激光製造網
① 激光簡介
【簡介】
激光的最初中文名叫做「鐳射」、「萊塞」,是它的英文名稱LASER的音譯,是取自英文Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的各單詞的頭一個字母組成的縮寫詞。意思是"通過受激發射光擴大"。激光的英文全名已完全表達了製造激光的主要過程。1964年按照我國著名科學家錢學森建議將「光受激發射」改稱「激光」。
激光是20世紀以來,繼原子能、計算機、半導體之後,人類的又一重大發明,被稱為「最快的刀」、「最準的尺」、「最亮的光」和「奇異的激光」。它的亮度為太陽光的50億倍。它的原理早在 1916 年已被著名的物理學家愛因斯坦發現,但要直到 1958 年激光才被首次成功製造。激光是在有理論准備和生產實踐 迫切需要的背景下應運而生的,它一問世,就獲得了異乎尋常的飛快發展,激光的發展不僅使古老的光學科學和光學技術獲得了新生,而且導致整個一門新興產業的 出現。激光可使人們有效地利用前所未有的先進方法和手段,去獲得空前的效益和成果,從而促進了生產力的發展。
[編輯本段]【激光產生】
若原子或分子等微觀粒子具有高能級E2和低能級E1,E2和E1能級上的布居數密度為N2和N1,在兩能級間存在著自發發射躍遷、受激發射躍遷和受激吸收躍遷等三種過程。受激發射躍遷所產生的受激發射光,與入射光具有相同的頻率、相位、傳播方向和偏振方向。因此,大量粒子在同一相干輻射場激發下產生的受激發射光是相乾的。受激發射躍遷幾率和受激吸收躍遷幾率均正比於入射輻射場的單色能量密度。當兩個能級的統計權重相等時,兩種過程的幾率相等。在熱平衡情況下N2<N1,所以受激吸收躍遷占優勢,光通過物質時通常因受激吸收而衰減。外界能量的激勵可以破壞熱平衡而使N2>N1,這種狀態稱為粒子數反轉狀態。在這種情況下,受激發射躍遷占優勢。光通過一段長為l的處於粒子數反轉狀態的激光工作物質(激活物質)後,光強增大eGl倍。G為正比於(N2-N1)的系數,稱為增益系數,其大小還與激光工作物質的性質和光波頻率有關。一段激活物質就是一個激光放大器。
如果,把一段激活物質放在兩個互相平行的反射鏡(其中至少有一個是部分透射的)構成的光學諧振腔中(圖1),處於高能級的粒子會產生各種方向的自發發射。其中,非軸向傳播的光波很快逸出諧振腔外:軸向傳播的光波卻能在腔內往返傳播,當它在激光物質中傳播時,光強不斷增長。如果諧振腔內單程小信號增益G0l大於單程損耗δ(G0l是小信號增益系數),則可產生自激振盪。原子的運動狀態可以分為不同的能級,當原子從高能級向低能級躍遷時,會釋放出相應能量的光子(所謂自發輻射)。同樣的,當一個光子入射到一個能級系統並為之吸收的話,會導致原子從低能級向高能級躍遷(所謂受激吸收);然後,部分躍遷到高能級的原子又會躍遷到低能級並釋放出光子(所謂受激輻射)。這些運動不是孤立的,而往往是同時進行的。當我們創造一種條件,譬如採用適當的媒質、共振腔、足夠的外部電場,受激輻射得到放大從而比受激吸收要多,那麼總體而言,就會有光子射出,從而產生激光。
[編輯本段]【激光的特點】
(一)定向發光
普通光源是向四面八方發光。要讓發射的光朝一個方向傳播,需要給光源裝上一定的聚光裝置,如汽車的車前燈和探照燈都是安裝有聚光作用的反光鏡,使輻射光匯集起來向一個方向射出。激光器發射的激光,天生就是朝一個方向射出,光束的發散度極小,大約只有0.001弧度,接近平行。1962年,人類第一次使用激光照射月球,地球離月球的距離約38萬公里,但激光在月球表面的光斑不到兩公里。若以聚光效果很好,看似平行的探照燈光柱射向月球,按照其光斑直徑將覆蓋整個月球。
