第一篇：激光技术与材料科学 课程小论文
文章摘要：
激光技术正在逐渐走向成熟，激光在各方面都有广泛的应用，在临床医学上也有着举足轻重的地位，各种先进的治疗方法中都有着激光的身影。
关键词：激光技术，临床医学 正文：
当第一台红宝石激光器在美国诞生，临床医学也随之发生了巨大的变革，无血手术成为可能，眼镜不再是永远的负担，肿瘤治疗更是有了新的突破！激光的发明无疑是世界的一笔非常宝贵的一笔财富。
临床上激光的用途不外乎切割、分离、汽化、溶解、烧灼、止血、凝固、封闭、压电碎石、局部辐射等，这些治疗种类就是利用激光对生物体的光热作用、压电作用和光化学作用。但是，在实际上，无论是哪种治疗，不一定只是利用其单一作用，往往是多种作用一同作用的结果。例如在利用紫外激光的灼烧时，主要起作用的是光热作用，但在光子能切断组织的分子结构时，光化学作用也参与其中。此时，在该灼烧治疗中光热作用和光化学作用都起作用。
激光的种类非常繁多，在临床医学领域主要有用到一下几种激光器：二氧化碳激光器、氩离子激光器、YAG激光器、红宝石激光器、染料激光器、氪原子激光器、氮分子激光器、He-Ne激光器和ArF准分子激光器。其中在临床医学中运用最多的是二氧化碳激光器，所发出的激光波长为10.6μm，CO2激光器的主要工作物质由CO2、氮气、氦气三种气体组成。其中CO2是产生激光辐射的气体。放电管中，通常输入几十mA或几百mA的直流电流。放电时，放电管中的混合气体内的氮分子由于受到电子的撞击而被激发起来。这时受到激发的氮分子便和CO2分子发生碰撞，N2分子把自己的能量传递给CO2分子，CO2分子从低能级跃迁到高能级上形成粒子数反转发出激光。波长为10.6μm的CO2激光是极易被水吸收的红外光，像皮肤这样的软组织受到激光照射时，激光的能量只是被表面吸收，并没有穿越到深处。但是，由于角质层以下的比皮肤表面的角质层含水量高，这里的水分会瞬时蒸发膨胀，从而可以进行切开、切除手术。这也是二氧化碳激光器作为激光手术刀的原因。所谓的无血手术是因为像毛细血管这样的细血管在激光的照射下，由于热效应导致血管收缩断裂，而断裂处又会立即凝结。因此，即使切开布满毛细血管的脏器官也不会出血。但是激光手术也有其缺点，由于切开是在热作用下进行的，因而无法避免切开处周边的碳化现象。但是无论如何激光手术是临床医学的一大突破，利远大于弊。
对于近视眼，厚厚眼镜往往成为一种负担，即使是隐形眼镜也有太多的麻烦，激光可以让你摘掉它！
治疗近视是利用烧蚀对眼角膜表面进行精密切割，控制折射光率（矫正）的过程。眼镜对光的折射由眼角膜与晶状体完成，因为晶状体得到前房和玻璃体连接，而角膜的一侧和大气接触，使角膜的折射作用比晶状体要大。因而只对角膜做手术就可以有效的矫正近视。近视本身不认为是疾病，但用眼镜或隐形眼镜矫正不了的重度近视可通过这种角膜手术来解决。目前近视矫正有三种方法：对角膜表面进行二维切割手术使其曲率半径增大（做成平坦的）的PRK方法，激光原位角膜镶术的LASIK方法和将角膜表面放射状切开的RK方法。光源一般采用能得到高质量灼烧表面的193μmArF准分子激光器。这是由于在该波长的激光其穿透深度浅且可精密切割的缘故。又因光子能量大，所以同时存在光化学作用，可保证得到锐利整齐的切口，而切口边缘的热损伤最小。因此所采用的照射方法有两种：强的分布均匀的大口径光束扫描切割和可变小口径光束的光斑切割。在实际治疗中，先进行角膜形状的测定，确定切割量后进行激光照射。这种治疗方法不仅应用于近视、远视和散光的矫正，还应用于角膜疾病的治疗。目前已有很多商品化装置出售。但是由于该技术还不够成熟，矫正后未来十几年甚至几十年里面会不会出现副作用，不得而知，这也是大部分不愿意进行激光矫正的近视人群做顾虑的主要原因。这个顾虑暂时只有时间才可以解答。
激光在治疗肿瘤上同样有着举足轻重的作用。众所周知，癌细胞是非常活跃的细胞，它比正常细胞的繁殖速度快得多。肉眼看不见大小的癌细胞，同过内窥镜或X射线等可以发现，但是，早期的癌细胞却很难发现。通常认为早期的癌症的治疗比较简单，这意味着癌症早期发现更重要。因为癌细胞非常活跃，比正常细胞更容易摄取某种物质。于是，就有了利用光来吞食某种物质（称为光感受性物质），即让该敏感性物质有效的吸收激光，来杀化癌细胞的方法。这种治疗方法称为PDT（photo dynamic therapy 光线力学性治疗）。
典型的光感受性物质是一种叫做血叶啉诱导体得色素，它具有非常复杂的结构，该色素溶液通过静脉注射入体内，它更容易被癌细胞侵吞，虽然肉眼看不到它被人体的哪个部位吞食，但用紫外光照射时，只有被吞食的部位发出荧光，由此诊断癌变的部位，但此时照射的激光强度不能过强，否则会对非癌细胞部位造成伤害。
