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1、<p><p>3）激光在军事上的应用。 激光及其在军事上的应用（一） “兵者，国之大事，死生之地，存亡之道。 不可不察也！” 孙子 主要内容：1）激光的特点； 2）激光的产生； 自从美国人梅曼制造出第一台激光 器以后，到今天人们对激光并不陌生，如激光开 刀，可自动止血；全息激光照片可以假乱真；还 有激光照排、激光美容等.。事实上激光首先是 应用在军事上。现代战争离不开激光。 引言： Military Application of laser (一) 1、方向性好-激光的发散角小。 =25mrod（毫弧度） (1km时光斑直径10m) 一、激光的特点 激光器
2、 Laser He-Ne激光经纬仪 测月红宝石激光器 ?=0.031mrod ?=4?10-5mrod D=1.6km 光源 2、亮度高、能量集中 太阳 1mW He-Ne激光器 大功率激光器 ?SE ? 光源亮度-单位面积、单位时间在垂直于光源 表面的单位立体角内发射的能量。 立体角定义： ? = S /r2 S r ? 大功率激光器 可使一切金属熔化 可使一切非金属化为一缕青烟 3、单色性好 激光所包含的波长或频率范围极小 一束普通的红光 频率范围： Laser 6328埃的He-Ne激光（中心频率 （理论值，实际几赫兹） 又如单色性最好的氪灯，其中心波长60576埃 波长范围： He-N
3、e Laser中心波长 波长范围： 4、相干性好 相干性是指光波场中光振动之间的相关程度。 相干性越好则光场中各点光振动在频率、振 动方向的一致性越好，相位的关联性也越好。 相干性越好则光场中任取两点作光源所产生 的干涉和衍射的条纹越清晰。 4、相干性好 相干性是指光波场中光振动之间的相关程度。 相干性越好则光场中任取两点作光源所产生 的干涉和衍射的条纹越清晰。 杨氏双缝干涉 单 缝 双 缝 屏 I r 圆孔衍射 注意：光的单色性越好，则其相干性也越好。 二者是统一的. 二、激光的产生 二、激光的产生 Laser 是以下几个字的字头缩写： Light Amplification by Stim
4、ulated Emission of radiation 即：激光是受激辐射的光放大辐射。或激光 是受激辐射产生的，经放大后的光。 何谓受激辐射？何谓光放大？ 1、光与原子的三种相互作用 A）受激吸收 （简称“吸收”） 处在低能级E1的原子受到 能量等于h?=E2-E1的光子 的照射时，吸收这一光子 跃迁到高能级的过程。 E2 E1 h? B)自发辐射 E2 E1 E3 L1 处在高能级（E2）的原子，即使没有任何外界 的激励，总是自发地跃迁到低能级（E1），并 且发射一个频率为?，能量h?=E2-E1的光子的过 程。 自发幅射的光是非相干光 C）受激辐射：（1917年爱因斯坦提出） 处在高能
5、级上（E2）的原子，受到能量恰为 h?=E2-E1的外来光子的激励（或诱发，或剌 激）从而跃迁到低能级E1，并发射一个与外 来光子“一模一样”的光子的过程。 E2 E1 外来光子 受激幅射光子 与外来光子频率 相同、相位相同、 偏振方向和传播 方向相同。 特点： ?受激辐射中，光子成倍增长，产生了光放大。 ?受激辐射产生的光子与入射光子是完全相干的； 2、激光的产生过程 且粒子数正常分布是： 激光是受激辐射的光，但实际中还存在自发辐射 和吸收， 为了有效地产生激光，要改变这种分布，形成 粒子数反转的状态。 粒子数反转状态 E1 E2 E3 E4 E1 E2 能 量 粒子数反转状态 E1 E2
6、怎样才能实现粒子数反转呢？ 1）提供足够的能量； 2）原子在激发态多“呆” 一会； 3）减小损失，不断放 大。 实现原子系统粒子数反转并产生受激辐射光放大 的条件： ?有足够的能量输入系统-激励源 激励-从外界吸收能量，使原子系统的原子不断从 低能态跃迁到高能态能级以实现粒子数反转 的过程（又称“激发”、“抽运” “泵浦”）。 粒子数反转状态 E1 E2 实现原子系统粒子数反转并产生受激辐射光放大 的条件： ?有足够的能量输入系统-激励源 激励-从外界吸收能量，使原子系统的原子不断从 低能态跃迁到高能态能级以实现粒子数反转 的过程（又称“激发”、“抽运” 或 “泵浦”）。 E1 E2 A）光泵
7、抽运 如红宝石激光器 E1 E2 B）电子碰撞 - - - - - 如氩离子激光器 电子 C）化学反应 如氟化氘激光器等。 D）共振转移 如He-Ne激光器 。 - NeHe - NeHe - ?要有能级合适的工作物质 产生激光的原子系统称为“工作物质” 所谓能级合适是指存在“亚稳态能级”，即存在激 发态寿命?=10-3秒左右的能级（一般原子系统的 激发态寿命只有10-8秒） E1 E3 E2 激 发 能 量 亚稳态能级 ?要有一个能使受激辐射和光放大过程持续的 光学谐振腔。 全反 射镜 半反 射镜 实物图 原理图 构造： 工作原理： 激光工作物质 激光工作物质 全 反 射 镜 半 反 射 镜 工作原理： out 光放大原理 4）激光器的基本构造 </p></p>