(二)亮度極高
在激光發明前,人工光源中高壓脈沖氙燈的亮度最高,與太陽的亮度不相上下,而紅寶石激光器的激光亮度,能超過氙燈的幾百億倍。因為激光的亮度極高,所以能夠照亮遠距離的物體。紅寶石激光器發射的光束在月球上產生的照度約為0.02勒克斯(光照度的單位),顏色鮮紅,激光光斑明顯可見。若用功率最強的探照燈照射月球,產生的照度只有約一萬億分之一勒克斯,人眼根本無法察覺。激光亮度極高的主要原因是定向發光。大量光子集中在一個極小的空間范圍內射出,能量密度自然極高。
(三)顏色極純
光的顏色由光的波長(或頻率)決定。一定的波長對應一定的顏色。太陽光的波長分布范圍約在0.76微米至0.4微米之間,對應的顏色從紅色到紫色共7種顏色,所以太陽光談不上單色性。發射單種顏色光的光源稱為單色光源,它發射的光波波長單一。比如氪燈、氦燈、氖燈、氫燈等都是單色光源,只發射某一種顏色的光。單色光源的光波波長雖然單一,但仍有一定的分布范圍。如氪燈只發射紅光,單色性很好,被譽為單色性之冠,波長分布的范圍仍有0.00001納米,因此氪燈發出的紅光,若仔細辨認仍包含有幾十種紅色。由此可見,光輻射的波長分布區間越窄,單色性越好。
激光器輸出的光,波長分布范圍非常窄,因此顏色極純。以輸出紅光的氦氖激光器為例,其光的波長分布范圍可以窄到2×10^-9納米,是氪燈發射的紅光波長分布范圍的萬分之二。由此可見,激光器的單色性遠遠超過任何一種單色光源。
此外,激光還有其它特點:相乾性好。激光的頻率、振動方向、相位高度一致,使激光光波在空間重疊時,重疊區的光強分布會出現穩定的強弱相間現象。這種現象叫做光的干涉,所以激光是相干光。而普通光源發出的光,其頻率、振動方向、相位不一致,稱為非相干光。
閃光時間可以極短。由於技術上的原因,普通光源的閃光時間不可能很短,照相用的閃光燈,閃光時間是千分之一秒左右。脈沖激光的閃光時間很短,可達到6飛秒(1飛秒=10^-15秒)。閃光時間極短的光源在生產、科研和軍事方面都有重要的用途。
(四)能量密度極大
光子的能量是用E=hf來計算的,其中h為普朗克常量,f為頻率。由此可知,頻率越高,能量越高。激光頻率范圍3.846*10^(14)Hz到7.895*10^(14)Hz.電磁波譜可大致分為:(1)無線電波——波長從幾千米到0.3米左右,一般的電視和無線電廣播的波段就是用這種波;(2)微波——波長從0.3米到10^-3米,這些波多用在雷達或其它通訊系統;(3)紅外線——波長從10^-3米到7.8×10^-7米;(4)可見光——這是人們所能感光的極狹窄的一個波段。波長從780—380nm。光是原子或分子內的電子運動狀態改變時所發出的電磁波。由於它是我們能夠直接感受而察覺的電磁波極少的那一部分;(5)紫外線——波長從3 ×10^-7米到6×10^-10米。這些波產生的原因和光波類似,常常在放電時發出。由於它的能量和一般化學反應所牽涉的能量大小相當,因此紫外光的化學效應最強;(6)倫琴射線—— 這部分電磁波譜,波長從2×10^-9米到6×10^-12米。倫琴射線(X射線)是電原子的內層電子由一個能態跳至另一個能態時或電子在原子核電場內減速時所發出的;(7)γ射線——是波長從10^-10~10^-14米的電磁波。這種不可見的電磁波是從原子核內發出來的,放射性物質或原子核反應中常有這種輻射伴隨著發出。γ射線的穿透力很強,對生物的破壞力很大。由此看來,激光能量並不算很大,但是它的能量密度很大(因為它的作用范圍很小,一般只有一個點),短時間里聚集起大量的能量,用做武器也就可以理解了。
