激光技术及应用A
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2012年6月24 日
关于半导体激光器
摘要：本文将浅显地涉及到有关于半导体激光器的早期工作、近期国内外发展的主要方向和目前国内外关于半导体激光器应用的最新水平，并且综述了半导体激光器的工作原理，并对其工作原理进行了初步的讨论。另外还对其未来的应用前景作出了分析。
1962年7月召开的固体器件研究国际会议上，美国麻省理工学院林肯实验室的两名学者克耶斯（Keyes）和奎斯特（Quist）报告了砷化镓材料的光发射现象。自1964年初以来，人们加大了半导体激光器的研究度。目前有关于砷化镓半导体激光器的最先进技术已经有所进展，使得半导体激光器领域取得了相当大的进步。并且近些年来关于半导体理论模型的完善大大促进了半导体激光技术的进展日趋成熟又为器件的制作提供了有效的途径。可以预见在今后十年中半导体激光器将获得进一步的发展,应用领域也将随之不断地扩大,前景一片光明。
关键词：半导体激光器；发展状况；工作原理；应用及前景。
Abstract: This article will mentioned about the earlier work,the latest directions of development and the applications of the semiconductor lasers simply,and reviewed the working principle of the semiconductor laser,and its working principle is a preliminary discussion.Also analysis for its future prospects.
On the Solid Devices International Conference in July 1962,two scholars of the MIT Lincoln Laboratory Keyes and Quist reported the phenomenon of light emission of the GaAs material.Since early 1964,the scientists have increased the degree of semiconductor lasers.There are currently the most advanced technology on the gallium arsenide semiconductor lasers have been achieved,making the field of semiconductor lasers has made considerable progress. And improve on the model of semiconductor theory in recent years contributed greatly to the progress of the semiconductor laser technology matures and provides an effective way for the production of the device. It can be predicted that semiconductor lasers will be further developed over the next decade, the applications will subsequently continue to expand the prospects for the future.
Keywords: Semiconductor lasers; development; works; applications and prospects.
一、国内外半导体激光器的发展状况
为了满足21世纪信息传输宽带化、信息处理高速化、信息存储大容量, 以及军用装备小型高精度化等需要, 半导体激光器正趋向以下几个发展方面, 并取得一系列重大进展。
1、高速宽带LD
高速宽带LD主要是113μm 和1155μm 波长LD,用于高速数字光纤通信和微
波模拟光信息传输、分配与处理。潜在市场是未来的信息高速公路和军事装备。高速宽带LD 从80年代中期长波长光源商品化后便大量开发,主要通过改进管芯制作和封装技术。最早的高速LD用SI衬底窄有源区BH结构。美国GTE用LPE和VPE 两次外延生长的113μm lnGaAsP LD ,本征谐振频率超过22 GHz ,3dB带宽24 GHz; Lasertron、罗克韦尔国际公司均用类似结构获20GHz以上带宽。这种结构因谐振腔小,输出功率受限制。80年代末起,普遍采用DFB技术。90 年代以来, 又将量子阱引入到有源区中。目前高速BH LD和MQW + DFB LD都已达到商品化, 用于10Gb/ s 高速数字光纤系统和Ku 波段微波模拟光传输。
近几年来,更普遍地将应变层量子阱技术用于高速宽带LD。据理论研究证明:LD 的调制带宽特性主要由它的弛豫振荡频率f r 和阻尼速率α决定。有人预测, 压应变In x Ga1 - x As/ InP MQW LD的本征3dB带宽可达到90 GHz 而，且应变量子阱可使LD的特征温度、阈值电流、输出功率等主要参数全面改善。如西门子报道的0198 μm 压应变lnGaAs/ GaAs 4 阱LD , 本征带宽达到63GHz，3 dB 带宽达到30 GHz；贝尔实验室和朗讯技术公司开发的应变补lnGaAs2GaAsP2InGaP MQW LD ，内量子效率80 % ,3 dB 带宽25 GHz , 低至0115 ns的K 因子证明59 GHz 的最大3dB带宽。德国固体物理应用所等研制的InGaAs2GaAs MQW LD 以20 Gb/ s 实现无制冷130 ℃高温工作。
2、大功率LD
半导体激光器大功率化趋势仍将集中在800 nm 波段, 其次是2 μm 左右。在800nm波段, 光泵浦源又是重点。其发展趋势:一是侧面发射1 cm 阵列条堆积组
件。其基本结构是先把若干1 cm 阵列条横向拼装成为光子组合块(LSA) , 然后将许多“LSA”纵向堆积成堆(stack) , 随即把几个“stack”集合成集合块(manifold) ，最后把许多“manifold”组合成大阵列。美国的SDL 将50 个100 W 的LSA 构成manifold ,通过2 ×2 manifold 获得20 000 W 峰值功率；用44个100 W的LSA构成4 ×4 mani2fold 获得了70400 W峰值总功率。二是开发表面激射的二维阵列。这种结构从技术上讲本身就具备一次性形成单片式超大功率LD 的潜力, 其次是便于以后集合成超大功率LD 组件。目前正在开发的表面大功率LD 阵列结构有DBR 二次折射光栅、曲形谐振腔和45°角内腔微反射镜。休斯公司danbury 光电系统用二次折射光栅GaAlAs DBR 结构, 以3 ×4 元阵列获得20W CW 输出, 这种光源可用于100 km 左右的远程激光雷达; 麻省理工学院林肯实验室利用谐振腔朝上弯曲的曲形腔面发射结构获40 W CW 输出; 法国汤姆逊公司采用这种方式获得了单片1000 W 准连续工作(QCW) ; SDL 积极开发45°内腔微反射镜面阵, 以4 ×12 元获得132 W CW输出功率。
3、短波长LD
对于光信息存储而言, 波长越短越有利于聚焦成小光斑, 从而增加信息存储密度和容量; 许多信息系统终端的感光体的感光度也与光源的波长成反比; 在显示方面, 绿色是基色之一, 所以蓝2绿光已成为全色显示的关键。在600 nm 以上LD 商品化之后,蓝2绿光LD 就成了短波长化的主要目标。1991 年, 美国3 M 公司的Cheng 等人解决了ZnSe 材料的p 型和n 型掺杂技术, 以量子阱结构首次报道490 nm 蓝光激射, 使多年徘徊不前的Ⅱ- Ⅴ族材料研究向实用化器件迈出了历史性一步。此后器件研究活跃起来, 日本的索尼、松下、日亚, 美国的3M、IBM ,欧洲的菲力浦等, 以及许多大学都在开发这种器件。1993 年[7 ,8 ] , 日本索尼公司523 nm ZnSe 蓝2绿LD 室温下CW 工作; 1997 年室温下CW 工作时间超过100小时。同时用于蓝2绿LD 的材料还有GaN ,日亚的InGaN LD 也已实现了室温下CW 工作。最近又超过300 小时的CW 工作时间。两种材料均存在晶体生长中缺陷引起可靠性问题, 哪种材料的LD 最先进入商品市场目前还难说。但可以肯定蓝2绿光LD 在下世纪将成为重点商品化器件。
