激光应用技术讲解
激光光谱、激光 雷达、激光武器
•激光打标、激光 打孔、激光裁床、 激光切割、激光 绣花
•激光诊断、激光 治疗
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三、 在医疗和生命科学研究方面的应用:
Ⅰ)激光手术治疗。半导体激光已经用于软组织 切除,组织接合、凝固和汽化。普通外科、整形 外科、皮肤科、泌尿科、妇产科等,均广泛地采 用了这项技术。
Ⅱ)激光动力学治疗。将对肿瘤有亲合性的光敏 物质有选择地聚集于癌组织内,通过半导体激光 照射使癌组织产生活性氧,旨在使其坏死而对健 康组织毫无损害。
二、 在产业和技术方面的应用:
Ⅰ光纤通信。光纤通信已经成为当代通信技术 的主流。半导体激光器是光纤通信系统的唯一实 用化的光源。
Ⅱ)光盘存取。半导体激光已经用于光盘存储器, 其最大优点是存储信息量很大。采用蓝、绿激光 能够大大提高光盘的存储密度。
Ⅲ)光谱分析。远红外可调谐半导体激光器已经 用于环境气体分析,监测大气污染、汽车尾气等。
激光应用技术
随着科技的发展,激光已经从一个 遥不可及的高科技产品步入人们的 生活。激光的应用非常广泛,如用 于科技,医学,工业,通信等领域。我们 熟知的有:光纤通信、 激光切割、 激光焊接、激光武器、激光唱片、 镭射治疗等
光纤通信 军事科技 工业生产 医疗卫生
•光纤常被用于传 达电话、构建网 络,信号衰减小、 抗干扰能力高
Ⅶ)激光机打印机。高功率半导体激光器已经用 于激光打印机,采用蓝、绿激光能够大大提高打 印速度和分辨率。
Ⅷ)激光条码扫描器。激光条码扫描器已广泛用 于商品的销售以及图书和档案的管理。
Ⅸ)抽运固体激光器。这是高功率半导体激光器 的一个重要应用,采用它来取代原来的氙灯,可 以构成全固态激光系统。
Ⅹ)高清晰度激光电视。不久的将来,没有阴极 射线管的半导体激光电视机可以投放市场,它利 用红、蓝、绿三色激光,估计其耗电量比现有的 电视机低20%。
• 实验原理
1、半导体激光器快轴方向的光束 质量较好,但是发散角很大,不 利于单管半导体激光器在快轴方 向的叠加,需要使用快轴准直镜 (Fast AxisCollimator,FAC)对快 轴发散角进行压缩
2、光束准直后慢轴的光束质量比快 轴差很多,因此需要通过在快轴 方向叠加光束来使快慢轴方向 BPP(光纤的光参数积)相等。 在快轴叠加了8只激光器的两个 准直单元通过偏振合束棱镜 (Polarized Beam Splitter,PBS) 进行合束。
Ⅲ)生命科学研究。使用半导体激光的“光镊”, 可以捕捉活细胞或染色体并移至任意位置,已经 用于促进细胞合成、细胞相互作用等研究,还可 以作为法医取证的诊断技术。
基于偏振复用技术的半导体激 光加工光纤耦合模块
(1.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所发光学及应用重点实验 室,吉林长春130033;
3、如图1,当半导体激光光束以45。 角入射到多层膜系上时,P偏振 光束的透射率超过95%,S偏振 光束的反射率超过99%,这样就 可以使两束光分别透射和反射, 进而实现偏振合束。
2.中国科学院大学,北京100049; 3.武汉工业学院电气与电子工程学院,湖北武汉430023)2013年
与半导体激光Bar条相比,单管半导体激光器具有 •优点:光束质量好,寿命长等优点, •缺点:输出功率小,故在激光加工等领域的应用受到限制。 为提高单管半导体激光器的输出功率,提出了基于偏振复用技术对多个单管 半导体激光器进行光纤耦合的方法: 1、将16只808 nm单管半导体激光器分成两个单元,通过空间合束将每个单 元上的激光器发出的光合成一路; 2、利用偏振复用技术将两个单元发出的光束再次合束,通过自行设计的聚 焦系统将合束后的光束耦合进光纤实现光纤输出,从而提高了半导体激光器 光纤耦合模块的功率水平。
一、军事上的应用
Ⅰ)激光引信。半导体激光器是唯一能够用于弹上引信的 激光器。激光近炸引信能够准确地确定起爆点,并具有很 好的抗电磁干扰能力,已在多种导弹和炸弹上使用。 Ⅱ)激光制导。它使导弹在激光射束中飞行直至摧毁目标。 半导体激光制导已用于地-空导弹、空-空导弹、地-地导弹 等。 Ⅲ)激光测距。主要用于反坦克武器以及航空、航天等 领域。 Ⅳ)激光雷达。高功率半导体激光器已用于激光雷达系 统。小型激光雷达已用于常规兵器的自动目标识别和瞄准 修正系统、机器人视觉系统和自主飞行器控制系统。 Ⅴ)激光模拟。这是半导体激光器用于军事训练和学习 的技术,通过调节射束的方位来达到模拟任何武器特征的 目的,已经成功地模拟了步枪、火炮等。Ⅵ)深海光通信。 近年来成为研究热点的蓝、绿激光,在海水中损耗很小, 可以打破深海光通信的“禁区”。
半导体激光器的应用
• 激光技术用于检测工作主要是利用激光的优异特 性,将它作为光源,配以相应的光电元件来实现 的。
• 它具有精度高、测量范围大、检测时间短、非接 触式等优点,常用 于测量长度、位移、速度、振 动等参数。当测定对象物受到激光照射时,激光 的某些特性会发生变化,通过测定其响应如强度、 速度或种类等,就可以知道测定物的 形状、物理、 化学特征,以及他们的变化量。响应种类有:光、 声、热,离子,中性粒子等生成物的释放,以及 反射光、透射光、散射光等的振幅、相位、频率、 偏 振光方向以及传播方向等的变化。
Ⅳ)光信息处理。半导体激光器已用于光信息处 理系统。表面发射半导体激光器,二维列阵是光 并行处理系统的理想光源,可用于光计算和光神 经网络。
Ⅴ)激光微细加工。借助于Q开关产生的高能量 超短光脉冲,对集成电路进行切割、打孔等。
Ⅵ)激光报警器。半导体法庭光报警器的用途甚 广,包括防盗窃案报警、水位报警、车距报警等。