| cc2008 |
2020-07-14 18:23 |
聊聊現(xiàn)代光學(xué)
由于激光的發(fā)現(xiàn)和發(fā)展，產(chǎn)生了一系列新的光學(xué)分支學(xué)科，并得到了迅速的發(fā)展。 \5Hfe;ny-~
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早在1917年，愛因斯坦在研究原子輻射時曾詳細(xì)地論述過物質(zhì)輻射有兩種形式：其一是自發(fā)輻射；其二是受外來光子的誘發(fā)激勵所產(chǎn)生的受激輻射。并預(yù)見到受激輻射可產(chǎn)生沿一定方向傳播的亮度非常高的單色光。由于這些特點，自1960年T.梅曼首先作成紅寶石激光器以來，光受激輻射的研究使得激光科學(xué)和激光技術(shù)得到迅速的發(fā)展，開辟了一批與激光本身緊密相關(guān)的新興分支學(xué)科。除量子光學(xué)外，還有如非線性光學(xué)、激光光譜學(xué)、超強(qiáng)超快光學(xué)、激光材料和激光器物理學(xué)等。 !y6
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經(jīng)典波動光學(xué)中，介質(zhì)參量被認(rèn)為與光的強(qiáng)度無關(guān)，光學(xué)過程通常用線性微分方程來表述。但在強(qiáng)激光通過的情況下發(fā)現(xiàn)了許多新現(xiàn)象。如發(fā)現(xiàn)折射率跟激光的場強(qiáng)有關(guān)，光束強(qiáng)度改變時兩介質(zhì)界面處光的折射角隨之發(fā)生改變；光束的自聚焦和自散焦；通過某些介質(zhì)后光波的頻率發(fā)生改變，產(chǎn)生倍頻、和頻和差頻等。所有這些現(xiàn)象都?xì)w入非線性光學(xué)研究。 ;%Qu;FtC
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激光器現(xiàn)已能夠產(chǎn)生高度指向性、高度單色性、偏振以及頻率可調(diào)諧和可能獲得超短脈沖的光源，高分辨率光譜、皮秒（10-12s）超短脈沖以及可調(diào)諧激光技術(shù)等已使經(jīng)典的光譜學(xué)發(fā)生了深刻的變化，發(fā)展成為激光光譜學(xué)。同時，還能獲得高功率、飛秒超短脈沖的激光，研究這類激光與物質(zhì)相互作用已發(fā)展成超強(qiáng)超快光學(xué)。以上這些新興學(xué)科成為研究物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)、微觀動力學(xué)過程的重要手段，為原子物理、分子物理、凝聚態(tài)物理學(xué)、分子生物學(xué)和化學(xué)的結(jié)構(gòu)和動態(tài)過程的研究提供了前所未有的新技術(shù)。 ^;L;/I[-
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隨著激光科學(xué)和激光技術(shù)的發(fā)展以及激光在眾多領(lǐng)域的應(yīng)用開拓，對激光材料和相應(yīng)的激光器件的性能提出了新的要求，新型光源和激光器發(fā)展中所涉及的基本問題成為現(xiàn)代光學(xué)的重要內(nèi)容，其發(fā)展趨勢是波長的擴(kuò)展與可調(diào)頻、光脈沖寬度的壓縮，以及器件的小型化和固體化等。 m/<7FU8
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幾十年來的發(fā)展表明，激光科學(xué)和激光技術(shù)極大地促進(jìn)了物理學(xué)、化學(xué)、生命科學(xué)和環(huán)境科學(xué)等學(xué)科的發(fā)展，已形成一批十分活躍的新興學(xué)科和交叉學(xué)科，如激光化學(xué)、激光生物學(xué)、激光醫(yī)學(xué)、信息光學(xué)等。同時，激光還在精密計量、遙感和遙測、通信、全息術(shù)、醫(yī)療、材料加工、激光制導(dǎo)和激光引發(fā)核聚變等方面獲得了廣泛的應(yīng)用。
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