4、量子线和量子点激光器
量子线激光器和量子点激光器的概念是1982 年由东京大学尖端技术研究中心的荒川泰彦等人提出来的[9 ] 。在通常的量子阱中, 电子在层厚度方向量子化, 电子能够沿着薄膜的平面内自由运动, 电子的自由度变成2 , 其态密度呈台阶
函数曲线。与此相比,在量子线和量子点中, 电子的自由度分别变成1 和0 。尤其是在量子点结构中, 电子已不能自由运动了。随着自由度趋向于0 , 电子的密度分布形状将越尖锐。它引起的结果是电子能级分布与增益谱集中, 因此对相的载流子浓度, 自由度减少, 增益峰值就变高, 而使阈值电流明显下降。据理论预测, 量子点LD 的阈值电流可低于1 μA。另一方面, 由于态密度尖锐化, 伴随温度上升由费米函数引起的增益扩张得以抑制, 这等于抑制了阈值电流的温度依赖性,提高了特征温度系数T0 。量子限制效应还
使LD 的调制带宽和光谱线宽等动态特性大幅度改善。因微分增益g 由于量子效应而增大(g 的平方根与弛豫振荡频率f r 成正比) ,线宽增强因子α由于量子效应而下降。量子线和量子点激光器80 年代完成理
论研究, 90 年代进入广泛工艺实施阶段。国外有大量公司、研究所和院校在进行该领域的研究。为了实现室温下量子线或量子点LD CW 工作, 线尺寸必须减少到20 nm 以下, 而且尺寸误差必须十分小。这对微细加工技术提出了严峻的挑战。目前的试制技术大致分成两类: 微细加工与晶体生长法。前者可以是电子束、聚焦离子束、X 射线光刻和掩模; 后者有横向生长、倾斜衬底台阶气相生长、激光辅助原子束外延(AL E) 生长等。微细加工技术使用
最广的是先在衬底刻蚀出沟槽( Ⅴ形) , 然后进行选择性生长线结构。贝尔通信研究所(Bellcore) 最早采用, 获80 nm 量子线和013 mA 阈值电流, 东工大、韩国大学、中科院等均用这种技术获得60～ 80nm 宽量子线。晶体生长法, 最近几年来自组织法使用最广。它是1993 年, 日本NTT 公司的天明二郎等人用MOVPE 在GaAs 衬底上生长InGaAs/ AlGaAs 量子阱过程中, 偶然发现的纳米尺寸自组
织现象。在(311) B 衬底上, 生长InGaAs 薄膜后, 在高温下中断几分钟, 便在内部自动形成100 nm 以下尺寸的应变量子点。它比人工法形成的低维化结构显示出更优良的晶格质量与界面结构,而且尺寸在20～100 nm 范围可控制, 是目
前最有前途的量子点形成技术。NTT、富士通公司、密执安大学、柏林大学等用
这种技术研制了量子点激光器, 尺寸最小在20 nm 以下, NTT 还获得室温振荡成功。目前量子线和量子点激光器仍处于基础研究阶段, 还有许多技术问题, 但必将成为下世纪新一代高性能LD。
5、中红外LD
大功率中红外(3～5 μm) LD 是目前急需的半导体光源, 它在红外对抗、红外照明、激光雷达、大气窗口自由空间通信、大气监视和化学光谱学等方面有广泛应用前景。近几年来, 中红外LD 在工作温度和输出功率提高方面取得了明显进展, 主要采用一般量子阱和新开发的量子阱结构。在普通的QW 结构中( I 型) , 电
子和空穴被限制在相同的层内。因Ga InAsSb 和AlGaAsSb能够形成I 型能带对准, 以有效地限制载流子并提供良好的光波导2 μm 波长, 由Ga InAsSb 有源层和AlGaAsSb 限制层构成的LD 自80 年代以来获得广泛开发, 在2 μm CW 工作高
达400 K, 在217 μm CW 工作到234 K, 在315 μm 到175 K, 在319 μm 到128 K。由1 μm LD 阵列泵浦的4 μm激光器在92 K产生2 W 的峰值功率和240mW 的
平均功率。Ⅱ型结构的激射作用是1986 年由前苏联科学家首次报道的, 90 年代引入Ga InSb/ InAs 超晶格。在Ⅱ型结构中, 电子和空穴被限制在不同的外延层内, 光学跃迁通过隧道发生。这种结构的LD 在218 和413 μm 波长之间脉冲工作达160 K, 最好性能是312 μm 获255 K的最大脉冲工作温度。Ⅲ型结构一般在QW 中使用内子带跃迁[10 ] , 又叫做量子级联(QC) 激光器。对于Ⅰ型和Ⅱ型结构, 在GaSb 或InAs 衬底上生长含Sb 合金, 因为它们的禁带能级适合用于中红外激射, 而内子带激光器的激射波长由能带偏移和量子阱厚度决定, 材料选取
不受Sb 化合物限制, 波长可更长。通过调节不同材料组分和QW 厚度, 在5～8
μm 工作的级联激光器已实现高达320 K脉冲工作和140 K CW 工作, 脉冲功率在300K达到200 mW/ 面。除上述三种技术外, 利用现在十分成熟的近红外LD 作泵
浦源, 不失为获得中红外大功率的有效途径。1994 年, 林肯实验室用0194 μm LD 作泵浦源, 先后通过泵浦Ga InAsSb/ AlGaAsSb 和InAsSb/ AlAsSb DH结构, 在3～4 μm 波长和95 K温度下获得1 ms 脉冲1 W 以上峰值功率; 通过优化结构、改进封装降低热阻在3195μm、92 K取得了2 W 峰值功率和240 mW 平均功率;用Ⅰ型QW 和Ⅱ型结构, 在3～4 μm 也获得了1 W/ 面以上峰值功率。
二、工作原理
工作原理及特点：
半导体激光器（LD）是以一定的半导体材料做工作物质而产生受激发射作用的器件.其工作原理是，通过一定的激励方式，在半导体物质的能带（导带与价带）之间，或者半导体物质的能带与杂质（受主或施主）能级之间，实现非平衡载流子的粒子数反转，当处于粒子数反转状态的大量电子与空穴复合时，便产生受激发射作用.半导体激光器的激励方式主要有三种，即电注入式，光泵式和高能电子束激励式.电注入式半导体激光器，一般是由GaAS(砷化镓),InAS（砷化铟），Insb（锑化铟）等材料制成的半导体面结型二极管，沿正向偏压注入电流进行激励，在结平面区域产生受激发射.光泵式半导体激光器，一般用N型或P型半导体单晶（如GaAS,InAs,InSb等）做工作物质，以其他激光器发出的激光作光泵激励.高能电子束激励式半导体激光器，一般也是用N型或者P型半导体单晶(如PbS,CdS,ZhO等)做工作物质，通过由外部注入高能电子束进行激励.在半导体激光器件中，目前性能较好，应用较广的是具有双异质结构的电注入式GaAs二极管激光器.
半导体激光器优点是体积小，重量轻，运转可靠，耗电少，效率高等。半导体激光（Semiconductor laser）在1962年被成功激发，在1970年实现室温下连续输出。后来经过改良，开发出双异质接合型激光及条纹型构造的激光二极管（Laser diode）等，广泛使用于光纤通信、光盘、激光打印机、激光扫描器、激光指示器（激光笔），是目前生产量最大的激光器。
半导体激光器在基本构造上，它属于半导体的P-N接面，但激光二极管是以金属包层从两边夹住发光层（活性层），是“双异质接合构造”。而且在激光二极管中，将界面作为发射镜（共振腔）使用。在使用材料方面，有镓(Ga)、砷(As)、铟(In)、磷(P)等。此外在多重量子井型中，也使用Ga·Al·As 等。由于具有条状结构，即使是微小电流也会增加活性区域的居量反转密度，优点是激发容易呈现单一形式，而且，其寿命可达10~100万小时。
激光二极体的优点是效率高、体积小、重量轻且价格低。尤其是多重量子井型的效率有20~40%，P-N型也达到数%~25%，总而言之能量效率高是其最
大特色。另外，它的连续输出波长涵盖了红外线到可见光范围，而光脉冲输出达50W（带宽100ns）等级的产品也已商业化，作为激光雷达或激发光源可说是非常容易使用的激光的例子。基本上的激光器分为1）异质结构激光器（2）条形结构激光器（3）GaAIAs/GaAs激光器（4）InGaAsP/InP激光器（5）可见光激光器（6）远红外激光器（7）动态单模激光器 8）分布反馈激光器（9）量子阱激光器（10）表面发射激光器（11）微腔激光器发光部分三、应用及前景
按照波长和应用领域, LD 可大致分为长波长和短波长。实用化短波长LD 覆盖635～950 nm 范围, 以GaAs 为衬底外延制作而成, 是目前市场上用量最大的器件。在InP 衬底上制作的长波长LD , 波长范围在950～1550 nm , 以光纤通信应用为主, 其中980 nm 和1480 nm 大功率LD 用作光纤放大器的泵浦光源。