激光在临床医学方面的应用太多太多，还包括激光在皮肤科及整形外科中的应用，激光在眼科中的应用，激光在泌尿外科中的应用，激光在耳鼻喉科中的应用，间质激光光凝术，光动力学治疗等。
随着激光技术的更加成熟，未来将是光的时代！
参考文献：
《高功率横流CO2激光器及其应用 》唐霞辉 编著 华中科技大学出版社 《人类希望之光——激光》 董克 编，上海交通大学出版社出版； 《现代肿瘤学》汤钊猷 编，复旦大学出版社出版
《激光原理及应用》陈家璧 主编，电子工业出版社出版；
第二篇：激光原理与技术课程教学大纲
二、讲授大纲与各章的基本要求
考核要求：
1、光的波粒二象性
周炳琨、高以智等（美）W.克希耐尔著，孙文等译Addison-Wesley,
第三篇：激光原理与技术课程教学大纲
《激光原理与技术》课程教学大纲
二、讲授大纲与各章的基本要求
第一章 辐射理论概要与激光产生的条件
教学要点：
通过本章的教学使学生： 了解光的波粒二象性，掌握光的偏振性、单色光的含义、平面光波的表示法、光强的定义和光子的含义。掌握原子能级和简并度的含义，理解原子状态标记的方法，理解辐射跃迁选择定则，掌握玻尔兹曼分布定律，掌握辐射跃迁也非辐射跃迁的定义和特点。3 理解黑体辐射的概念和规律，掌握光和物质相互作用时三种基本过程的特点、规律、发生几率，以及三者之间的关系。掌握自发辐射光功率和受激辐射光功率在普通光源和激光器中的大小关系。掌握光谱线、线型、光谱线宽度的概念，掌握自然增宽、碰撞增宽、多普勒增宽的原因、展宽线型、增宽大小及其影响因素，理解均匀增宽和非均匀增宽的概念和含义，理解综合增宽的含义。理解光在介质中受激放大的过程和规律，掌握介质中产生激光放大的条件，理解吸收系数和增益系数的概念，掌握光学谐振腔在激光器中的作用和激光阈值条件。
教学时数：10学时 教学内容：
第一节 光的波粒二象性
一、光波
二、光子
第二节 原子的能级和辐射跃迁
一、原子能级和简并度
二、原子状态的标记
三、玻尔兹曼分布
四、辐射跃迁和非辐射跃迁 第三节 光的受激辐射
一、黑体热辐射
二、光和物质的作用
三、自发辐射、受激辐射和受激吸收之间的关系
四、自发辐射光功率与受激辐射光功率
第四节 光谱线增宽
一、光谱线、线型和光谱线宽度
二、自然增宽
三、碰撞增宽
四、多普勒增宽
五、均匀增宽和非均匀增宽线型
六、综合增宽 第五节 激光形成的条件
一、介质中光的受激辐射放大
二、光学谐振腔和阈值条件
考核要求：
1、光的波粒二象性
1.1 光波偏振性（领会）
1.2 光速、频率和波长的关系（领会）1.3 单色平面波（领会）1.4 光强（识记）1.5 光子（领会）
2、原子的能级和辐射跃迁
2.1 原子能级和简并度（领会）
2.2 原子状态的标记（领会）
2.3 辐射跃迁的选择定则（领会）2.4 玻尔兹曼分布（领会、应用）2.5 辐射跃迁和非辐射跃迁（领会、识记）
3、光的受激辐射
3.1 黑体热辐射（领会）
3.2 自发辐射、受激辐射、受激吸收（领会、识记、应用）3.3 自发辐射、受激辐射、受激吸收之间的关系（领会）3.4 自发辐射光功率与受激辐射光功率（领会）
4、光谱线增宽
4.1 光谱线的线型函数、宽度（识记）
4.2 自然增宽的理论解释、增宽线型、影响增宽的因素（识记、应用）4.3 碰撞增宽的理论解释、增宽线型、影响增宽的因素（识记、应用）4.4 多普勒增宽的理论解释、增宽线型、影响增宽的因素（识记、应用）4.5 均匀增宽和非均匀增宽的概念（领会）4.6 综合增宽（领会）
5、激光形成的条件
5.1 光束在介质中的传播规律（领会）
5.2 产生受激光放大的条件、增益介质和增益系数（识记、应用）5.3 光学谐振腔的作用、阈值条件（领会、识记）
第二章 激光器的工作原理
教学要点：
通过本章的教学使学生： 理解光学谐振腔满足稳定性条件的重要性，掌握稳定性的条件，理解共轴球面腔稳定图和分类，学会稳定图的应用。理解三能级系统和四能级系统的激光工作方式，掌握速率方程组的建立、推导和粒子数密度反转分布的条件。掌握激光器在小信号工作时的粒子数密度反转分布情况和在均匀增宽型介质中的粒子数密度反转分布。理解粒子数密度反转分布的饱和效应。掌握均匀增宽型介质中的增益系数和增益饱和。掌握在非均匀增宽型介质中粒子数密度反转分布规律，掌握在非均匀增宽型介质中小信号时的增益系数和稳态情况下的增益饱和，掌握烧孔效应的原理。5 了解激光器所存在的各种损耗和起因，掌握激光谐振腔内稳定光强的形成过程，掌握激光器的能稳定出光的阈值条件（包括增益阈值，抽运功率阈值等）。了解激光介质能级选取的注意事项。教学时数：12学时
