激光与激光武器116页PPT

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制作人：耿双
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激光产生原理
• 普通常见光源的发光（如电灯、火焰、太 阳等地发光）是由于物质在受到外来能量 （如光能、电能、热能等）作用时，原子 中的电子就会吸收外来能量而从低能级跃 迁到高能级，即原子被激发。激发的过程 是一个“受激吸收”过程
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激光器的结构
• 1、激光工作介质 • 2、激励源 • 3、谐振腔
体激光器之中。
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半导体激光器
• 半导体激光器是以半导体材料作为工作
介质的。这种激光器体积小、质量轻、寿
命长、结构简单而坚固。激励方式有电注
入、电子束激励和光泵浦三种形式。半导
体激光器件，可分为同质结、单异质结、
双异质结等几种。同质结激光器和单异质
结激光器种激
激励源
• 为了使工作介质中出现粒子数反转，必 须用一定的方法去激励原子体系，使处于 上能级的粒子数增加。一般可以用气体放 电的办法来利用具有动能的电子去激发介 质原子，称为电激励；也可用脉冲光源来 照射工作介质，称为光激励；还有热激励、 化学激励等。各种激励方式被形象化地称 为泵浦或抽运。为了不断得到激光输出， 必须不断地“泵浦”以维持处于上能级的
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激光工作介质
• 激光的产生必须选择合适的工作介质，可 以是气体、液体、固体或半导体。在这种 介质中可以实现粒子数反转，以制造获得 激光的必要条件。显然亚稳态能级的存在， 对实现粒子数反转世非常有利的。现有工 作介质近千种，可产生的激光波长包括从 真空紫外道远红外，非常广泛。

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2.方向性好 速度快
激光能以光速飞行，每秒299792458 米，一旦瞄准，能立刻击中目标，用 不着考虑提前量。而且由于激光散射 角只有0.001弧度，因而具有良好的方 向性。激光制导和反卫星激光武器就 是利用这个原理制成的，使得激光能 准确，快速地击中目标。
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3.有效摧毁目标
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2.战术型激光武器
战术激光武器是利用激光作为能量，是像常规武器那样 直接杀伤敌方人员、击毁坦克、飞机等，打击距离一般 可达20公里。这种武器的主要代表有激光枪和激光炮， 它们能够发出很强的激光束来打击敌人。先进战术激光 器能够完全摧毁地面目标，适于安装在C-130运输机等 飞机上。在1万英尺高和5英里远的地区，这种重达4万 磅的兆瓦级化学激光能够将一辆坦克击穿。先进战术激 光能够快速而连续地攻击最多100个目标。
这类武器可烧伤敌人的视网膜，使其暂时 甚至永久失明；还可使观测仪器失效，光学跟 踪制导系统失控；干扰卫星的观测能力等，并 可对人产生强烈的心理威胁和震慑。是一种有 效的光电对抗装备，能起到干扰、压制或阻碍 敌方观测、跟踪或精确制导武器的进攻等作用 。相对强激光武器能耗低、易于制造和使用， 是比较成熟的战场适用的一种非致命性武器。
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1.亮度高 能量集中
高度集束的激光，能量也非常集中。举例说， 在日常生活中我们认为太阳是非常亮的，但一 台巨脉冲红宝石激光器发出的激光却比太阳还 亮200亿倍。当然，激光比太阳还亮，并不是因 为它的总能量比太阳还大，而是由于它的能量 非常集中。例如，红宝石激光器发出的激光射 束，能穿透一张3厘米厚的钢板，但总能量却不 足以煮熟一个鸡蛋。它可以在极小的面积上、 在极短的时间里将超过核武器100万倍的能量密 度传递给被击中物体，没有任何放射性污染。