[編輯本段]【受激輻射】
什麼叫做「受激輻射」?它基於偉大的科學家愛因斯坦在1916年提出了的一套全新的理論。這一理論是說在組成物質的原子中,有不同數量的粒子(電子)分布在不同的能級上,在高能級上的粒子受到某種光子的激發,會從高能級跳到(躍遷)到低能級上,這時將會輻射出與激發它的光相同性質的光,而且在某種狀態下,能出現一個弱光激發出一個強光的現象。這就叫做「受激輻射的光放大」,簡稱激光。激光主要有四大特性:激光高亮度、高方向性、高單色性和高相乾性。
目前激光已廣泛應用到激光焊接、激光切割、激光打孔(包括斜孔、異孔、膏葯打孔、水松紙打孔、鋼板打孔、包裝印刷打孔等)、激光淬火、激光熱處理、激光打標、玻璃內雕、激光微調、激光光刻、激光制膜、激光薄膜加工、激光封裝、激光修復電路、激光布線技術、激光清洗等。
經過30多年的發展,激光現在幾乎是無處不在,它已經被用在生活、科研的方方面面:激光針灸、激光裁剪、激光切割、激光焊接、激光淬火、激光唱片、激光測距儀、激光陀螺儀、激光鉛直儀、激光手術刀、激光炸彈、激光雷達、激光槍、激光炮……,在不久的將來,激光肯定會有更廣泛的應用。
[編輯本段]【激光的其它特性】
激光有很多特性:首先,激光是單色的,或者說是單頻的。有一些激光器可以同時產生不同頻率的激光,但是這些激光是互相隔離的,使用時也是分開的。其次,激光是相干光。相干光的特徵是其所有的光波都是同步的,整束光就好像一個「波列」。再次,激光是高度集中的,也就是說它要走很長的一段距離才會出現分散或者收斂的現象。
激光(LASER)是上世紀60年代發明的一種光源。LASER是英文的「受激放射光放大」的首字母縮寫。激光器有很多種,尺寸大至幾個足球場,小至一粒稻穀或鹽粒。氣體激光器有氦-氖激光器和氬激光器;固體激光器有紅寶石激光器;半導體激光器有激光二極體,像CD機、DVD機和CD-ROM里的那些。每一種激光器都有自己獨特的產生激光的方法。
[編輯本段]【激光技術應用】
激光加工技術是利用激光束與物質相互作用的特性對材料(包括金屬與非金屬)進行切割、焊接、表面處理、打孔、微加工以及做為光源,識別物體等的一門技術,傳統應用最大的領域為激光加工技術。激光技術是涉及到光、機、電、材料及檢測等多門學科的一門綜合技術,傳統上看,它的研究范圍一般可分為:
1.激光加工系統。包括激光器、導光系統、加工機床、控制系統及檢測系統。
2.激光加工工藝。包括切割、焊接、表面處理、打孔、打標、劃線、微調等各種加工工藝。
激光焊接:汽車車身厚薄板、汽車零件、鋰電池、心臟起搏器、密封繼電器等密封器件以及各種不允許焊接污染和變形的器件。目前使用的激光器有YAG激光器,CO2激光器和半導體泵浦激光器。
激光切割:汽車行業、計算機、電氣機殼、木刀模業、各種金屬零件和特殊材料的切割、圓形鋸片、壓克力、彈簧墊片、2mm以下的電子機件用銅板、一些金屬網板、鋼管、鍍錫鐵板、鍍亞鉛鋼板、磷青銅、電木板、薄鋁合金、石英玻璃、硅橡膠、1mm以下氧化鋁陶瓷片、航天工業使用的鈦合金等等。使用激光器有YAG激光器和CO2激光器。
