固体激光原理及应用

课程编码：080300M02017H 英文名称：Principle and application of solid state laser 课时：48 学分：3.00 课程属性：一级学科普及课 主讲教师：林学春等

掌握固体激光器的基本定义，工作原理，了如激光增益介质、激光谐振腔设计、激光放大器设计、调Q锁模技术等激光技术。了解固体激光器的应用如激光焊接、熔覆、切割等。

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第一章 激光器概述 3学时
第1节 什么是激光，激光基本定义
第2节 激光的发展历史
第3节 激光器分类
第4节 常用固体激光器
第5节 激光的应用
第6节 激光器的发展方向
第二章 固体激光材料特性 3学时
第1节 激光三个基本特性介绍
第2节 产生激光的三个基本条件
第3节 世界上第一台激光器如何产生的
第4节 激光器按照工作物质分类
第5节 激光器按照运转方式分类
第6节 固体激光器按照增益介质形貌分类
第三章 固体激光技术所用的基本概念 3学时
第1节 光的基本性质
第2节 激光的反射与偏振
第3节 爱因斯坦系数
第4节 粒子数反转
第5节 激光速率方程
第四章 典型激光器及参数测量 3学时
第1节 常见泵浦方式
第2节 半导体激光器
第3节 Rod激光器
第4节 Slab激光器
第5节 Disk激光器
第6节 Fiber激光器
第7节 功率及激光光斑测量
第五章 激光谐振腔 3学时
第1节 激光谐振腔分类
第2节 激光谐振腔设计
第3节 含有热透镜的谐振腔
第4节 热透镜的测量方法
第5节 谐振腔设计举例
第6节 激光器的冷却
第六章 光束质量与激光振荡条件 3学时
第1节 激光器纵模基本概念
第2节 激光器横模基本概念
第3节 稳定腔的高斯光束
第4节 激光器振荡条件
第5节 激光振荡器工作方式
第6节 激光器特性参数介绍
第七章 激光放大器 3学时
第1节 放大器概述
第2节 放大器基本分类
第3节 脉冲放大器设计原则
第4节 放大器设计原则
第5节 单程放大器示例
第6节 再生放大器示例
第八章 脉冲激光技术及实现方法 3学时
第1节 调Q的基本概念和基本理论
第2节 电光调Q技术
第3节 声光调Q技术
第4节 可饱和吸收调Q
第5节 机械转镜调Q
第6节 锁模激光技术
第九章 连续波激光技术应用实例1 3学时
第1节 诺奖相关激光技术研讨
第十章 连续波激光技术应用实例2 3学时
第1节 激光冷却技术
第十一章 连续波激光技术应用实例3 3学时
第1节 激光制导技术
第十二章 脉冲激光技术应用实例1 3学时
第1节 脉冲激光在探测领域中应用
第十三章 脉冲激光技术应用实例2 3学时
第1节 脉冲激光在医疗领域中的应用
第十四章 脉冲激光技术应用实例3 3学时
第1节 脉冲激光在能源领域中的应用
第十五章 综合复习 3学时
第1节 总复习整个激光原理和激光应用知识
第十六章 答疑与考试 3学时
第1节 针对学习过程的疑难问题进行解答

林学春，男，研究员，博士生导师。1978年4月生，2004年在中科院物理所获得理学博士学位，现任中科院半导体所全固态光源实验室主任。基金委“优秀青年基金项目”、中组部万人计划“青年拔尖人才”、中科院“杰出青年基金”获得者，全国优秀科技工作者。现任中国材料研究学会理事，中国材料研究学会青年委员会常务理事、北京光学学会常务理事、北京光学学会青委会主任。主持完成了多项863 主题、中科院以及横向合作项目。作为项目总负责人兼首席科学家承担了国家科技部十二五“先进激光材料及全固态激光技术”主题项目。2014年、2015年获得北京市科学技术发明二等奖2项（第一发明人），2017年获得国家科技发明二等奖一项（第一发明人）。近年来共发表SCI论文73篇，授权发明专利71项。申请人带领的团队突破高功率全固态激光的关键技术，取得多项成果：在国内首次研发出具有自主知识产权的1~5kW全固态激光器工业级产品，被科技部新材料领域列为重大创新成果之一，并入选国家“十一五”重大科技成就展；采用自主研发的激光器开发出多种专利工艺，为奇瑞汽车焊接了30余万套汽车核心部件――自动变速箱，提升了国产汽车的核心竞争力；为全球五百强威德福熔覆了接近理论极限的五千米深井高耐磨转井部件，这是该企业的此类高难度部件首次在亚洲生产。
于海娟，女，1977年10月生，研究员，中国科学院半导体研究所。主要从事高功率固体激光激光技术研究。首次进行半导体泵浦的Yb:YAG超短脉冲激光技术的研究，在国内实现了Yb:YAG激光器的克尔透镜锁模；主要进行高功率SESAM被动锁模皮秒激光器及其频率转换关键技术的研究，国际首次采用调Q锁模激光器作为产生猝发脉冲的种子源，实现输出功率大于166W，波长1064nm皮秒猝发脉冲光纤放大，猝发脉冲的重复频率可调范围121kHz~154kHz，最大脉冲能量为552 μJ。先后作为项目负责人承担国家自然科学基金青年基金和面上项目各1项，国家863计划项目1项，作为子课题负责人参与国家“973”计划项目1项，国家重点研发计划项目1项，获得北京市科技发明奖1项（2015-电-2-001）排名第三），发表SCI收录论文20余篇，申请发明专利20多项，授权发明专利12项。