第一节 光学谐振腔结构与稳定性
一、共轴球面谐振腔的稳定性条件
二、共轴球面腔的稳定图及其分类
三、稳定图的应用
第二节 速率方程组与粒子数反转 一、三能级系统和四能级系统
二、速率方程组
三、稳态工作时的粒子数密度反转分布
四、小信号工作时的粒子数密度反转分布
五、均匀增宽型介质的粒子数密度反转分布
六、均匀增宽型介质粒子数密度反转分布的饱和效应 第三节 均匀增宽介质的增益系数和增益饱和
一、均匀增宽介质的增益系数
二、均匀增宽介质的增益饱和 第四节 非均匀增宽介质的增益饱和
一、介质在小信号时的粒子数密度反转分布值
二、非均匀增宽型介质在小信号时的增益系数
三、非均匀增宽型介质稳态粒子数密度反转分布
四、非均匀增宽型介质稳态情况下的增益饱和 第五节 激光器的损耗与阈值条件
一、激光器的损耗
二、激光谐振腔内形成稳定光强的过程
三、阈值条件
四、对介质能级选取的讨论
考核要求：
1、光学谐振腔结构与稳定性
1.1 共轴球面谐振腔的稳定性条件（应用）1.2 共轴球面腔的稳定图及分类（识记）1.3 稳定图的应用（应用）
2、速率方程组与粒子数反转
2.1 三能级系统和四能级系统（领会）2.2 速率方程组的建立（领会）
2.3 稳态工作时的粒子数密度反转分布（识记）2.4 饱和效应（领会、识记）
3、均匀增宽介质的增益系数和增益饱和
3.1 均匀增宽介质的增益系数和增益饱和（领会、识记）
4、非均匀增宽介质的增益饱和 4.1 粒子数密度反转分布（识记）4.2 非均匀增宽介质的增益系数（识记）4.3 稳态情况下的增益饱和（领会、识记）
5、激光器的损耗与阈值条件 5.1 激光器的损耗（识记）
5.2 稳定光强的形成过程（领会、识记）5.3 阈值条件（领会、识记、应用）5.4 对介质能级选取（领会）
第三章 激光器的输出特性
教学要点：
通过本章的教学使学生： 理解自再现模概念，掌握自再现模的特点。掌握自再现模积分方程解的物理意义，理解激光谐振腔的谐振条件，理解激光纵模的特点和含义，掌握纵模频率和频率间隔公式，会分析纵模可能存在的数量。理解方形镜面共焦腔自再现模积分方程的解析解，掌握镜面上自再现模场的特征（振幅分布、相位分布、衍射损耗等）了解共焦腔中的行波场和腔内外的光场分布。掌握高斯光束的振幅和强度分布、相位分布、远场发散角以及高斯光束的高亮度。理解稳定球面腔的等价共焦腔的含义，了解稳定球面腔的光束传播特性。5 掌握均匀增宽型和非均匀增宽型介质激光器的输出功率以及影响因素。理解兰姆凹陷的形成原因。6 掌握影响激光器线宽的因素。教学时数：12学时 第一节 光学谐振腔的衍射理论
一、菲涅耳－基尔霍夫衍射公式
二、光学谐振腔的自再现模积分方程
三、激光谐振腔的谐振频率和激光纵模 第二节 对称共焦腔内外的光场分布
一、共焦腔镜面上的场分布
二、共焦腔中的行波场与腔内外的光场分布 第三节 高斯光束的传播特性
一、高斯光束的振幅和强度分布
二、高斯光束的相位分布
三、高斯光束的远场发散角
四、高斯光束的高亮度 第四节 稳定球面腔的光束传播特性
一、稳定球面腔的等价共焦腔
二、稳定球面腔的光束传播特性 第五节 激光器的输出功率
一、均匀增宽型介质激光器的输出功率
二、非均匀增宽型介质激光器的输出功率
考核要求：
1、光学谐振腔的衍射理论
1.1 菲涅耳－基尔霍夫衍射公式（领会）1.2 自再现模（领会、识记）1.3 激光纵模（领会、识记）
2、对称共焦腔内外的光场分布
2.1 镜面上自再现模场的特征（领会、识记）2.2 行波场和腔内外光场分布（了解）
3、高斯光束的传播特性
3.1 高斯光束的强度分布（领会、识记、应用）3.2 相位分布（领会）
3.3 远场发散角（领会、识记、应用）3.4 高亮度（领会）
4、稳定球面腔的光束传播特性
4.1 稳定球面腔的等价共焦腔（领会）4.2 稳定球面腔的光束传播特性（领会）
5、激光器的输出功率
5.1 均匀增宽型介质激光器的输出功率（领会）
5.2非均匀增宽型介质激光器的输出功率、兰姆凹陷（领会）
6、激光器的线宽极限（领会）
第四章 激光的基本技术
教学要点：
通过本章的教学使学生： 了解激光器选模的目的和意义，理解均匀增宽型谱线的纵模竞争，掌握单纵模选取的方法，掌握激光单横模的选取方法。了解激光器频率稳定的衡量方法，掌握影响激光器频率稳定的因素，了解常见的几种稳频的方法。了解高斯光束透过透镜时的变换规律，掌握高斯光束的聚焦、准直、扩束等技术的原理和方法。理解激光调制的概念，了解电光强度调制和电光相位调制。5 了解实现激光偏转的几种主要途径。理解激光谐振腔的品质因素Q的含义，掌握调Q的原理，了解几种常见调Q的方法。理解激光锁模技术的含义，掌握锁模的原理，了解锁模的2种常见途径。教学时数：10学时 第一节 激光器输出的选模
