激光技術與光導纖維通訊

激光技術與光導纖維通訊
激光科學技術是本世紀六十年代發(fā)展起來的最活躍的科技領域。激光的出現(xiàn)，標志著人類對光的掌握和利用進入一個新階段。光導纖維是當今新技術革命的一個重要領域，它和激光技術、微電子技術結合，促進了信息革命的發(fā)展，推動著信息時代的到來。
1．激光技術及其應用
(1)激光器的發(fā)明。世界上第一臺激光器是紅寶石固體激光器，它是1960年美國科學家梅曼發(fā)明的。關于激光器的基礎理論在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，提出了受激發(fā)射理論，這個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、諧振腔和激勵能源組成。產(chǎn)生激光的具體過程是：工作物質在激勵能源的作用下，不斷地把低能級上的粒子抽運到高能級上去，例如從能級1抽運到能級3上。在能級3上粒子停留時間(或稱壽命)很短，能級3上的粒子很快轉移到能級2上，能級2上粒子停留時間或壽命較長，這樣抽運到能級3上的粒子大量聚集在能級2上。使能級2上的粒子數(shù)多于能級1上的粒子數(shù)，在能級2和能級1之間實現(xiàn)粒子數(shù)反轉分布。
實現(xiàn)粒子數(shù)反轉分布的工作物質，可以產(chǎn)生受激發(fā)射放大。開始時這種受激發(fā)射光強度很弱，由于光學諧振腔的存在，使得在一定方向上的受激光在兩塊反射鏡間多次往返，當往返足夠多的次數(shù)后，就可以在腔內建立起穩(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，按激勵方式不同可分光激勵激光器，電激勵激光器；按波長范圍不同可分遠紅外、中紅外、近紅外激光器、可見光激光器；按工作物質分類可分固體、液體、氣體、半導體激光器。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，相干性極好。激光的出現(xiàn)為技術實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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