短波长LD 对于不同的应用又可分成不同种类。780 nm 器件是最早的实用化LD ,输出功率3 mW , 用普通的F2P 结构, 80 年代中期用MOCVD 实现大批量生产, 当时近10 家日、美公司生产这种器件。用MOCVD 每次可加工30 片3 英寸的GaAs 外延片, 所以780nm 波长LD 已成为最廉价的激光产品。主要用于音响CD 放机、CD-ROM计算机驱动、CD2ROM 电视游戏机、迷你放机(只读) 和激光盘放机等。低档桌上激光打印机用量也占相当数量。该器件的四大生产厂家全集中在日本: 松下、索尼、罗本和夏普。目前780 nm 的LD 每年用量已达到1亿支。
670 nm 以下的AlGa InP 红光LD 是90年代以来发展最快的半导体光源之一。它采用MOCVD 和应变量子阱技术。1985 年,日本NEC 实现室温连续工作, 1988 年东芝最先推出670 nm 产品。90 年代红光LD 进入条码扫描、激光打印和塑料光纤通信等领域, 年市场增长率达100 %。到1996 年止,全世界用于上述领域的红光LD 已接近年用量500 万支。这里特别值得一提的是635nm～650 nm 的DVD 放机用LD。1995 年12 月, 索尼、菲力浦、Time Warner 、东芝与松下、日立、三菱、胜利、先峰, 以及后来参加的Thomson2CSF 就通用DVD 的标准细节达成最后协议, 这不仅掀起一场音像市场的革命, 更为红光LD 的生产辟了巨大的潜在市
场。预计2000 年DVD 放像机年产量将超过5000 万台。从1996 年底开始, 三洋每月生产20 万支DVD 用LD , 预计1997 年每月提高产量到50 万支。夏普、日电每月生产能力可增加到100 万支, 松下20 万支。这些器件均是在GaAs 衬底上通过应变层量子阱结构实现, 功率3～5 mW ,Ith15 mA 左右。1997 年中期后, 这些日本公司又陆续生产30 mW 的可写入DVD 用LD。这些足以说明应变层量子阱技术在600nm 波段LD 生产中应用完全成熟。
800 nm 波段LD 用途最广泛, 其主要特点是大功率。功率提高也是LD 实用化的突破口。早在70 年代中期, GaAs 大功率脉冲激光器就开始用于激光制导和军训。尤其是80 年代初, 超薄层工艺技术突破, 量子阱结构使LD 的单管输出功率突破1 W(CW) 的瓶颈。1986 年1 W 以上LD 陆续上市。几瓦以上功率的器件有两种: 500 μm宽的单条形多模器件和多条形多模阵列。4W 以上功率一般均采用多条形单片阵列。根据现有工艺条件, 此功率级的标准产品为1cm 宽阵列条。由单个多条形阵列或若干阵列的组合, 可实现更大的输出。对于要求峰值功率的应用, 这些阵列条可工作在脉冲模式(QCW) , 提供100～300 W QCW 功率。需超过20 W CW 功率时, 可把大功率阵列条以垂直方向堆积, 由于这种方式散热困难, 堆积组件通常都以Q CW 工作。商品市场上的堆积组件脉冲功率高达5 kW。个别军用组件功率更大。世界上800 nm 左右大功率LD 研制生产水平最高的是美国的SDL 和Optical Power 公司。它们提供的大功率器件占世界市场的60 %以上, 其次是日本三菱和德国西门子公司。SDL 能提供10 W～30 W CW 产品系列, 以及数千瓦的脉冲系列堆积组件。Optical Power 公司的1cm 单片阵列条输出已超过20 W 的极限。它们通过改进外延工艺和热监控技术, 使1cm 阵列条形LD 功率增加一倍, 在915 nm峰值波长上单片CW 功率达40 W , 光纤耦合功率30 W , 脉冲功率155 W (水冷条件下) 。
大功率半导体激光器的应用方式可分为两种: 一种作为泵浦固体激光器的泵浦源,另一种是直接利用LD 的辐射。808 nm LD泵浦的固体激光器已用于材料加工、光通信、光存储、图像记录等民用领域, 以及制导、测距、照明、大气传输等军用领域。固体激光器的传统泵浦源以闪光灯为主, 其主要缺点是体积大、寿命短、
能耗高、效率低, 这些不足正是LD 的长处。LD 功率低和光束质量差又是固体激光器的优势, 所以用LD 泵浦固体激光材料, 可以优势互补、扬长避短, 全面改进固体激光器性能, 尤其是电2光效率、体积和寿命, 对军事部门非常有吸引力。美国Fibertek 公司1991 年向陆军交付一台战术用通信发射机, 波长532nm、功率015 J / 脉冲。1990 年麦道公司已开始在F/ A218 战斗机上试验LD 泵浦固体激光测距仪, 1991 年春投入批量生产。这种激光器已用于相干光雷达。785 nm LD 泵浦的Ho : YAG 红外激光器还作为干扰机源干扰红外制导导弹, 波长为2μm , 室温输出40 W 平均功率。
LD 泵浦的固体激光器应用市场年增长率达80 %以上, 1996 年民用市场为3114台, 1997 年增长到4753 台, 产值分别达到5298 万美元和877211 万美元。军用市场的产量少于民品, 但产值较高, 因军用器件功率和可靠性等要求高于民品。
大功率LD 输出更广泛地是直接应用。随着近几年来输出功率不断提高, 它在两用市场中越来越活跃。在军用上, 主要是成像雷达、激光测距( 1500 m 左右) 、武器引爆、武器模拟和卫星之间的大气通信等。雷达主要是820～850 nm 波长LD 及阵列, 激光测距和武器引爆用800～900 nm 大功率脉冲激光器, 武器模拟用904 nm 激光器,大气通信也采用820 nm 左右的窄光束大功率LD。在民用方面, 材料加工和印刷以及医疗是增长最块的市场, 年增长率在50 %左右。所以说, 800 nm 波长大功率LD 是整个半导体激光市场上最耀眼的明星, 是量子阱LD 最早实用化的波长区。在980～1550 nm 长波长区, 980 nm、1017 nm 以及1480 nm 波长以光放大器泵浦光源为目的, 特点是大功率和单模输出单元器件。其中1480 nm InGaAsP/ InP 长波长大功率LD 最早实用化, 用于1550 nm 波长光放大, 80 年代中后期用F2P 结构, 90 年代开始以量子阱为主, 已形成30 mW、50mW、70 mW 和100 mW 系列产品, 研制水平可达到500 mW 以上单模。980 nm In2GaAs/ GaAs 大功率LD 用于1155 μm 掺铒光纤放大器, 吸收效率更高, 噪声更低, 因而比1480 nm 泵浦源更受欢迎。目前这两种放大器用泵浦源都很成熟, 在无中继长途大容量数字光通信和孤子波传输系统广泛应用。1017 nm 波长InGaAlAs/ GaAs 大功率LD 是113 μm 波长掺钋光放大器用泵浦源,是近几年内发展起来的, 已有批量产品, 单模输出功率在100 mW 以上。由于113 μm光纤系统在中短距离和中
容量的巨大市场,该器件市场潜力很大。113 μm 和1155 μm InGaAsP LD 分别是石英玻璃光纤零色散和最低损耗区的光源。经三个技术阶段的发展, 113 ～1155μm 波长LD 生产技术已成熟。L PE 生长的F2P 结构113 μm LD 在80 年代中期以前,用于陆地和部分越洋长途干线; 1986 年DFB 结构113 μm LD 上市, F2P 结构器件价格下跌, 从上千美元降到数百美元。80年代末期, 长途系统应用1155 μm DFBLD , F2P LD 用于中短系统。同时量子阱结构与DFB 结合起来, 开发出215 Gb/ s 的产品, 工艺技术以MOCVD 为主。90 年代以来, 应变层量子阱技术作为研制器件技术广泛应用, L PE 除作为部分生产技术保留外,已完全退出长波长LD 研制舞台。长波长LD 由于价格远高于短波长LD , 其产值在整个LD 市场超过50 %。其市场主要受发达国家和发展中国家光纤通信设施的促动。这些LD 的生产厂家主要分布在日本、北美、欧洲, 厂商包括日本的富士通、日立、NEC , 北美的朗讯技术和北方电信光电子公司, 欧洲的阿尔卡特尔、爱立信和一批小供货商。215 Gb/ s 的11 55μmDFB LD 广泛应用于更新长途网络, 利用4 支这种1155μmDFB LD 波分复用(WDM) 的10 Gb/ s系统正在逐步建立。在系统的局间段、中央16交换局之间光纤线路用622 Mb/ s 或215Gb/ s LD , 在中央局和用户之间主要用113μm F2P LD , 传输速率为155 Mb/ s 左右。
四、结论