二、激光的特性及应用
前苏联更超前于美国,曾先后进行过十八次反 卫星实验,1975年曾照瞎了美国位于印度洋上 空一预警、通信卫星，美提出强烈抗议，苏联 说没有这回事，美只好吃了一哑吧亏。
90年代举世瞩目的“星球大战计划”中的定向能武 器就是一种高能激光武器，现转称为“美国国家导弹 防御计划”，仍在大力研究。
二、激光的特性及应用
特点
作用
应用实例
相干光
可进行调制、传递信息
光纤通信
平行度非常 好
传播很远距离能保持一定强度，可精确测距 测速
可会聚于很小的一点，记录信息密度高
激光雷达
DVD、CD、VCD机，计算 机光驱
亮度高
可在很小空间短时间内集中很大能量 产生高压引起核聚变
激光切割、焊接、打孔、医 疗手术
人工控制聚变反应
光器。 • 1965年，第一台可产生大功率激光的器件--二氧化碳激光器诞生。 • 1967年，第一台Ｘ射线激光器研制成功。
一、激光及其产生
梅曼和第一只激光器
一、激光及其产生
3. 激光器的种类 A. 气体激光器:最常见的是氦氖激光器,另一种典型代表是氩离子激光器 B.固体激光器:红宝石激光器,钇铝石榴石激光器 C. 液体、化学和半导体激光器 D.“隐身”和“变色”激光器:二氧化碳激光器，可称“隐身人”，因为它发出
美国化学激光器功率已达到 2.2兆瓦
二、激光的特性及应用
1982年开始研制，1990年1--3月在野外试验
成功，海湾战争中装配在美军第七步兵“沙漠盾牌”和“沙漠风暴”作战。
激光弦目描准具（英国）
是一种激光致盲描准具，1982年马鸟战争期间安装在“竞技神”号战舰上，实战中效果良好， 造成3架阿根廷飞机失事。所有这一切均是保密的。直致1989年英军舰“考文垂”号上因帆布未 盖好才被记者拍下照片，1990年公布于世。

一、维维止一 止
努尔哈赤即位
2、大兴文字狱：
1）、康熙、雍正、乾隆三朝最残酷
2）、文字狱的严重后果：
（1）、造成了社会恐怖，摧残了人才。 （2）、许多知识分子不敢过问政治，从而 禁锢了思想，严重阻碍了中国社会的发展和 进步。
沈阳故宫大政殿
二、君主集权的强化
1、军机处的设立
皇帝
内阁和六部
议政王大臣会议
3、激光的特性及应用
1.相干性应用：光纤通讯、激光全息技术
2.平行度好：测距、测速（激光雷达测 速）信息存储和阅读（DVD、CD唱机、计 算机光盘
3.亮度高：工业切割、焊接；医学“光 刀”、焊接。利用强激光产生的高压引 发核聚变。
4、全息照相
参考光
物光 物
照相底 片
反射光
同一激光束被分成两束，参考光直接照 到底片上，物光也到达底片。两者干涉， 在底片上形成复杂的干涉条纹，各点的 明暗程度反映了叠加的加强和减弱的情 形。
全息照片的观看：
用激光照射全息照片，在照片的另一侧 观看原物体的立体的像。
照明光
全
息 照
人眼
片
第17课 君主集权的强化
满族服饰
请问：皇太极 的主要历史活 动是什么？
皇太极
1、改女真族名为满洲 2、 1636年，改国号为清
史料阅读
1、军机大臣“只供传述缮撰，而不能 稍有赞画于其间。”
（1）上文是什么意思？军机大臣有实权吗？ （2）军机处是谁设立的？有什么意义？
军机处值房
二、君主集权的强化
1、军机处的设立
A、目的：加强君主专制
B、雍正帝时设立 乾隆帝时，彻底取代议政王大臣会议。
C、军机处的设立，标志着我国封建君主 集权的进一步强化

1 激光发展史
心脏动脉血管支架 1064nm激光 医疗设备（去斑等）
1 激光发展史
激光之母。受控核聚变很久以来都是人们认为最理想的清洁能源发电方式。1962年，劳伦斯 利弗莫尔国家实验室的物理学家约翰·纳科尔斯（John Nuckolls）在加利福尼亚州利弗莫尔， 提出用激光脉冲加热和压缩的重氢同位素块实现受控核聚变。从那以来，利弗莫尔实验室 一直追寻着这个理念，他们使用的激光器也越来越大，终于在美国国家点火实验设施中达 到巅峰。 这是一个复杂的系统，可以同时发出192束激光，去年，在十亿分之几秒的时间内， 产生了能量达到100万焦耳的激光脉冲，使之成为有史以来能量最强的激光器。 （美国国家点火实验设施 (NIF)是美国出于研究核聚变反应设想而建造的试验装置。）
美国（包括北美）占55% ，欧州占22%，日本及太平洋地区占23%。 在世界激光市场上日本在光电子技术方面占首位，美国占第二位； 在激光医疗及激光检测方面则美国占首位；而在激光材料加工设备 方面则是 德国占首位。因此我们选择美国、日本、 德国三个国家， 介绍他们激光产业发展情况，也就反映了世界激光市场的基本情况 及其发展趋势。
1 激光发展史
国产激光焊接机
1 激光发展史
激光数控切割机
1 激光发展史
进口高精度激光雕刻机
1 激光发展史
激光外科手术。激光在医学上的首次成功应用是进行眼内手术，但是不需要切开眼球。早在 1962年，一台红宝石激光器将病人脱落的视网膜与眼球重新连接，使他恢复了视力。更大的 成功在1968年到来，外科医生弗朗西斯·莱斯佩朗斯和贝尔实验室的工程师使用氩离子激光 器破坏异常的血管，以避免这些血管在视网膜中扩散，致使糖尿病人失明。这种治疗方法已 经挽救了数百万人的视力。如今，激光也被用来切割角膜，以矫正视力，或者使胎记和刺青 褪色。

