lesson7激光在信息技术中的应用-精品文档

光纤之父
2009年诺贝尔物理学奖 获得者
高锟
1966年提出设想
Institute of Laser Engineering (ILE)
光 纤 的 两 个 重 要 参 量
* 损耗 A=10 x log ( P in / P out ) [ db] 在 1.5 μ m 低损耗窗口处，一般数据： ~ 1 db / km, 最低数据：~ 0.2 db / km ( 即，一公里损耗 5 % ) 损耗决定光纤通信中继距离的长短
LASER TV SET
Institute of Laser Engineering (ILE)
激光在医学中的应用
• 利用光热效应—激光外科手术、理疗等 • 利用激光光子能量的光化学效应 —激光诊断、癌症治疗等
Institute of Laser Engineering (ILE)
The nature of laser radiation
激光-大量原子(或分子)受激发射形成的可以控制的振荡光波。受激辐射光
波与激励光波同相位、同方向、同频率、同偏振。 空间相干性和方向性， ＜10-4 弧度发散角(TEM00)
激光衍射测量方法举例
激光 参考边
b
激光
参考边 b 被测物
激光 b
参考物
被测物 P
试件
（a）比较测量
（b）轮廓测量
（c）应变测量
Institute of Laser Engineering (ILE)
He-Ne 激光器
发射 光学系统
光电 目标靶
指示器
运算器
控制机械
激 光 准 直
激光准直仪基本组成框图
爱因斯坦在普朗 克理论基础上， 指出光也是一份 一份的(后来称为 光子)，解释光电 效应。

2） 生物异变会影响蛋白质的光化学性质。
激光原理及应用 陈鹤鸣 赵新彦
10
（2）探针存储
探针存储是基于原子刻度上的操作。它基本上是一 个穿孔卡片系统，但在原子的尺度上，在某个特定 点的原子的特性表示二进位的0或二进位的1。
探针存储的优点:
1）用于便携式装置最理想 ； 2）不工作时没有电力消耗； 3）极小空间内获得极高容量。
激光原理及应用 陈鹤鸣 赵新彦
9
蛋白质存储器的优点:
1）基于蛋白质建立，批量生产的成本很低。 2）可以在很宽的温度范围内工作，温度范围比半 导体存储器大得多的。 3）不同的页可以并行存取。 4）非挥发性，能作为内存和大容量存储器。
蛋白质存储器有待解决的问题：
1）把蛋白质凝聚在一起的聚合胶化体分解的速度比蛋 白质本身还要快。蛋白质能抵抗激光，但是胶化体在一 会儿之后就分解了，这是蛋白质存储器的主要障碍。
激光原理及应用 陈鹤鸣 赵新彦
2
13.1.1 激光存储
1. 光盘存储 CD（Compact Disk）
第一代光盘存储 光源： GaAlAs半导体激光器 波长： 0.78 um 容量： 640ＭＢ
第二代光盘存储 光源： GaAlInP半导体激光器 波长： 0.65 um 容量： 4.7GＢ
第三代光盘存储 光源： GaN半导体激光器
以光的形式比较，而不必取回它。 (3) 没有移动部份，因此有较快的存取速度。 (4) 非挥发性，能作为内、外存储器。
激光原理及应用 陈鹤鸣 赵新彦
8
3．激光存储新技术
（1）蛋白质存储
基于从细菌中抽取的Bacteriorhodopsin。 Bacteriorhodopsin是一个能以多种化学状态存在的 有机分子，每种状态有不同的光吸收率，因此比较容 易检测出分子处于哪一种状态。通过选择两种状态， 一种为二进位的0，另一种为二进位的1，可使用这种 特性作为存储装置。

