激光原理及应用

激光原理及应用
课程负责人： 陈家璧 开课部门： 光电学院 编写时间： 2008年 4 月
课程代码 12000410 学分 2 总学时
40

理论学时
32

实验(实践)学

时
8 上机学时 0

课程英文名
称
Principles and Application of Laser

课程性质 □通识课程 □学科基础 ■专业课程
面向对象 大四学生
前修课程或
要求
大学物理 微积分 工程光学

一、课程内容简介
本课程主要从激光的物理学基础出发介绍了激光原理以及激光输出特性与激光器各个参数
之间的关系，
以掌握激光器的选择和使用为目的，并且介绍了激光在计量、加工、医学以及信息技术等

方面的应用，
重点介绍各种应用的思路和方法。
二、教学目标
激光技术与应用是近几年才发展起来的现代高新技术。本课程的教学目标是使学生获得激
光产生的基本
原理与应用激光技术的基础理论知识，了解激光技术在测量、加工、通信以及光学全息等

方面的应用，
并掌握在测量、加工等方面应用激光的典型方法
三、教学方式
采用多媒体授课方式
四、学时分配
教学内容 讲课 实验(实践) 上机 其它 小计
一 绪论
1

二 第一章
3

三 第二章
4

四 第三章
6

五 第四章
4

六 第五章
4

七 第六章
4

八 第七章
2

九 第八章
2

十 复习
2

十
一
激光调腔实验

2

十
二
激光模式分析

2

十 精密位移量的激光测量
2
三
十
四 相干光衍射的巴比涅原理
2

合计
32 8

五、教学内容与要求
（一） 理论教学

绪论
第一章 辐射理论概要
发光原理、光与物质的相互作用、光谱的线型、光的相干性、激光的形成
第二章 连续激光器的原理
激光器的结构、激光的模式、速率方程、增益和增益饱和、阈值条件
第三章 激光器的输出特性
光学谐振腔内的场分布、共焦腔的光束传播特性、高斯光束及其通过薄透镜的变
换、激
光器的输出功率、激光的线宽极限

第四章 激光技术
激光器输出的选频、激光器输出的稳频、激光器的调Q技术、激光束的调制与偏
转

第五章 典型激光器
固体、气体、染料、半导体等激光器
第六章 激光在计量中的应用
激光测长、测速、测距、准直、激光陀螺、激光雷达等
第七章 激光在加工中的应用
激光与材料相互作用、激光热处理、激光打孔、激光切割、激光焊接、激光先进
制造技
术等

第八章 激光在IT产业中的应用
光通讯网络中的半导体激光器、光放大器、激光全息显示、光存储技术、激光打
印、激
光条形码识别等理解基本概念，对激光器工作的物理图象有比较清晰的理解，对
光学谐
振腔在形成激光中的主要作用有所了解，了解激光器按不同方式进行的分类，了

解常见
激光器及其特点，掌握激光的输出特性，了解激光在计量中的应用，了解这些应

用利用
了激光的哪种特性。

（二） 实践教学
实验一：激光调腔实验
了解激光原理、光学谐振腔的结构，掌握谐振腔的模式稳定原则，并学会用其设计一
个稳定的
激光谐振腔。掌握实际调腔的操作方法

实验二：激光模式分析
观察激光的模式分布，了解和观察激光横模的光斑图样，并了解和分析横模的产生机
理。理解
谐振腔长度与激光纵模的关系，掌握计算纵模个数的方法，并能够掌握合理设计共轴

球面谐振
腔的方法。

实验三 精密位移量的激光测量2学时
了解激光干涉测量的原理，掌握微米及亚微米量级位移量的激光干涉测量方法，了解
激光干涉
测量方法的优点和应用场合

实验四 相干光衍射的巴比涅原理
了解巴俾特（Babinet）原理，利用互补测定法测量细丝直径
六、考核与成绩评定
考试内容以教学计划中要求掌握和理解的内容为主，以对知识的理解和应用为主。成绩
评定：卷面
成绩占70%，实验成绩占20％，平时成绩占10%。
七、教材及参考资料
1、指定用书

[1]《激光原理及应用》，陈家璧等，电子工业出版社，2004年
2、参考书
[1]《激光原理》，周炳琨等，国防工业出版社，1995年
[2]《激光原理及应用》，丁俊华等编著，清华大学出版社，2000年
[3]《激光原理》，陈钰清，王静环编著，浙江大学出版社，1992年
[4]《激光技术》，蓝信钜主编，华中理工大学出版社，1995年
3、实验/上机指导书
4、其它