04
激光与物质相互作用
激光与物质相互作用的基本过程
激光束在物质中的传播
包括反射、折射、吸收和散射等现象。
激光与物质相互作用的机理
包括光热作用、光电效应、光化学效应等。
激光与物质相互作用的特点
如高能量密度、高亮度、高方向性等。
激光加工原理及应用
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激光加工的基本原理
通过高能激光束对材料进行加热、熔化、汽化或 达到其他物理或化学变化，以实现加工目的。
应用领域
适用于气体、液体和固体等多种介质的流速测量，如风速测量、 血流速度测量等。
激光光谱分析技术
光谱原理
不同物质具有不同的光谱特征，通过测量物质的光谱信息可以分析 其成分和性质。
分析方法
包括激光拉曼光谱分析、激光荧光光谱分析等，可用于物质的定性、 定量分析。
应用领域
广泛应用于化学、生物、医学、环境等领域，如药物分析、环境监测 等。
液体激光器
染料激光器
使用有机染料作为增益介质，通过 泵浦光激发染料分子产生激光，具 有宽调谐范围和短脉冲输出能力。
液体激光核聚变
利用高功率激光束照射含有氘、氚 等聚变燃料的靶丸，实现核聚变反 应，是惯性约束聚变研究的重要手 段。
半导体激光器
边发射半导体激光器
电流注入半导体PN结，电子与空穴复 合释放能量形成激光输出，具有体积 小、效率高、寿命长等优点。
特性
方向性好，亮度高，单色 性好，相干性好。
应用领域
激光加工、激光测距、激 光雷达、激光通信、激光 治疗等。
02
激光器类型及技术
固体激光器
晶体激光器
使用掺杂稀土元素的晶体 作为增益介质，如Nd:YAG 激光器。

1、激光用作热源。 2、激光测距。 3、激光通信。 4、受控核聚变中的应用。 5、军事应用。
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1.What is激光武器
激光武器(Laser Weapon)是一种利用沿 一定方向发射的激光束攻 击目标的定向能武器 。
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2.激光武器的用途
激光武器在光电对抗、防 空、战略防御和摧毁卫星 中可发挥独特作用。1975 年10月18日，苏联使用了 激光武器破坏了美国647 预警卫星的外探测器。
3.激光红外灯。它和感红外摄像机、黑白CCD摄像机或微光夜视
设备组成夜视监控系统，实现24小时连续监控。该产品有效照明
距离远、使用寿命长，夜视成像效果好，隐蔽性高，彻底解决夜
视照明难题，是目前夜视监控最理想的红外照明产品。
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1.致盲型激光武器
致盲激光武器利用激光束照射人眼或武器装备 中的光电传感器等元部件，使之受到干扰、失 效或造成某些损伤的一类激光武器。
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3.激光在军事上的其他用途
1.激光传感器。利用激光的高方向性、高单色性和高亮度等特点 可实现无接触远距离测量。激光传感器常用于长度、距离、振动 、速度、方位等物理量的测量，还可用于探伤和大气污染物的监 测等。
2.激光制导。激光制导包括激光搜索制导和激光驾束制导。在激 光搜索制导中又包括主动制导、半主动制导和被动制导3种形式 。其中技术最成熟、在战场上使用最多的是半主动制导，激光制 导炸弹、激光制导导弹等均使用此种制导方式。
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激光武器的不足之处
世界上第一台激光器是红宝石激光器。它利用一个高强闪光灯管，来 刺激在红宝石色水晶里的铬原子，从而产生一条相当集中的纤细红色 光柱，当它射向某一点时，可使其达到比太阳表面还高的温度。现在 的激光器有固体激光器、气体激光器、液体激光器、半导体激光器和 自由电子激光器等五类。