一、激光单纵模的选取
二、激光单横模的选取 第二节 激光器的稳频
一、影响频率稳定的因素
二、稳频方法概述
三、兰姆凹陷法稳频
四、饱和吸收法稳频 第三节 激光束的变换
一、高斯光束通过薄透镜时的变换
二、高斯光束的聚焦
三、高斯光束的准直
四、激光的扩束 第四节 激光调制技术
一、激光调制的基本概念
二、电光强度调制
三、电光相位调制 第五节 激光偏转技术
一、机械偏转
二、电光偏转
三、声光偏转 第六节 激光调Q技术
一、激光谐振腔的品质因数Q
二、调Q原理
三、电光调Q
四、声光调Q
五、染料调Q 第七节 激光锁模技术
一、锁模原理
二、主动锁模
三、被动锁模
考核要求：
1、激光器输出的选模
1.1 均匀增宽型谱线的纵模竞争（领会）1.2 非均匀增宽型谱线的多纵模振荡（领会）1.3 单纵模的选取（领会、识记）1.4 单横模的选取（领会、识记）
2、激光器的稳频
2.1 影响频率稳定的因素（识记）2.2 稳频方法（了解）
3、激光束的变换
3.1 高斯光束通过透镜时的变换（领会、应用）3.2 高斯光束的聚焦（领会、应用）3.3 高斯光束的准直（领会、应用）3.4 激光的扩束（领会、应用）
4、激光调制技术
4.1 调制的基本概念（领会）
4.2 电光强度调制和电光相位调制（了解）
5、激光偏转技术 5.1 机械偏转（了解）5.2 电光偏转（了解）5.3 声光偏转（了解）
6、激光调Q技术
6.1 品质因数Q的概念（领会）6.2 调Q原理（领会、识记）
6.3 电光调Q、声光调Q、染料调Q（领会）
7、激光锁模技术 7.1 锁模原理（领会）
7.2 主动锁模和被动锁模（了解）
第五章 典型激光器介绍
教学要点：
通过本章的教学使学生： 了解固体激光器的基本结构，掌握红宝石激光器、YAG:Nd激光器的特点和机理，了解固体激光器的泵浦系统和输出特性，了解半导体激光器泵浦的固体激光器、可调谐固体激光器和高功率激光器的优缺点及原理。了解氦氖激光器的结构和工作机理，了解二氧化碳激光器的结构、激发机理和输出特性，了解氩离子激光器的结构、激发机理和工作特性。3 了解染料激光器的特点、激发机理、调谐原理和泵浦系统。了解半导体激光器中的能带情况和产生受激辐射的条件，掌握PN结的双简并能带结构和粒子数反转条件，掌握半导体激光器的工作原理及阈值条件，了解同质结和异质结半导体激光器的特性。了解准分子激光器、自由电子激光器和化学激光器的特点、基本原理和输出特性。
教学时数：4学时 第一节 固体激光器
一、固体激光器的基本结构与工作物质
二、固体激光器的泵浦系统
三、固体激光器的输出特性
四、新型固体激光器 第二节 气体激光器
一、氦氖激光器 二、二氧化碳激光器
三、氩离子激光器 第三节 染料激光器
一、染料激光器的激发机理
二、染料激光器的泵浦
三、染料激光器的调谐 第四节 半导体激光器
一、半导体的能带和产生受激辐射的条件
二、PN结和粒子数反转
三、半导体激光器的工作原理和阈值条件
四、同质结和异质结半导体激光器 第五节 其他激光器
一、准分子激光器
二、自由电子激光器
三、化学激光器
考核要求：
1、固体激光器
1.1 固体激光器的基本结构和工作物质（了解）1.2 红宝石激光器、Nd:YAG激光器（了解、识记）1.3 泵浦系统、输出特性（了解）
2、气体激光器
2.1 氦氖激光器结构和原理（了解、识记）2.2 二氧化碳激光器结构和原理（了解）2.3 氩离子激光器结构和原理(了解)
3、染料激光器（了解）
4、半导体激光器
4.1 半导体能带（了解）4.2 PN结与粒子数反转（领会）4.3 工作原理和阈值（了解）
5、其他激光器（了解）
第六章 激光在精密测量中的应用
教学要点：
通过本章的教学使学生： 了解激光干涉测长的基本原理、系统组成，了解激光外差干涉测长技术。2 了解激光衍射测量原理、方法及应用。了解激光测距的特点、基本原理，了解激光相位测距原理。了解激光准直仪的原理和结构，了解激光多自由度测量系统结构和原理。5 了解激光多普勒测速的原理和应用。6 了解激光测量角度和角加速度的原理。7 了解激光环境计量的原理和应用。教学时数：1学时
第一节 激光干涉测长 第二节 激光衍射测量 第三节 激光测距
第四节 激光准直及多自由度测量 第五节 激光多普勒测速
第六节 环形激光测量角度和角加速度
考核要求：
本章内容仅要求了解，不作考试要求。
第七章 激光加工技术
教学要点：