本文介绍了有关于半导体激光器的早期工作、近期国内外发展的主要方向和目前国内外关于半导体激光器应用的最新水平，并且综述了半导体激光器的工作原理，并对其工作原理进行了初步的讨论。另外还对其未来的应用前景作出了分析。综上所述，半导体激光器在红光和115 μm 波段范围以内的技术已十分成熟, 大量的商品器件在军、民两用的广大市场上受到欢迎。截止1997 年底, 全世界的LD 销量已超过211 亿支, 产值超过20 亿美元, 占世界整个激光市场的2/ 3 强。随着新型波长( 短、长)LD 和高性能LD 的开发, 下世纪半导体LD将涉足更广泛的两用领域, 保持持续高速的市场增长。
五、参考文献
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目录 摘要 (2) 1引言 (3) 2激光显示技术 (3) 2.1激光显示技术原理 (3) 2.2激光显示技术特征 (4) 2.3激光显示技术类型 (4) 3激光显示技术发展历史 (5) 3.1国内激光显示技术发展历史 (5) 3.2国外激光显示技术发展历史 (5) 4激光显示技术发展现状 (6) 4.1国内激光显示技术发展现状 (6) 4.2国际激光显示技术发展现状 (9) 5总结 (10) 6致谢 (10) 7参考文献 (11)
摘要 激光显示作为新一代显示技术，继承了数字显示技术所有优点，能够最完美的再现自然色彩。本文简要介绍了激光显示技术的原理、特征、类型，并对国内外激光显示技术的发展历史和现状作了介绍。 关键词：激光显示技术、三基色激光、激光三维显示、数字显示技术 Abstract As a new generation of display technology, laser display inherited all the advantages of digital display, and can perfectly reproduce the natural colors. In this thesis, the principle, characteristic and type of laser display technology are introduced briefly. In addition, the developmental history and present status of which laser display is in domestic and overseas area are introduced too. Key words :Laser display technology；Tricolor laser；Three dimension display of laser ；Digital display technology
激光光散射技术及其应用 Laser Light Scattering System Technology and Application BROOKHA VEN INSTRUMENTS CORPORATION (BEIJING OFFICE) 地址：北京市海淀区牡丹园北里甲1号中鑫嘉园东座A105室美国布鲁克海文公司公司北京技术服务中心 邮编：100083 电话：8610-62081909 传真：8610-6208189
激光光散射技术和应用 近年来，光电子和计算机技术的飞速发展使得激光光散射已经成为高分子体系和胶体科学研究中的一种常规的测试手段。现代的激光光散射包括静态和动态两个部分。在静态光散射中，通过测定平均散射光强的角度和浓度的依赖性，可以得到高聚物的重均分子量M w，均方根回旋半径R g和第二维利系数A2；在动态光散射中，利用快速数字相关器记录散射光强随时间的涨落，即时间相关函数，可得到散射光的特性弛豫时间τ，进而求得平动扩散系数D和与之对应的流体力学半径R h。在使用过程中，静态和动态光散射有机地结合可被用来研究高分子以及胶体粒子在溶液中的许多涉及到质量和流体力学体积变化的 过程，如聚集和分散、结晶和溶解、吸附和解吸、高分子链的伸展和卷缩以及蛋白质长链的折叠，并可得到许多独特的分子量参数。 一、光散射发展简史： Tynadall effect（1820-1893） 1869年，Tyndall研究了自然光通过溶胶颗粒时的散射，注意到散射光呈淡淡的蓝 色，并且发现如果入射光是偏振的，这散射光也是偏振的。Tyndall由此提出了19 世纪气象学的两大谜题：为什么天空是蓝色的？为什么来自天空的散射光是相当偏 振的？ James Clerk Maxwell (1833-1879) 解释了光是一种电磁波，并正确地计算出光的速度。 Lord Rayleigh(1842-1919) 1881年，Rayleigh应用Maxwell的电磁场理论推导出，在无吸收、无相互作用条件下，光学各向同性的小粒子的散射光强与波长的四次方成反比。并解释了蓝天是太阳光穿透大气层所产生的散射现象。 Abert Einstein(1879-1955) 研究了液体的光散射现象。 Chandrasekhara V.Raman (1888-1970) 1928年，印度籍科学家Raman提出了Raman 效应（也称拉曼散射），即光波在被散射后频率发生变化的现象。 Peter Debye（1884-1966） 延续了 Einstein的理论，描述了分子溶解于溶剂中所产生的光散射现象，提出用Debye plot 。1944 年，Debye利用散射光强测得稀溶液中高分子的重均分子量。 Peter Debye Lord Rayleigh Tyndall effect
习题I 1、He-Ne 激光器m μλ63.0≈，其谱线半宽度m μλ12 10-≈?，问λλ/?为多少？要使其相干长度达到1000m ，它的单色性λλ/?应是多少？ 解：63.01012 -=?λλ λλδτ?= ==2 1v c c L c 相干 = = ?相干 L λ λ λ 2、He-Ne 激光器腔长L=250mm ，两个反射镜的反射率约为98%，其折射率η=1，已知Ne 原子m μλ6328.0=处谱线的MHz F 1500=?ν，问腔内有多少个纵模振荡？光在腔内往返一次其光子寿命约为多少？光谱线的自然加宽ν?约为多少？ 解：MHz Hz L c v q 60010625 210328 10=?=??==?η
5 .2=??q F v v s c R L c 8 10 1017.410 3)98.01(25)1(-?=??-=-=τ MHz Hz L c R v c c 24104.2)1(21 7=?=-≈=πτδ 3、设平行平面腔的长度L=1m ，一端为全反镜，另一端反射镜的反射率90.0=γ，求在1500MHz 频率范围内所包含的纵模数目和每个纵模的频带宽度？ 解：MHz Hz nL c v q 150105.1100 210328 10=?=??==? 10 150 1500==??q v v L c R v c c )1(21 -≈ =πτδ 4、已知CO 2激光器的波长m μλ60.10=处 光谱线宽度MHz F 150=?ν，问腔长L 为多少时，腔内为单纵模振荡（其中折射率η=1）。
解：L c v v F q η2=?=?， F v c L ?=2 5、Nd 3 —YAG 激光器的m μ06.1波长处光 谱线宽度MHz F 5 1095.1?=?ν，当腔长为10cm 时，腔中有多少个纵模？每个纵模的频带宽度为多少？ 解：MHz L c v q 3 10105.110 21032?=??==?η 130 =??q F v v L c R v c c )1(21 -≈ =πτδ 6、某激光器波长m μλ7.0=，其高斯光束束腰光斑半径mm 5.00=ω。 ①求距束腰10cm 、20cm 、100cm 时， 光斑半径)(z ω和波阵面曲率半径)(z R 各为多少？ ②根据题意，画出高斯光束参数分布图。
Access2010《数据库基础及应用》网上作业（1-6章） (共68 题 第1 题: (单选题, 1.5 分 有三个关系 R、S 和 T 如下： R S T A B m 1 n 2 B C 1 3 3 5 A B C m 1 3 由关系 R 和 S 通过运算得关系 T，则所使用的运算是________。 A）笛卡尔积 B）自然连接 C）并