3、方向性（平行度）好
4、单色性好（颜色单一）
四、激光的应用：
1、 相干性好，方便调制，用作光纤通信；
2、平行度好,集束性好，可用作精确测 距，精密制导等； 3、亮度高，，能量可以高度集中，用作 切 割、焊接、制冷、激光武器、医疗 光刀等。
五、激光器：
1、气体激光器： （如：He-Ne激光器、二氧化碳激光器） （如：红宝石激光器） 2、固体激光器： 3、液体激光器： （如：染料激光器） （如：砷化镓激光器） 4、半导体激光器：
第七节
激 光
一、激光（Laser——镭射光）
激光的发现和发展：
1958年人类首次在实验室制造出了自然界没 有的激光；（是二十世纪最重大的科学发现 之一） 1960年世界第一台激光器问世； 激光科学与技术得到了迅猛的发展，广泛 应用于各个领域（生产、技术、医疗、军 事、民用等等）
二、激光的产生
光源的发光机制：
1、自发辐射：——普通（自然）光源的发光机制 原子不受外界的影响而自发地向外辐射光子的现象； 特点：辐射频率广泛，单色性差、亮度低、相干性差
ห้องสมุดไป่ตู้
2、受激辐射：
原子因受到外界（外来光子）的激发而发生光放大， 瞬间释放出大量特征完全相同的光子——激光 特点：
三、激光的特性：
1、相干性好 2、亮度高 （能量可以高度集中）
六、全息照相
1、全息照相： （主要利用光的干涉和衍射技术）
——把物体辐射光波的振幅和位相信息同时记录 下来，并且实现真实重现的照相技术。
2、全息照相与普通照相的区别：
普通照相：只记录被拍照物体的发光强度（振幅）， 呈现的是二维平面图象；
全息照相：能同时记录被拍照物体各点发出的光波的 振幅和位相，呈现的是三维立体图象（与 人眼直接观察的物体一样）

激光存储技术的原理及应用1. 激光存储技术的原理激光存储技术是一种使用激光束对光敏材料进行记录和读取信息的技术。

激光束的强度可以调节，能够精确控制光敏材料的光学性质，实现高精度的信息存储。

激光存储技术的原理主要包括以下几个方面：•激光脉冲的记录：激光存储技术使用激光脉冲来记录信息。

激光脉冲的强度和长短能够决定光敏材料中的化学或物理性质发生变化的程度。

记录时，激光脉冲照射到光敏材料上，使其发生变化。

根据不同的光敏材料，其变化的方式也不同。

常见的光敏材料包括光敏材料和光纤。

•激光脉冲的读取：激光存储技术使用激光脉冲来读取信息。

读取时，激光束照射到记录的光敏材料上，光敏材料根据之前记录时的变化状态，反射或透过不同的光线。

通过读取反射或透过的光线，就可以获得之前记录的信息。

•光敏材料的选择：激光存储技术使用不同的光敏材料来记录和读取信息。

光敏材料的选择取决于应用需求和技术要求。

一般来说，光敏材料需要具有良好的光学性质、高饱和度、稳定的化学性质等特点。

•激光的调节：激光存储技术需要精确地控制激光的强度、频率、聚焦度等参数。

合理的激光调节能够提高信息的存储和读取精度。

2. 激光存储技术的应用激光存储技术已经广泛应用于各个领域，包括媒体存储、数据中心、医疗设备等。

以下是激光存储技术的主要应用：•光盘和DVD：激光存储技术最早应用于光盘和DVD。

光盘和DVD利用激光脉冲记录和读取信息，可以存储大量的音频、视频和文本等数据。

•蓝光光盘：蓝光光盘是激光存储技术的进一步发展，它的储存容量比光盘和DVD更大。

蓝光光盘主要用于高清视频的储存和播放。

•光存储器：光存储器是激光存储技术的另一种应用形式。

它利用可变反射率介质上的激光记录和激光读取信息。

光存储器具有高速读写、容量大等优点，适用于大数据存储和高速数据传输。

•激光显微手术：激光存储技术在医疗设备领域也有广泛的应用。

激光显微手术利用激光束对病变组织进行切割和烧蚀，具有创伤小、恢复快的优点。