通过本章的教学使学生： 1 了解激光热加工的原理。了解激光淬火技术的原理与应用，了解激光表面熔凝技术和熔覆技术。3 了解激光打孔和激光切割的原理与特点。了解激光焊接的特点，了解激光热导焊和深熔焊的原理。了解激光快速成型技术的原理、优点及应用，了解激光清洗技术和激光弯曲技术。
教学时数：1学时
第一节 激光热加工原理 第二节 激光表面改性技术 第三节 激光去除材料技术 第四节 激光焊接 第五节 激光快速成型技术 第六节 其他激光加工技术
考核要求：
本章内容仅要求了解，不作考试要求。
第八章 激光在医学中的应用
教学要点：
通过本章的教学使学生： 了解生物体的光学特性，了解激光对生物体的作用和激光在生物体应用的优点。2 了解激光临床治疗的种类与现状，了解激光在皮肤科及整形外科领域中的应用，了解激光在眼科、泌尿外科、耳鼻喉科中的应用。了解利用激光的生物体光谱测量及诊断，了解激光断层摄影、激光显微镜基本原理。了解医用激光设备（光源、光纤）。了解医用激光新技术和光动力学治疗的前景。教学时数：1学时
第一节 激光与生物体的相互作用 第二节 激光在临床治疗中的应用 第三节 激光在生物体检测及诊断中的应用 第四节 医用激光设备 第五节 激光应用于医学的未来
考核要求：
本章内容仅要求了解，不作考试要求。
第九章 激光在信息技术中的应用
教学要点：
通过本章的教学使学生： 了解光纤通信系统中的激光器需满足的要求，了解光纤激光器的基本原理、特点、分类和应用，了解光放大器的原理、种类等。了解激光全息术的基本原理和分类，了解激光全息三维显示的优点、应用及展望。了解激光存储的基本原理、分类及特点，了解激光体全息光存储的特点、原理及应用，了解激光存储的最新进展。4 了解激光在扫描器和打印机中的应用 教学时数：1学时
第一节 光纤通信系统中的激光器和光放大器 第二节 激光全息三维显示 第三节 激光存储技术 第四节 激光扫描和激光打印机
考核要求：
本章内容仅要求了解，不作考试要求。
第十章 激光在科学技术前沿问题中的应用
教学要点：
通过本章的教学使学生： 1 了解激光在受控核聚变中的应用。2 了解激光冷却技术。了解激光操纵微粒的方法和原理。4 了解激光诱导化学反应的原理。5 了解激光在光谱技术中的应用。教学时数：1学时 第一节 激光核聚变 第二节 激光冷却 第三节 激光操纵微粒 第四节 激光诱导化学过程 第五节 激光光谱学
考核要求：
本章内容仅要求了解，不作考试要求。
三、推荐教材和参考书目
1、《激光原理及应用》，陈家璧主编，电子工业出版社，2004
2、《激光原理》，周炳琨、高以智等编，第五版，国防工业出版社，2004
3、《固体激光工程》，（美）W.克希耐尔著，孙文等译，科学出版社，2003
4、《激光技术》，蓝信钜，科学出版社，2000
5、《激光工程》，（日）中井贞雄著，熊缨译，科学出版社，2002
6、《激光物理》，钱梅珍等著，第二版，电子工业出版社，2001
7、《Laser Physics》，M.Sargent III，M.O.Scully, W.E.Lamb, Addison-Wesley, NY, 1987
第四篇：激光小论文讲解
内容摘要
引言：激光技术是20世纪60年代初发展起来的一门新兴学科。激光的问世引起了现代光学技术的巨大变革。激光在现代工业、农业、医学、通信、国防、科学研究等各方面的应用迅速扩展。之所以在短期间获得如此大的发展是和它本身的特点分不开的。摘自《激光原理及应用（第二版）》（第一章 辐射理论概要与激光产生的条件）
正文：
激光简介
激光是在 1960 年正式问世的。但是，激光的历史却已有 100 多年。确切地说，远在 1893 年，在波尔多一所中学任教的物理教师布卢什就已经指出，两面靠近和平行镜子之间反射的黄钠光线随着两面镜子之间距离的变化而变化。他虽然不能解释这一点，但为未来发明激光发现了一个极为重要的现象。1917 年爱因斯坦提出 ‚ 受激辐射 ‛ 的概念，奠定了激光的理论基础。激光，又称镭射，英文叫‚LASER‛，是‚Light Amplification by Stimu Iatad Emission of Radiation‛的缩写，意思是‚受激发射的辐射光放大‛。激光的英文全名已完全表达了制造激光的主要过程。1964年按照我国著名科学家钱学森建议将 ‚光受激发射‛改称‚激光‛。
激光缘何而来（激光的产生原理）
激光是很奇特，它与其他光有着很多不同点，它的奇异的特性让人们很惊叹，但也正是由于这特性，使它为人类做出了很大的贡献。说到激光想必大家脑海中浮现的首先是高中课本上的，激光是一种人工相干光。