儿童多动症
诊断
*诊断依据来自于家长、老师和其它 知情者的详细而正确的病史资料， 再结合躯体和精神检查综合考虑 *无明确的病理变化作为诊断依据
儿童多动症
鉴别诊断
• 精神发育迟滞 • 品行障碍
• 孤独障碍
• 情感障碍
• 抽 动 障 碍 • 儿童精神分裂症
儿童多动症
治疗
*认知行为治疗 *特殊教育项目 *社会化技能训练 *躯体训练项目 *父母管理班
英女王的全息照片
形形色色的激光武器
1）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;
全息照相拍摄原理：
参考光
照相
底片
物光
反射光
物
同一激光束被分成两束，参考光直接照到底片上， 物光也到达底片。参考光和物光在底片上各处相遇时 将发生干涉，底片上记录两束光叠加后明暗相间的干 涉图像。
全息照片的观看：
照明光
人眼 全息照片
用激光照射全息照片，在照片的另一侧可 观看原物体的立体的像。
神奇的全息照片！
临床表现
*智力低下 智能：包括既往获得的知识、经验，以
及运用这些知识和经验解决新问 题、 形成新概念的能力。
智商(IQ)：为评0
精神发育迟滞
临床表现
*社会适应能力缺陷 社会适应能力包括日常生活技能、 独立生活和自给自足能力、社会交 往技能和责任

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激光器的结构
• 1、激光工作介质 • 2、激励源 • 3、谐振腔
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激光工作介质
• 激光的产生必须选择合适的工作介质，可 以是气体、液体、固体或半导体。在这种 介质中可以实现粒子数反转，以制造获得 激光的必要条件。显然亚稳态能级的存在， 对实现粒子数反转世非常有利的。现有工 作介质近千种，可产生的激光波长包括从 真空紫外道远红外，非常广泛。
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液体激光器
• 常用的是染料激光器，采用有机染料最 为工作介质。大多数情况是把有机染料溶 于溶剂中（乙醇、丙酮、水等）中使用， 也有以蒸气状态工作的。利用不同染料可 获得不同波长激光（在可见光范围）。染 料激光器一般使用激光作泵浦源，例如常 用的有氩离子激光器等。液体激光器工作 原理比较复杂。输出波长连续可调，且覆 盖面宽是它的优点，使它也得到广泛应用。
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气体激光器
• 气体激光器具有结构简单、造价低； 操作方便；工作介质均匀，光束质量好； 以及能长时间较稳定地连续工作的有点。 工作物质主要以气体状态进行发射的激光 器在常温常压下是气体，有的物质在通常 条件下是液体（如非金属粒子的有水、 汞），及固体（如金属离子结构的铜，镉 等粒子），经过加热使其变为蒸气，利用 这类蒸气作为工作物质的激光器，统归气 体激光器之中。
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精品资料
• 你怎么称呼老师？ • 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你
是否会认为老师的教学方法需要改进？ • 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭 • “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我
笨，没有学问无颜见爹娘 ……” • “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
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半导体激光器
• 半导体激光器是以半导体材料作为工作 介质的。这种激光器体积小、质量轻、寿 命长、结构简单而坚固。激励方式有电注 入、电子束激励和光泵浦三种形式。半导 体激光器件，可分为同质结、单异质结、 双异质结等几种。同质结激光器和单异质 结激光器室温时多为脉冲器件，而双异质 结激光器室温时可实现连续工作。这种激 光器的特点是体积小，能耗低，功率低 （因此对人眼相对安全一些），能在常温 下运行。

二。激光产生的机理
（抽运装置）
激活介质Βιβλιοθήκη 铬离子经过两次跃迁处于E2能级
波长 694.3nm
激光工作原理：
激光工作物质
全
半
反
反
射
射
镜
镜
out 光放大原理
（谐振腔有选频作用）
激光
一、激光
1、概念： 激光准确内涵是“来自受激辐射的放大、
增强的光”。
英文全称为 Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation
缩写为Laser，中文也常音译为“镭射”。 2、产生机理：
激光的产生原理是利用了物质原子受激辐射 后发生跃迁的特性。
特点 作用
应用实例
相干光 可进行调制、传递信息
光纤通信
传播很远距离能保持一定强 激光雷达
平行度 度，可精确测距测速
非常好 可会聚于很小的一点，记录 DVD、CD、
信息密度高
VCD机，计算机
光驱
可在很小空间短时间内集中 激光切割、焊接、
亮度高 很大能量
打孔医疗手术
产生高压引起核聚变
人工控制聚变反 应