D）交 [A]选A [B]选B [C]选C [D]选D 答案: B 第2 题: (单选题, 1.5 分 数据库技术的根本目标是要解决数据的_____。 [A]存储问题 [B]共享问题 [C]安全问题 [D]保护问题 答案: B 第3 题: (单选题, 1.5 分 下列叙述中错误的是_______。 [A]数据库系统是在文件系统之上加入数据库管理系统对数据进行管理 [B]各种数据库管理系统均基于某种数据模型 [C]数据库管理系统必须在操作系统支持下工作 [D]数据库系统比文件系统能够管理更多的数据 答案: D 第4 题: (单选题, 1.5 分
数据库管理系统通常提供授权功能来控制不同用户访问数据的权限，这主要是为了实现数据库的_____。 [A]可靠性 [B]一致性 [C]完整性 [D]安全性 答案: D 第5 题: (单选题, 1.5 分 有三个关系 R、S 和 T 如下： R S T D E F b0h1 y j p2 D E F g8f3 b0h1 c5z4 D E F b0h1
由关系 R 和 S 通过运算得到关系 T，则所使用的运算是________。 A）并 B）交 C）笛卡尔积 D）自然连接 [A]选A [B]选B [C]选C [D]选D 答案: B 第6 题: (单选题, 1.5 分 有两个关系 R 和 T 如下： R T A B C a 1 2 A B C c 3 2
光电雷达技术 课程论文 题目激光雷达技术的应用现状及应用前景
专业光学工程 姓名白学武 学号2220140227 学院光电学院 2015年2月28日 摘要：激光雷达无论在军用领域还是民用领域日益得到广泛的应用。介绍了激光雷达的工作原理、工作特点及分类，介绍了它们的研究进展和发展现状，以及应用现状和发展前景。 引言 激光雷达是工作在光频波段的雷达。与微波雷达的T作原理相似，它利用光频波段的电磁波先向目标发射探测信号，然后将其接收到的同波信号与发射信号相比较，从而获得目标的位置(距离、方位和高度)、运动状态(速度、姿态)等信息，实现对飞机、导弹等目标的探测、跟踪和识别。 激光雷达可以按照不同的方法分类。如按照发射波形和数据处理方式，可分为脉冲激光雷达、连续波激光雷达、脉冲压缩激光雷达、动目标显示激光雷达、脉冲多普勒激光雷达和成像激光雷达等：根据安装平台划分，可分为地面激光雷达、机载激光雷达、舰载激光雷达和航天激光雷达；根据完成任务的不同，可分为火控激光雷达、靶场测量激光雷达、导弹制导激光雷达、障碍物回避激光雷达以及飞机着舰引导激光雷达等。 在具体应用时，激光雷达既可单独使用，也能够同微波雷达，可见光电视、
红外电视或微光电视等成像设备组合使用，使得系统既能搜索到远距离目标，又能实现对目标的精密跟踪，是目前较为先进的战术应用方式。 一、激光雷达技术发展状况 1.1关键技术分析 1.1.1空间扫描技术 激光雷达的空间扫描方法可分为非扫描体制和扫描体制，其中扫描体制可以选择机械扫描、电学扫描和二元光学扫描等方式。非扫描成像体制采用多元探测器，作用距离较远，探测体制上同扫描成像的单元探测有所不同，能够减小设备的体积、重量，但在我国多元传感器，尤其是面阵探测器很难获得，因此国内激光雷达多采用扫描工作体制。 机械扫描能够进行大视场扫描，也可以达到很高的扫描速率，不同的机械结构能够获得不同的扫描图样，是目前应用较多的一种扫描方式。声光扫描器采用声光晶体对入射光的偏转实现扫描，扫描速度可以很高，扫描偏转精度能达到微弧度量级。但声光扫描器的扫描角度很小，光束质量较差，耗电量大，声光晶体必须采用冷却处理，实际工程应用中将增加设备量。 二元光学是光学技术中的一个新兴的重要分支，它是建立在衍射理论、计算机辅助设计和细微加工技术基础上的光学领域的前沿学科之一。利用二元光学可制造出微透镜阵列灵巧扫描器。一般这种扫描器由一对间距只有几微米的微透镜阵列组成，一组为正透镜，另一组为负透镜，准直光经过正透镜后开始聚焦，然后通过负透镜后变为准直光。当正负透镜阵列横向相对运动时，准直光方向就会发生偏转。这种透镜阵列只需要很小的相对移动输出光束就会产生很大的偏转，透镜阵列越小，达到相同的偏转所需的相对移动就越小。因此，这种扫描器的扫
激光技术的发展与展望 "激光"一词是"LASER"的意译。LASER原是Light amplification by stimulated emissi on of radiation取字头组合而成的专门名词，在我国曾被翻译成"莱塞"、"光激射器"、"光受激辐射放大器"等。1964年，钱学森院士提议取名为"激光"，既反映了"受激辐射"的科学内涵，又表明它是一种很强烈的新光源，贴切、传神而又简洁，得到我国科学界的一致认同并沿用至今。 从1961年中国第一台激光器宣布研制成功至今，在全国激光科研、教学、生产和使用单位共同努力下，我国形成了门类齐全、水平先进、应用广泛的激光科技领域，并在产业化上取得可喜进步，为我国科学技术、国民经济和国防建设作出了积极贡献，在国际上了也争得了一席之地。 一、我国早期激光技术的发展 1957年，王大珩等在长春建立了我国第一所光学专业研究所--中国科学院（长春）光学精密仪器机械研究所（简称"光机所"）。在老一辈专家带领下，一批青年科技工作者迅速成长，邓锡铭是其中的突出代表。早在1958年美国物理学家肖洛、汤斯关于激光原理的著名论文发表不久，他便积极倡导开展这项新技术研究，在短时间内凝聚了富有创新精神的中青年研究队伍，提出了大量提高光源亮度、单位色性、相干性的设想和实验方案。1960年世界第一台激光器问世。1961年夏，在王之江主持下，我国第一台红宝石激光器研制成功。此后短短几年内，激光技术迅速发展，产生了一批先进成果。各种类型的固体、气体、半导体和化学激光器相继研制成功。在基础研究和关键技术方面、一系列新概念、新方法和新技术（如腔的Q突变及转镜调Q、行波放大、铼系离子的利用、自由电子振荡辐射等）纷纷提出并获得实施，其中不少具有独创性。 同时，作为具有高亮度、高方向性、高质量等优异特性的新光源，激光很快应用于各技术领域，显示出强大的生命力和竞争力。通信方面，1964年9月用激光演示传送电视图像，1964年11月实现3～30公里的通话。工业方面，1965年5月激光打孔机成功地用于拉丝模打孔生产，获得显著经济效益。医学方面，1965年6月激光视网膜焊接器进行了动物和临床实验。国防方面，1965年12月研制成功激光漫反射测距机（精度为10米/10公里），1966年4月研制出遥控脉冲激光多普勒测速仪。 可以说，在起步阶段我国的激光技术发展迅速，无论是数量还是质量，都和当时国际水平接近，一项创新性技术能够如此迅速赶上世界先进行列，在我国近代科技发展史上并不多见。这些成绩的取得，尤其是能够把物理设想、技术方案顺利地转化成实际激光器件，主要得力于光机所多年来在技术光学、精密机械和电子技术方面积累的综合能力和坚实基础。一项新技术的开发，没有足够的技术支撑是很难形成气候的。 二、重点项目带动激光技术的发展 激光科技事业从一开始就得到了领导和科学管理部门的高度重视。当时中国科学院副院长张劲夫提出建立专业激光研究所的设想，很快得到国家科委、国家计委的批准。主管科技的聂荣臻副总理还特别批示：研究所要建在上海，上海有较好的工业基础，有利于发展这一新技术。1964年，我国第一所，也是当时世界上第一所激光技术的专业研究所--中国科学院上海光学精密机械研究所（简称"上海光机所"）成立。当年12月在上海召开全国激光会议，张劲夫、严济慈出席并主持会议，140位代表提交了103篇学术报告。 1964年启动的"6403"高能钕玻璃激光系统、1965年开始研究的高功率激光系统和核聚变研究，以及1966年制定的研制15种军用激光整机等重点项目，由于技术上的综合性和高难度，有力地牵引和带动了激光技术各方面在中国的发展。我国的激光科技事业，虽然也遭遇了"文革"十年浩劫，但借助于重点项目的支撑，