激光，想必大家从其名称就可以判定其产生来源，所谓激光，就是‚受激发射的辐射光放大‛。其实这样解释谁都会，关键是要能解释得通俗易懂。下面呢，我就我对激光产生原理的认识来介绍下。要想了解激光的产生，必须要先了解原子发光，因为激光也是由原子发光产生的。在这之前原子的组成与其内部结构是必须要介绍的。原子是组成元素的最小单元，由原子核和围绕原子核运动的电子组成。原子结构可以看做一个太阳系，原子核就是太阳，那些在周围绕转的电子就是行星了，这是一个稳定存在的整体。其稳定状态在不受外界激发的情况下是不会被打破的。原子内的电子运行轨道我们可以将其简化想象成一个个的圆形轨道。电子在没受到外界干扰的情况下是不会从一个轨道运动到另一个轨道的。当原子中的电子受到激发的时候，原子就会释放光子。电子是带负电荷的微粒，绕着原子核运动。原子中的电子有不同的能级，不同能级的电子占据不同的轨道。一般说来，能量较高的电子在距离原子核较远的轨道上运动。当原子获得或失去能量时，这个变化就通过电子的运动表现出来。当某物将能量传递给一个原子时（例如，热量）电子就会暂时跃迁到一个更高（离原子核更远）的轨道上。电子在这个位置上仅仅停留很短的时间，它几乎立即就被拉向原子核，回到它的初始轨道。在返回初始轨道的同时，电子会将多余的能量以光子（有时是可见光子）的形式释放出来。这个呢，就是原子发光。一个原子从高能阶降到低能阶时，会放出一个光子，叫做自发放光。原子在高能阶时受到一个光子的撞击，就会受激而放出另外一个相同的光子，变成两个光子，叫做受激放光。而激光正是受激发光的。对于激光，大部分的激光都是人工制造的，人们通过人工方法使其受激产生的。如果要从学术上用专业化的词汇表达就是这样的，激光的基础最早在1916年就已经由爱因斯坦奠定了。这个概念是这样的：处于高能级的原子，受外来光子的作用，当外来光子的频率正好与它的跃迁频率一致时，它就会从高能级跳到低能级，并发出与外来光子完全相同的另一光子。于是，一个光子变成了两个光子。如果条件合适，光就可以象雪崩一样得到放大和加强。值得注意的是，这样放大的光是一般自然条件下得不到的‚相干光‛。
其实大家也许还想知道激光到底与自然光有什么区别。我们先从概念上来区分这两个吧。激光的英文名字是受激辐射的光放大的意思。自然光又称‚天然光‛。不直接显示偏振现象的光。从普通光源直接发出的天然光是无数偏振光的无规则集合，所以直接观察时不能发现光强偏于哪一个方向。这种沿着各个方向振动的光波强度都相同的光叫做自然光。
从这两个概念就能判断出了激光是一种单频率的光，偏振光，不发散，高能量，自然光都是混合的光，非偏振光。从产生原理上来说，激光是受到特定频率的电磁波（一种能量的代表）影响而同一特定能级上的电子发生跃迁而发出的光。而普通的自然光是各个能级上的电子跃迁时发出的。
激光的各种性质
既然上面介绍了激光的产生原理，并且稍微说了点其与普通光的区别。那现在应该来说说，激光的性质了。要判别两者的不同，最容易的就是来看两者产生机理的不同跟性质的不同。性质是决定物质用途的，性质也是区分其与其它物质的标准。激光与普通光源相比较有三个主要特点，即方向性好，相干性好和亮度高，其原因在于激光主要是光的受激辐射，而普通光源主要是光的自发辐射。下面具体介绍下其各种特性。第一，激光是一种颜色最单纯的光。太阳光和电灯光看起来似乎是白色的，但当让它通过一块三棱镜的时候，就可以看到红、橙、黄、绿、蓝、青、紫七种颜色的光，其实，还含有我们看不见的红外光和紫外光。激光的颜色非常单纯，而且只向着一个方向发光，亮度极高。第二，激光的方向性好。由于激光光能量高度集中，所以激光的亮度比普通光的亮度高千万倍，甚至亿万倍。而且，由于激光是可控制的，这就使得光能量不仅在空间上高度集中，同时在时间上也高度集中，因此能在一瞬间产生出巨大的光热，成为无坚不摧的强大光束。第三，激光亮度最高。一台普通的激光器的输出亮度，比太阳表面的亮度大10亿倍。从地球照到月亮上在反射回来也不成问题。可见激光是当今世界上高亮度的光源。第四，激光还可以具有很大的能量，用它可以容易地在钢板上打洞或切割。
激光的分类
跟任何事物一样，激光也有着其分类，分门别类总是有利于人们对其的了解掌握。激光分类看从什么角度分类。一下我也就只简单的讲一下激光从五个不同角度的分类。激光分类可根据激光的频率分：473nm蓝激光532/556nm绿激光671/635nm红激光。如果从原理来分, 有氦-氖激光, 二氧化碳激光, 二极管激光,准分子激光, 染色激光, 氩离子激光, 氮气激光, YAG 激光, 等等还有很多。从连续性来分有连续激光和脉冲激光, 脉冲激光有微秒级(10e-6 秒), 也有纳秒(10e-9秒), 皮秒(10e-12秒), 和 飞秒(10e-15秒)激光。此外一般也根据激光的强度将其分为, 一级, 二级....