激光技術(shù)與光導(dǎo)纖維通訊

激光技術(shù)與光導(dǎo)纖維通訊
激光科學(xué)技術(shù)是本世紀(jì)六十年代發(fā)展起來的最活躍的科技領(lǐng)域。激光的出現(xiàn)，標(biāo)志著人類對(duì)光的掌握和利用進(jìn)入一個(gè)新階段。光導(dǎo)纖維是當(dāng)今新技術(shù)革命的一個(gè)重要領(lǐng)域，它和激光技術(shù)、微電子技術(shù)結(jié)合，促進(jìn)了信息革命的發(fā)展，推動(dòng)著信息時(shí)代的到來。
1．激光技術(shù)及其應(yīng)用
(1)激光器的發(fā)明。世界上第一臺(tái)激光器是紅寶石固體激光器，它是1960年美國科學(xué)家梅曼發(fā)明的。關(guān)于激光器的基礎(chǔ)理論在1917年由愛因斯坦奠定。愛因斯坦在研究電磁波與原子系統(tǒng)相互作用時(shí)，提出了受激發(fā)射理論，這個(gè)理論是激光理論的核心，是激光器得以發(fā)明和發(fā)展的理論基石。
(2)激光器的工作原理。①激光器的工作原理：激光器一般由三大部分：工作物質(zhì)、諧振腔和激勵(lì)能源組成。產(chǎn)生激光的具體過程是：工作物質(zhì)在激勵(lì)能源的作用下，不斷地把低能級(jí)上的粒子抽運(yùn)到高能級(jí)上去，例如從能級(jí)1抽運(yùn)到能級(jí)3上。在能級(jí)3上粒子停留時(shí)間(或稱壽命)很短，能級(jí)3上的粒子很快轉(zhuǎn)移到能級(jí)2上，能級(jí)2上粒子停留時(shí)間或壽命較長，這樣抽運(yùn)到能級(jí)3上的粒子大量聚集在能級(jí)2上。使能級(jí)2上的粒子數(shù)多于能級(jí)1上的粒子數(shù)，在能級(jí)2和能級(jí)1之間實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布。
實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布的工作物質(zhì)，可以產(chǎn)生受激發(fā)射放大。開始時(shí)這種受激發(fā)射光強(qiáng)度很弱，由于光學(xué)諧振腔的存在，使得在一定方向上的受激光在兩塊反射鏡間多次往返，當(dāng)往返足夠多的次數(shù)后，就可以在腔內(nèi)建立起穩(wěn)定的相干光振蕩，其中一部分振蕩光通過一塊具有一定透過率的鏡面輸出到腔外，形成激光。②激光器的分類，按激勵(lì)方式不同可分光激勵(lì)激光器，電激勵(lì)激光器；按波長范圍不同可分遠(yuǎn)紅外、中紅外、近紅外激光器、可見光激光器；按工作物質(zhì)分類可分固體、液體、氣體、半導(dǎo)體激光器。③激光的特性，激光與普通光不同，它具有高單色性，高方向性和高亮度的特點(diǎn)，相干性極好。激光的出現(xiàn)為技術(shù)實(shí)踐提供前所未有的光頻電磁相干輻射波，前景十分廣闊。

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