激光技术及其在现代通讯技术中的应用 姓名：杨春有学号：20141060138 学院：信息学院专业：通信工程（国防） 摘要20世纪以来，激光是继原子能、计算机、半导体之后的又一重大科技发明。在有充分的理论准备和生产实践需要的背景下，激光技术应运而生。它一问世就获得了异乎寻常的快速发展。激光在现代通信领域有着广泛的应用。它在扩大通信容量，缓和通信频段拥挤，提高安全等方面都发挥着极为重要的作用。 关键词：激光通信技术现代通讯激光通信光子晶体能量衰减 引言 事实上，1916 年激光的原理被著名的物理学家爱因斯坦发现之后一直没有研制成功，原因在于科学实验所需要的器材没有现在发达，一直到1958 年激光才被首次成功制造。激光是计入20世纪，继原子能、计算机、半导体之后，人类的又一重大发明，它的亮度非常之高，大约为太阳光的100亿倍。因此激光一问世，就获得了异乎寻常的飞快发展，也正是因为这个原因，历史悠久的光学科学和光学技术体会了新生的快乐，更重要的是导致整个一门新兴产业——激光产业——的诞生。 一激光通信的发展阶段 激光通信经历了大气通信和光波导（光纤）通信两个重要的发展阶段。CO2气体激光器是比较符合要求的早期通信用光源，其输出激光波长为10.6μm，在大气通行当中，信道传输的低损耗窗口要求的标准波长是10.6μm。早期的激光大气通信所用光源还包括YAG固体激光器、He-Ne气体激光器等等。其中的早期激光大气通信曾经掀起了全球性的研究浪潮，大量的人力、财力和物力在这个阶段投入了进去，对激光大气通信进行了广泛的研究开发。但是这项研究只有少数的经济和技术力量雄厚的发达国家才能够承担得起。光纤波导通信技术大约与激光大气通信技术的研究工作同步展开，从而在技术上形成了激光无线通信和激光有线通信两种通信方式，这两种通信技术与传统通信技术大不相同。 腔面发射激光器（VCSEL）列阵光接受发射模块的处理能力不仅速度高而且容量特别大。微电子电路的多功能的逻辑控制、具有高强度并行操作功能的电子集成器件的优越性、光本身的高速传输能力、超高规模集成技术的优越性在垂直腔面发射激光器（VCSEL）列阵光接受发射模块当中得到了完美的体现。现代通信技术研究中，在激光通信领域，最引人瞩目的就要属垂直腔面发射激光器(VCSEL)了。包括制造成本很低、易
激光对射技术原理及应用分析 近年来周界防范系统已经成为安防系统基本且不可或缺的安防子系统。 不仅在军工厂、军营、机场、港口、政府机关等高端领域可见其“踪影”。 同时还被广泛应用到住宅小区,并在这些领域保持着相当高的应用增长速度。 众所周知,安全防范技术现在的发展方向是将视频监控、周界报警、入侵探测、门禁控制等独立的安防子系统集成整合,形成一个多功能、全天候、动态的综合安全管理系统。 而周界报警作为安防系统的第一道防线,作用十分重要,已从过去被动的报警探测,发展为今天的威慑阻挡加报警。 且随着安防技术的发展和安防市场的成熟,以及政策法规的进一步完善,数字化、集成化、网络化将是它发展的必然趋势。 周界报警系统是在防护的边界利用如泄漏、激光、电子围栏等技术形成一道或可见或不可见的“防护墙”。 当有越墙行为发生时,相应防区的探测器即会发出报警信号,并送至控制中心的报警控制主机,发出声光警示的同时显示报警位置。 还可联动周界模拟电子屏,甚至联动摄像监控系统、门禁系统、强电照明系统等。 近年来周界防范系统已经成为安防系统基本且不可或缺的安防子系统,不仅在军工厂、军营、机场、港口、政府机关等高端领域可见其 “踪影”,同时还被广泛应用到住宅小区,并在这些领域保持着相当高的应用增长速度。
本文将对激光对射、张力式电子围栏、泄漏电缆、振动电缆四种最常用的周界防范技术进行分析,借此一窥周界防范报警系统技术的发展踪迹。 激光对射工作原理 三安古德激光对射探测器由收、发两部分组成。 激光发射器向安装在几米甚至于几百米远的接收器发射激光线,其射束有单束、双束,甚至多束。 当相应的三安古德激光射束被遮断时,接收器即发出报警信号。 接收器由光学透镜、激光光电管、放大整形电路、功率驱动器及执行机构等组成。 其工作原理是接收器能收到激光射束为正常状态,而当发生入侵时,发射器发射的激光射束被遮挡,即光电管接收不到激光光。 从而输出相应的报警电信号,并经整形放大后输出开关量报警信号。该报警信号可被报警控制器接收,并去联动执行机构启动其它的报警设备,如声光报警器、模拟电子地图、电视监控系统、照明系统等。系统组成 激光周界防越报警系统通常由前端探测系统、现场报警系统、传输系统、中心控制系统、联动系统以及电源系统六部分组成。 1、前端探测系统由激光探测器及其相关附件组成,其对周界围墙或护栏进行防护,检测周界入侵行为,并输出报警信号。 2、现场报警系统由现场报警器及联动装置组成,在探测器检测到入侵行为时,即启动现场报警设备,对非法入侵行为进行威慑。
数据库基础与应用形考作业参考答案 作业1： 一、单选：ABCDBACBB 二、判断：√√√√╳√√╳╳√ 三、填空：（1-36）依赖于、文件管理数据库、文件管理数据库、 局部全局、主属性非主属性、多多、1 多、型值、元组属 性、关系定义 DBMS、继承封装多态、DBA 数据库设计员应 用程序设计员终端用户、外模式与模式模式与内模式、定义/ 操作/控制自动建立、关系数据结构关系运算关系完整性规 则、单值重复、侯选码属性的、主非主、空主码、7 3 2、选择 2、S >< II学生号 (X))、II课程号（X）与C 、X←→Y 决 定因素、非平凡完全、学号系主任、 X→Y X→Z 分解性、X 侯选码、2、3、第一不可再分、数据冗余操纵异常、第 一 2 、第二二、第三、BC 主属性 作业2： 一、填空：（1-21）视图基本表、CREATE SCHEMA DROP SCHEMA、列级表级、列级表级、建立修改删除、V ALUES SELECT、表建立、按需要安全、不影响直接影响、SELECT FROM WHERE、GROUP BY ORDER BY 、需求分析概 念设计、数据流图数据字典需求说明书、需求分析ER图、商品销售收款、全局模式外模式、1对1 1对多、设计 要求功能完善操作方便、客房表住宿、娱乐费表催补款表、
客房表客房空闲表 二、写功能 1.从商品库中查询出每一种商品的商品代号、分类名、数量和品牌 等信息。 2.从商品库中查询出所有商品的不同产地的总数。 3.从教学库中查询出每门课程被选修的学生数。 4.从教学库中查询出学生号为@S1的学生和学生号为@S2的学生所 选修的共同课程的课程号。 5.从教学库中查询出所有已被学生选修的课程。 6.从教学库中查询出最多选修了2门课程（含未选任何课程）的全 部学生。 7.从教学库中查询出每个学生的选课的全部情况，并依次按学生号 和成绩排序。 8.从教学库中查询出选修了姓名为@a的学生全部选课的所有学生。 三、写命令 1. Select * from 商品表1 where 数量between 10 to 20 2. Select 分类名，sum(数量) as 总数量 From 商品表1
激光技术的发展及应用 引言 随着激光技术的飞速发展和广泛应用激光已成为工业生产，科学探测和现代军事战争中极为重要的工具。总结了激光技术在工业生产，军事，国防，医疗等行业中的应用，提出激光技术应用领域的发展趋势。 “激光”一词是“LASER”的意译。LASER原是Light amplificati on by stimulated emissi on of radiation取字头组合而成的专门名词，在我国曾被翻译成“莱塞”、“光激射器” 、“光受激辐射放大器”等。激光具有普通光源发出的光的所有光学特性，是上世纪 60 年代所诞生和发展起来的新技术。1964年，钱学森院士提议取名为“激光”，既反映了“受激辐射”的科学内涵，又表明它是一种很强烈的新光源，贴切、传神而又简洁，得到我国科学界的一致认同并沿用至今。 激光不是普通的光，其特性是任何光都无法比拟的。激光能量密度高，其亮度比太阳表面还高数百亿倍；[1]激光方向性强，其发散度仅为毫弧度量级，所以用途非常广泛。由于激光的优异特性，使激光在工业生产，科技探测，军事等方面得到了广泛应用，激光渗透到社会的各个行业，而且发展潜力还非常大，激光也成为了当代科学发展最快的科学领域之一。 一、激光发展史 激光技术的启蒙研究发展就完全印证了上面的话。最早对激光做出理论研究的人是爱因斯坦，1916年爱因斯坦提出受激辐射的概念，即处于高能级的原子受外来光子作用，当外来光子的频率与其跃迁频率恰好一致时，原子就会从高能级跃迁到低能级，并发射与外来光子完全相同的另一光子，新发出的光子不仅在