等等, 级别越高强度越大相应则要求采取更严格的保护措施。激光按波段分，可分为可见光、红外、紫外、X光、多波长可调谐，目前工业用红外及紫外激光。例如CO2激光器10.64um红外激光, 氪灯泵浦YAG激光器1.064um红外激光, 氙灯泵浦YAG激光器1.064um红外激光, 半导体侧面泵浦YAG激光器1.064um红外激光。这么多的分类，想必大家都有些迷糊了吧，其实你并不用搞懂每一个分类，最重要的就是只需要你了解激光，那些具体分类都是认为规定出来的。其实也可以这样打个比方，激光在不同方面，就像我们人一样，我们对于不同的人，我们有着不同的身份，而我们只要做好我们自己。对于研究激光，也是如此。只需弄激光的本质，至于它的分类，也是离不开它的性质、本质。
激光的历史
激光起源于大物理学家‘爱因斯坦’，1916年爱因斯坦提出了一套全新的技术理论‘受激辐射’。这一理论是说在组成物质的原子中，有不同数量的粒子（电子）分布在不同的能级上，在高能级上的粒子受到某种光子的激发，会从高能级跳到（跃迁）到低能级上，这时将会辐射出与激发它的光相同性质的光，而且在某种状态下，能出现一个弱光激发出一个强光的现象。这就叫做‚受激辐射的光放大‛，简称激光。
1958年，美国科学家肖洛和汤斯发现了一种神奇的现象：当他们将内光灯泡所发射的光照在一种稀土晶体上时，晶体的分子会发出鲜艳的、始终会聚在一起的强光。根据这一现象，他们提出了“激光原理”，即物质在受到与其分子固有振荡频率相同的能量激励时，都会产生这种不发散的强光--激光。他们为此发表了重要论文。肖洛和汤斯的研究成果发表之后，各国科学家纷纷提出各种实验方案，但都未获成功。
1960年5月15日，美国加利福尼亚州休斯实验室的科学家梅曼宣布获得了波长为0.6943微米的激光，这是人类有史以来获得的第一束激光，梅曼因而也成为世界上第一个将激光引入实用领域的科学家。
1960年7月7日，梅曼研制成功世界上第一台激光器，梅曼的方案是，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。
前苏联科学家H.Γ.巴索夫于1960年发明了半导体激光器。半导体激光器的结构通常由P层、N层和形成双异质结的有源层构成。其特点是：尺寸小，耦合效率高，响应速度快，波长和尺寸与光纤尺寸适配，可直接调制，相干性好。（来自--百度百科--激光的发展史）
激光的应用
激光自其诞生之日来，已对人类生活产生了巨大影响。其应用已渗入到人类生活的每个方面。比如激光测距、激光加工与激光医疗、光信息处理和激光通信、激光在受控核聚变中的应用、激光的非线性效应等等。由于激光应用的广泛性，这里我只能从广面上稍微介绍下其应用。随着科技的发展、时代的进步，激光已经从一个遥不可及的高科技产品慢慢步入人们的生活。激光的应用非常广泛，如用于科技,工业,通信等领域。我们熟知的有：光纤通信、激光光谱、激光切割、激光焊接、激光裁床、激光打标、激光绣花、激光测距,激光雷达、激光武器、激光唱片、镭射美容、镭射扫锚等等。具体应用
光纤应用：光纤常被电信公司用于传达电话、构建网络等。跟传统的铜线相比光纤的信号衰减小、抗干扰能力高，特别是在远距离、大容量传输场合，光纤的优势更为明显。光纤极大程度的改变了我们的生活工作等等。
军事科技：激光在科技、军事上的应用也有很多。如激光光谱、激光雷达、激光武器(远程击毁导弹)等等。
工业生产：激光在工业上的应用也非常的广泛。如激光打标、激光打孔、激光裁床、激光切割、激光绣花等等。激光的迅速准确的特性能够更好的在工业生产上发挥重要作用，同时也能够更好的节约成本。
医疗卫生：在医学、生活中激光的应用也非常广泛。如激光生命科学研究、激光诊断、激光治疗，其中激光治疗又分为：激光手术治疗、弱激光生物刺激作用的非手术治疗和激光的光动力治疗。目前有一种非常流行的整形方法就是利用飞秒激光。
炫酷流行：现在生活讲究炫酷，镭射就是个很好的激光应用例子，他可以把影像在空中投影，就是我们常说的空气投影，手表上就可以没有表面，中间悬空显示时间，保准你回头率高！
日常生活：随着科技的发展，激光也走入了人们的日常生活。最近便有了激光灭蚊的产品推出，利用激光消灭蚊子。激光器每秒可击毙50只到100只蚊子。除了速度快之外，该激光器还很精准，能区别蝴蝶和蚊子，也能分辨雌蚊子和雄蚊子。
总结：激光技术作为一种新的科学技术有着广阔的应用前景。快速、精准是其最大的优势，激光不仅能够在精密仪器上打标，还可以对地毯等快速的切割。激光机在现代的工业事业上功不可没。推进工业的快速发展。激光走进了人们的生活同时也加速了人类社会的进步。激光发展的步伐依旧很坚定，它将为我们做出更大的贡献并且需要我们更加深入的研究它。
