要问题讲述时,适当介绍相关史实和科学家的故事。帮助理解相应的研究背景。 本课程适用于光学、激光技术、激光物理等相关专业的学生学习,先修课程主要包括大学物理、高等数学、线性代数等知识。
—— 课程团队
课程概述

  激光时20世纪人类的重大科技发明之一,与原子能、半导体和计算机并列。它对人类社会的生产生活产生了广泛而深刻的影响。在短短几十年的时间里,激光技术已应用到工业、农业、医疗、通信、国防、科研等多个领域,渗透到日常生活的各个方面。今天,我们可以说激光无处不在。

    另一方面,激光又是一个崭新的科研领域,具有蓬勃的发展生机,新型的激光器和激光技术仍在快速的诞生,激光的各项技术指标在不断的突破并挑战着人类的认知,我们可以说激光科学是光学领域一个富有朝气的研究领域,它正等待有理想有抱负的同学们在这个重要的科学领域贡献自己的智慧和力量。

    “万丈高楼平地起”,要在这样一个快速蓬勃发展的领域做出相应的贡献,我们需要从基础学起,激光原理这门课程正是要讲授激光器的基本工作原理和激光的基本特性。这些知识本身或许已经成为理论中的经典,但它确实是我们建设激光这座“高楼大厦”的基础。

       本课程主要讲述激光器的基本原理,包括激光的物理基础、光学谐振腔、高斯光束、腔内激光与工作物质相互作用几个方面,也对几个技术和激光器的前沿领域做适当介绍。

授课目标

通过学习本课程,掌握激光器的结构和基本工作原理,掌握激光的特性和传播规律,了解激光技术和激光器的前沿领域。培养学生热爱科学、勇于探索的创新精神,树立唯物主义的科学世界观。

成绩要求

课程考核包括以下几方面:

线上过程性考核:观看资源(10%),在线讨论(10%),线上作业(15%),线上测试(20%)

线下过程性考核:课堂讨论发言(10%)、课堂答题(15%)、线下测验(20%)

课程大纲
预备知识

大学物理(力学,热学、电磁学、原子物理、光学),微积分,线性代数,

参考资料

周炳琨,高以智,陈倜嵘,激光原理,第5版. 国防工业出版社,2004

陈钰清,王静环,激光原理,第2版. 浙江大学出版社,1992

王青圃,激光原理,山东大学出版社,2003

阎吉祥等,激光原理与技术,高等教育出版社,2004

陈鹤鸣,赵新彦,激光原理及应用,电子工业出版社,2009

陈家璧,彭润玲,激光原理及应用,电子工业出版社,2008

常见问题

问:激光原理主要讲什么?

答:激光原理课程主要讲述激光器的构造、各部件的作用和工作原理、激光的产生机制、各类典型激光器的结构原理等内容。


问:学习激光原理要求哪些基础?

答:激光原理是一门实验性学科,对理论基础要求不高,关键是掌握一些基本概念。有大学物理、高等数学、线性代数的知识就够了。


问:激光原理课程适合哪些同学学习?

答:适合光学、光信息科学、以及将来打算从事激光相关的工作、研究的同学学习。


问:激光器的结构复杂吗?

答:简要的讲,激光器的基本结构可以分为工作物质、谐振腔、泵浦源三大部分。激光器的种类十分多样化,不同的激光器其各部分的结构略有差异。对同一种工作物质而言,泵浦源和谐振腔等也具有不同的设计方式。


问:激光器是谁发明的?

激光器的诞生分为几个阶段,早起的激光器成为maser,可看作工作于微波波段的“激光器”,其发明者主要包括汤斯、巴索夫。普罗克哈罗夫等(获诺奖),我们目前所所的激光器是指工作于光波波段的激光器,美国科学家梅曼于1960年设计出第一台红宝石激光器。当然激光器的发明背后有很多动人的故事需要大家去了解。