频率方面与外来光子相一致，而且在发射方向、偏振态以及位相等方面均与外来光子相一致，因此，受激辐射具有相干性；在发生受激辐射时，一个光子变成了两个光子，利用这个特点，可实现光放大，并且能够得到自然条件下得不到的相干光． 受激辐射提出后，陆续有科学家进行研究。如1916-1930年间拉登堡及其合作者对氖的色散的研究并于1933年绘制出色散系数随放电带电流密度变化的曲线。1940年法布里坎特首先注意到了负吸收现象。这一阶段发展并不迅速。到了第二次世界大战之后，1947年兰姆和雷瑟夫指出通过粒子数反转可以受激辐射，从此激光理论的研究开始突破。1952年帕塞尔及其合作者实现了粒子数反转，观察到了负吸收现象。第二年，韦伯产生了利用受激辐射诱发原子或分子，从而放大电磁波的思想，进而提出了微波辐射器的原理。1957年斯科威尔实现了固体顺磁微波激射器。既然微波可以激发受激辐射，那么红外乃至可见光等也应该可以。1958年汤斯和肖洛发表了著名的“红外与光学激射器”一文，1959年汤斯提出了建造红宝石激光器的建议。终于1960年由休斯航空公司的莱曼建造出第一部可用的激光装置。（我国第一台红宝石激光器于15个月后的1961年8月建成。）从此人类拥有了激光这一利器。 由于生产技术不成熟，激光技术产生之初并未有太多实际用途。后虽有切割，光束武器等应用，但又受制于制造成本高昂和气候条件复杂等。几十年来各方面工程师和专家一直努力改进创新激光技术及应用，随着激光技术的发展成熟，今天，它已经广泛地应用于生产生活的各方面。 二、激光的特点及激光器 激光的特点主要有四点，一是方向性好，激光束偏离轴线的发散角往往非常小，甚至可以用来测量地球到月球的精确距离（发射到38万公里外的月球形成的光斑直径不超过一公里）；二是亮度高，激光功率在空间高度集中，亮度是普通太阳光的百万倍；三是单色性好，比如氪激光的波长范围只有4.7微埃，比原来个公认单色性最好的氪灯高出数个数量级；四是相干性好，激光器输出的光子频率、偏振、相位和传播方向都完全一致，这使得很多光学实验的精度大大提高。
中国激光技术发展回顾与展望 名称研制成功时间研制人 He-Ne激光器1963年7月邓锡铭等 掺钕玻璃激光器1963年6月干福熹等 GaAs同质结半导体激光器1963年12月王守武等 脉冲Ar+激光器1964年10月万重怡等 CO2分子激光器1965年9月王润文等 CH3I化学激光器1966年3月邓锡铭等 YAG激光器1966年7月屈乾华等 可以说，在起步阶段我国的激光技术发展迅速，无论是数量还是质量，都和当时国际水平接近，一项创新性技术能够如此迅速赶上世界先进行列，在我国近代科技发展史上并不多见。这些成绩的取得，尤其是能够把物理设想、技术方案顺利地转化成实际激光器件，主要得力于光机所多年来在技术光学、精密机械和电子技术方面积累的综合能力和坚实基础。一项新技术的开发，没有足够的技术支撑是很难形成气候的。 激光科技事业从一开始就得到了领导和科学管理部门的高度重视。当时中国科学院副院长张劲夫提出建立专业激光研究所的设想，很快得到国家科委、国家计委的批准。主管科技的聂荣臻副总理还特别批示：研究所要建在上海，上海有较好的工业基础，有利于发展这一新技术。1964年，我国第一所，也是当时世界上第一所激光技术的专业研究所——中国科学院上海光学精密机械研究所（简称“上海光机所”）成立。当年12月在上海召开全国激光会议，张劲夫、严济慈出席并主持会议，140位代表提交了103篇学术报告。 1964年启动的“6403”高能钕玻璃激光系统、1965年开始研究的高功率激光系统和核聚变研究，以及1966年制定的研制15种军用激光整机等重点项目，由于技术上的综合性和高难度，有力地牵引和带动了激光技术各方面在中国的发展。我国的激光科技事业，虽然也遭遇了“文革”十年浩劫，但借助于重点项目的支撑，仍艰难地生存了下来并取得可贵的进展。 1、“6403”高能钕玻璃激光系统 1964年启动，最后从技术上判定热效应是根本性技术障碍，于1976年下马。这一项目对发展高能激光技术有历史贡献是不可忽视的，它使我国激光技术的水平上了一个台阶。其成果主要表现在：（1）建成了具有工程规模的大口径（120毫米）振荡—放大型激光系统，最大输出能量达32万焦耳；改善光束质量后达3万焦耳。（2）实现了系统技术集成，成功地进行了打靶实验，室内10米处击穿80毫米铝靶，室外2公里距离击穿0.2毫米铝耙，并系统地研究了强激光辐射的生物效应和材料破坏机理。（3）第一次揭示了强光对激光系统本身的光损伤现象和机制。（4 ）第一次深入和理解激光光束质量的重要性和物理内涵，采用了一系列提高光束质量的创新性技术，如万焦耳级非稳腔激光器、片状激光器、振荡—扫瞄放大式激光系统、尖劈法光束质量诊断等。（5）激光元器件和支撑技术有了突破性提高，如低吸收高均匀性钕玻璃熔炼工艺、高能脉冲氙气、高强度介质膜、大口径（1.2米）光学精密加工等。（6）培养和造就了一批技术骨干队伍。 2、高功率激光系统和核聚变研究 1964年王淦昌独立提出激光聚变倡议，1965年立项开始研究。经几年努力，建成了输出功率10（上标10）瓦的纳秒级激光装置，并于1973年5月首次在低温固氘靶、常温氘化锂靶和氘化聚乙烯上打出中子。1974年研制成功我国第一台多程片状放大器，把激光输出功率提高了10倍，中子产额增加了一个量级。在国际上向心压缩原理解密后，积极跟踪并于1976年研制成六束激光系统，对充气玻壳靶照射，获得了近百倍的体压缩。这一系列的重大突破，使我国的激光聚变研究进入世界先进行列，也为以后长期的持续发展奠定了基础 3、军用激光研究 1966年12月，国防科委主持召开了军用激光规划会，48个单位130余人参加，会议制定了包括含15种激光整机、9种支撑配套技术的发展规划。虽未正式批准生效，但仍起了有益的推动作用。此后的几年内，这一领域涌现了一批重要成果。例如：（1）靶场激光距技术初试成功：采用重复频率为20赫兹的YAG调Q激光器，测距精度优于2米，最远测量距离达660公里，加在经纬仪上，可实现对飞行目标的单站定轨。这一成果为以后完成洲际导弹再入段轨迹测量创造了必要条件。（2）红宝石激光人造卫星测
《数据库基础与应用》形成性作业 第一次作业 一、单项选择题 1、域是实体中相应属性的（A）。 A、取值范围 B、值 C、名称 D、描述 2、把保存关系定义的关系称为对应数据库的（B）。 A、一般关系 B、元关系 C、特定关系 D、正常关系 3、在一个关系R中，若存在X→Y和X→Z，则存在X→（Y，Z），称此为函数依赖的（C）规则。 A、传递性 B、分解性 C、合并性 D、增广性 4、设一个关系为（R（A、B、C、D、E、F），它的最小函数依赖集为FD={A→B,A→C,D→E,D→F},则该关系的候选码为（D）。 A、（A，B） B、（A，C） C、（A，E） D、（A，D） 5、设D1，D2和D3域的基数分别为2，3，4，则D1*D2*D3的元组数为（B）。 A、9 B、24 C、10 D、20 6、若一个关系为R（学生号，姓名，性别，年龄），则（A）适合作为该关系的主码。 A、学生号 B、姓名 C、性别 D、年龄 7、设一个集合A={3，4，5，6，7}，集合B={1，3，5，7，9}，则A和B的并集中包含有（C）个元素。 A、10 B、8 C、7 D、6 8、在一个关系R中，若存在X→（Y，Z），则也隐含存在X→Y和X→Z，称此为函数依赖的（B）规则。 A、传递性 B、分解性 C、合并性 D、增广性 9、若一个关系的任何非主属性都不部分依赖于任何候选码，则称该关系最高达到了（B）范式。 A、第一 B、第二 C、第三 D、BC 二、是非题 1、在文件管理阶段，文件之间是相互联系的，在数据库管理阶段，文件之间是相互独立的。（错） 2、分布式数据库系统既支持客户局部应用，又支持客户的全局应用。（对）
激光切割技术的现状与发展 班级：13光信1 姓名：邱丽芬学号：1311122107 {摘要}：介绍了我国国内激光切割设备的现状和激光切割技术的发展前景，简要介绍激光切割原理，提出了该技术的发展目标及需要解决的问题。 {关键词}：激光切割设备国内市场激光切割机现状发展前景 引言 近年来，激光切割加工技术发展很快，国际上每年都以20%～30%的速度增长。我国1985 年以来，更以每年25 %以上的速度增长。由于我国激光工业基础较差，激光加工技术的应用尚不普遍，激光加工整体水平与先进国家相比仍有较大差距，相信随着激光加工技术的不断进步，这些障碍和不足会得到解决。激光切割技术必将成为21 世纪不可缺少的重要的钣金加工手段。激光切割加工广阔的应用市场，加上现代科学技术的迅猛发展，使得国内外科技工作者对激光切割加工技术进行不断探入的研究，推动着激光切割加工技术不断地向前发展。 一．我国激光切割设备与现状 全球激光制造技术发展飞速，我国与国际激光技术水平的差距有所增大，高端的激光加工成套装备几乎全部依赖进口，致使国外激光制造装备在我国市场的占有率高达70％。预计未来10年内，我国对这些高性能激光切割系统的市场需求量将达到100亿元。如此迫切和巨大的市场需求反应出激光加工的手段已经覆盖到国民经济各个重要领域，同时也影响着国防、航空航天等关键技术的突破，我们不仅仅是解决目前国内该产品的空白，同时也旨在解决激光加工领域多层面技术核心问题，如激光数控、激光机床新型结构、高质量激光加工的技术瓶颈等。 从中小功率激光切割设备取代传统加工工艺的优势来分析，与传统刀具机床设备相比，激光设备采用无接触的热加工方式，具有极高的能量聚集性、光斑细小、热扩散区少、个性化加工、加工品质高、无“刀具”磨损等优势，激光切口光滑无飞边，一些柔性材料自动收口，无变形，加工图形可通过计算机随意设计和输出，无需繁杂的刀模设计和制作。