参考文献： ○1激光原理及应用(第2版)作者：陈家璧
出版社：电子工业出版社
2激光原理与技术 第一章 作者：安毓英，刘继芳，曹长 ○庆
出版社：科学出版社
3光纤通信 ○（第五版）第一章 作者：美国亚利桑那大学Palais教授著、王江平译 出版社：电子工业出版社
4激光原理及应用 绪论 作者：魏彪，盛新志
○ 出版社：重庆大学出版社
5现代激光工程应用技术 作者：朱林泉
○ 出版社：国防工业出版社
6百度百科--激光
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第五篇：小议激光加工技术的课程设置论文
课程的设置应强调学生动手能力的培养与提高
激光加工技术专业主要是为了培养生产和服务第一线的应用型人才，因此，根据这一特点，教师首先要注重针对学生职业技能的训练，以形成其基本的社会生存能力。学生在校两年里，要强化他们钳工、焊工、维修电工、电子焊接、数模电的实验、实训等实践性教学与管理，准确使用常用仪器仪表、掌握基本测试方法、熟练组装激光器，在调试以及故障分析等方面进行专题训练，增加激光焊接、激光切割、激光打孔、激光热处理以及激光内雕等产品的实训活动，力求使产品的设计性、趣味性、综合性都能有所提高。其次，教师要制定一系列活动方案，定期举办“我爱小发明”“世界著名建筑拼图”“我心目中的潘多拉魔盒设计”等活动竞赛项目。这样，无论是在课内还是在课外，都能充分体现以学生为主体，以培养学生操作技能为主要目标的教育教学特点，促进学生尽早成为一名适应社会需求的技能型人才。
课程的设置应能充分适应机光电等行业对职业岗位的需求
专业课程设置上始终坚持以培养学生职业能力为主调，以职业生涯为背景，以岗位需求为依据，在“贴近生产、贴近工艺、贴近装备”的思想指导下，在激光加工产品设计、生产、工艺，以及激光器的安装、调试、检测及维护综合能力培养为核心上下工夫。认真分析行业发展现状和趋势，针对中职教育的宗旨和激光加工技术专业岗位的社会需求，适时调整课程内容、优化课程体系，使课程具有实用性、实践性、科学性，并包含更多的现代技术和新应用技术。针对中职院校激光加工所涉及的机械加工类、电工电子类的教学内容，我们开发并编写了《机械基础》《机械制图》《AutoCAD技术》《EzCAD基础》《电工与电子技术》和《设备控制技术》等专业课程。而在实际教学工作中，突出了对《激光原理》《激光加工设备》和《激光加工工艺》核心课程的教学，借助“校企合作、工学联合”的平台，将行业企业的生产标准和生产流程引入到教学的全过程中，培养了学生严谨的工作作风和熟练的操作技能，完善了激光加工的产品制作工艺，得到了指导教师、行家、企业领导的充分支持和肯定。
课程设置应注意统一性、地方性的有效结合课程的统一性是保证教学质量的重要前提，统一性课程是指基础课程模块。在参考国家课程标准的前提下，我们把语文、数学、英语、体育、美术和音乐欣赏等纳入基础课程体系模块之中。这样，有利于学生综合素质的培养和提高，不仅为专业课程地学习打下良好的基础，也为学生今后走上社会，适应社会发展的需要创造良好的条件。课时分配应不低于总学时的30%。同时，课程设置应具有地方性特点。面对地方经济发展战略一盘棋，激光加工技术专业的课程设置必须与学校专业发展同步，切合地方产业发展的大局，让教材开发和课程设置具有鲜明的为地方经济发展服务的办学特色。只有把统一性和地方性有效结合，才能适应社会需求，为经济发展作出应有的贡献。
课程设置要与师资队伍的建设相结合师资队伍包括教师队伍、教学内容、教学方法和手段以及实验实训等。它对推动课程的整体改革，推进教育教学观念，提高教学质量起着重要作用。我们每年选派1至2位教师到武汉高校进行激光加工技术专业培训，以此提高教师理实一体化教育教学水平。培训的主要内容包括四方面：一是接受激光加工技术对当代社会发展所起作用的感性和理性认知培训，感知新技术给社会带来的巨大变革；二是对接受培训的教师进行激光加工专业理论水平的培训，为夯实技能功底打好基础；三是借助“中国光谷”技术优势，让教师到激光设备生产企业进行技能专项训练；四是邀请来自全国中职院校的部分优秀教师、高校专家、行业精英等，一起研讨课程设置、教学内容、手段和方法，以便使课程设置更趋于合理化、规范化和科学化。
不可否认，虽然我们开创了将激光加工技术引入中职课堂的先河，但是作为新兴专业，课程设置毕竟还处于起步阶段，存在这样或那样的问题。所以敬请各位同仁在教学实践中不断提出合理化的意见和建议，以便让课程设置日臻完善。
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