73 2006 NO.9&10 记录媒体技术激 光的发明是20世纪中期一项划时代的成就，对人类社会文明产生了极其深远的影响。人们把 激光和原子能、半导体、计算机列在一起，称为20世纪的“新四大发明”。激光的出现不但引起了光学革命性的发展，冲击了整个物理学，并且对其它学科如化学、生物学和技术及应用学科如电机工程学、材料科学、医学等都产生了巨大的影响。像蒸汽机、发电机和电动机、晶体管、计算机这些创新一样，激光是一项通用技术，它提供了可以在大量实际领域应用的技术能力。对光盘存储而言，激光的发明是光盘存储技术必不可少的基础，它为光盘存储提供了一个有足够功率并且能够汇聚成很小光斑(微米级或亚微米级)的光源。可以说，没有激光的发明，就没有后来的光盘的发明。本文主要为光盘技术人员介绍激光技术的发展历史和趋势。 一、激光的发明和发展 所谓激光就是受激发射的光，是被其它辐射感应而激发的辐射。激光的英文名词为Laser ，是Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation 的词首字母构成的新词，其原意是受激辐射光放大器。早期在我国曾被翻译成“莱塞”、“雷射”、“光激射器”、“光受激辐射放大器”等。直到1964年，由钱学森院士提议取名为“激光”，它既反映了“受激辐射”的科学内涵，又表明了它是一种很强烈的新光源。钱学森院士的提议得到国内学术界的一致认同，在中国大陆激光这个新名词就一直沿用至今。 现在我们知道，物质的发光过程有两种：一种称为自发辐射，另一种称为受激辐射。自发辐射是在没有外来光子情况下，原子自发地、独立地从高能级E 2向低能级E 1的跃迁。自发辐射是随机过程，跃迁时发出的光在相位、偏振态和传播方向上都彼此无关。受激辐射是处于高能级E 2的原子，在受到能量为hv = E 2-E 1的外来光子的激励时，跃迁到低能级E 1，并辐射一个与外来光子的频率、相位、振动方向和传播方向都相同的光子。 1916年，爱因斯坦根据物质发光和吸收必须符合能量守恒的基本原则，预言除了大量的自发辐射以外还必然存在着少量的受激辐射，并且这种受激辐射还 激光技术的发展历史 ◇顾 颖 会进一步引发同类的受激辐射，因此可以获得受激辐射被增强的效应。爱因斯坦的论断为激光的发明提供了理论基础。 图1 自发辐射和受激辐射 图2 爱因斯坦 此后，科学家们多次企图在原子发光实验中验证受激辐射的存在，但是要从大量的自发辐射中区分出只含万分之几的受激辐射确实是十分困难的，所以始终未能获得成功。 第二次世界大战时期，由于军事上雷达技术的需要，微波辐射和分子光谱学得到迅速发展，研究前沿向更短的波长领域推进，以达到更高分辨率的目标。战争结束后，美国军方对毫米级波谱学的研究工作保持着强烈的兴趣，因为其方便的部件可以用于减少导弹的重量、设计安装在坦克和潜水艇上的轻量级短波雷达、以及用于提高短波通讯的安全性。科学家们在军方的资助下能够利用战后剩余的微波设备继续微波辐射研究。1951年，美国哥伦比亚大学教授汤斯(Charles Townes)开始了“受激辐射微波放大器”(Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation-MASER ，译作脉塞)的研究。1954年，汤斯和他的学生古尔德(Gordon Gou)合作制成了第一台脉塞，他成功地隔离了激发态氨(Ammonia)分子并实现了粒子数反转(上能级分子数分布大于下能级分子)，把一束受激的氨分子束瞄准进入谐振腔，使腔内激发态氨分子受激跃迁产生24千兆赫频率的辐射信号。第一个脉塞辐射的波长略大于1厘米，功率只有几十毫微 瓦，但是能量集中在很窄的谱线内。同年，苏联科学
激光器技术的应用现状及发展趋势 摘要 :简述了激光精密加工技术及其特点 ; 综述了激光精密加工的应用现状 ; 探讨了激光精密加工技术的发展趋势。激光加工技术在机械工业中的广泛应用, 促进了激光加工技术向工业化发展。为此, 介绍了几种应用较广泛的激光加工技术; 重点讨论了激光硬化和激光珩磨技术的应用和发展趋势。摘要由于在光通信光数据存储传感技术医学等领域的广泛应用近几年来光纤激光器发展十分迅速本文简要介绍了光纤激光器的工作原理及特性 , 并对目前多种光纤激光器作了较为详细的分类 ; 同时介绍了近几年国内外对于光纤激光器的研究方向及其目前的热点是高功率光纤激光器、窄线宽可调谐光纤激光器和超短脉冲光纤激光器 ; 最后指出光纤激光器向高功率、多波长、窄线宽发展的趋势 . :结合河北工业大学光机电一体化研究室近几年对激光加工技术研究的初步成果, 对激光加工技术的特点, 激光加工技术在国内外的应用发展状况, 以及激光加工技术的发展趋势进行了简要介绍, 同时分析了我国激光加工产业面临的机遇与挑战,并提出了应采取的对策 前言 1 概述 激光加工是 20 世纪 60 年代初期兴起的一项新技术,此后逐步应用于机械、汽车、航空、电子等行业, 尤以机械行业的应用发展速度最快。在机械制造业中的广泛使用又推动了激光加工技术的工业化。 20 世纪 70 年代,美国进行了两大研究 :一是福特汽车公司进行的车身钢板的激光焊接 ; 二是通用汽车公司进行的动力转向变速箱内表面的激光淬火。这两项研究推动了以后的机械制造业中的激光加工技术的发展。到了 20 世纪 80 年代后期, 激光加工的应用实例有所增加 , 其中增长最迅速的是激光切割、激光焊接和激光淬火。这 3 项技术目前已经发展成熟, 应用也很广泛。进入 20 世纪 90 年代后期, 激光珩磨技术的出现又将激光微细加工技术在机械加工中的应用翻开了崭新的一页。激光加工技术之所以得到如此广泛的应用, 是因为它与传统加工技术相比具有很多优点:一、是非接触加工, 没有机械力; 二、是可以加工高硬度、高熔点、极脆的难加工材料;三、是加工区小,热变形很小,
B.
C. 元组 D. 基数 5. 在Access 数据库中，任何事物都被称为分值：2 A. 方法 B. 对象 C. 属性 D. 事件 6.Access 数据库类型是分值：2 8. Access 2 A. 必须包含构成Access 数据库的七类不同的对象
B. 至少应包括三个以上不同类型的对象 C. 可以不包含任何对象 D. 每个对象必须作为单独的文件存放在Windows操作系统中 9. 在Access 中，空数据库是指分值：2 A. 数据库中数据是空的 B. 没有基本表的数据库 C. 没有窗体、报表的数据库 D. 没有任何数据库对象的数据库 10. 若使打开的数据库文件能为网上其他用户共享，但只能浏览数据，要选择打开数据库文件的方式为分值：2 A. 常规打开 B. 以只读方式打开 以独占方式打开 D. 以独占只读方式打开 B. C. 使用用户级安全机制 D. 设置访问数据库的权限
12. 表“设计”视图窗口包括两个区域：字段输入区和分值：2 A. 格式输入区 B. 数据输入区 C. 字段属性区 D. 页输入区 13. 输入掩码是给字段输入的数据时设置的分值：2 A. 初值 B. 当前值 C. 输出格式 14. 子表的概念是相对主表而言的，它是嵌在__ 中的表。分值：2 A. 从表 C. 子表 D. 大表 15. 在Access中表和数据库的关系是分值：2 A. 一个数据库可以包含多个表 B. 一个表只能包含两个数据库 C. 一个表可以包含多个数据库 D. 一个数据库只能包含一个表
16. 在Access的数据类型中，不能建立索引的数据类型是分值：2 A. 文本型 B. 备注型 C. OLE 对象 D. 超链接 17. 设置主关键字是在_ 中实现的。分值：2 A. 表设计视图 B. 表的数据表视图 C. 查询设计视图 D. 报表的设计视图 18. 假设规定某个日期型字段的取值范围是2008年1月1日到2009年1月 1 日，则可设置该字段的有效性规则为分值：2 A. Between #1/1/2008# And #1/1/2009# B. Between "1/1/2008" And "1/1/2009" C. Between *1/1/2008* And *1/1/2009* D. Between [2008 年1月1日] And [2009 年 1 月1 日] 19. ___________________________________________ Access 数据库系统 提供四种查询向导，分别是_______________________ 、交叉表查询向导、