激光打標:在各種材料和幾乎所有行業均得到廣泛應用,目前使用的激光器有YAG激光器、CO2激光器和半導體泵浦激光器。
激光打孔:激光打孔主要應用在航空航天、汽車製造、電子儀表、化工等行業。激光打孔的迅速發展,主要體現在打孔用YAG激光器的平均輸出功率已由5年前的400w提高到了800w至1000w。國內目前比較成熟的激光打孔的應用是在人造金剛石和天然金剛石拉絲模的生產及鍾表和儀表的寶石軸承、飛機葉片、多層印刷線路板等行業的生產中。目前使用的激光器多以YAG激光器、CO2激光器為主,也有一些準分子激光器、同位素激光器和半導體泵浦激光器。
激光熱處理:在汽車工業中應用廣泛,如缸套、曲軸、活塞環、換向器、齒輪等零部件的熱處理,同時在航空航天、機床行業和其它機械行業也應用廣泛。我國的激光熱處理應用遠比國外廣泛得多。目前使用的激光器多以YAG激光器,CO2激光器為主。
激光快速成型:將激光加工技術和計算機數控技術及柔性製造技術相結合而形成。多用於模具和模型行業。目前使用的激光器多以YAG激光器、CO2激光器為主。
激光塗敷:在航空航天、模具及機電行業應用廣泛。目前使用的激光器多以大功率YAG激光器、CO2激光器為主。
美國德克薩斯州大學的科學家研製出世界上功率最強大的可操作激光,這種激光每萬億分之一秒產生的能量是美國所有發電廠發電量的2000倍,輸出功率超過1 皮瓦——相當於10的15次方瓦。這種激光第一次啟動是在1996年。馬丁尼茲說,希望他的項目能夠在2008年打破這一紀錄,也就是說,讓激光的功率達到1.3皮瓦到1.5皮瓦之間。超級激光項目負責人麥卡爾·馬丁尼茲表示:「我們可以讓材料進入一種極端狀態,這種狀態在地球上是看不到的。我們打算在德州觀察的現象相當於進入太空觀察一顆正在爆炸的恆星。」
[編輯本段]【激光在醫學中的應用】
應用於牙科的激光系統
依據激光在牙科應用的不同作用,分為幾種不同的激光系統。區別激光的重要特徵之一是:光的波長,不同波長的激光對組織的作用不同,在可見光及近紅外光譜范圍的光線,吸光性低,穿透性強,可以穿透到牙體組織較深的部位,例如氬離子激光、二極體激光或Nd:YAG激光(如圖1)。而Er:YAG激光和CO,激光的光線穿透性差,僅能穿透牙體組織約0.01毫米。區別激光的重要特徵之二是:激光的強度(即功率),如在診斷學中應用的二極體激光,其強度僅為幾個毫瓦特,它有時也可用在激光顯示器上。
用於治療的激光,通常是幾個瓦特中等強度的激光。激光對組織的作用,還取決於激光脈沖的發射方式,以典型的連續脈沖發射方式的激光有:氬離子激光、二極體激光、CO2,激光;以短脈沖方式發射的激光有:Er:YAG激光或許多Nd:YAG激光,短脈沖式的激光的強度(即功率)可以達到1,000瓦特或更高,這些強度高、吸光性也高的激光,只適用於清除硬組織。
激光在齲齒的診斷方面的應用
1.脫礦、淺齲
2.隱匿齲
激光在治療方面的應用
1.切割
2.充填物的聚合,窩洞處理
【激光在工業上的應用】
激光在工業上,也應用極為廣泛,因為激光在激光束聚焦在材料表面的時候能夠使材料熔化,使激光束與材料沿一定軌跡作相對運動,從而形成一定形狀的切縫。七十年代後,為了改善和提高火焰切割的切口質量,又推廣了氧乙烷精密火焰切割和等離子切割。在工業生產中有一定的適用范圍。
[編輯本段]【激光美容】
(1)激光在美容界的用途越來越廣泛。激光是通過產生高能量,聚焦精確,具有一定穿透力的單色光,作用於人體組織而在局部產生高熱量從而達到去除或破壞目標組織的目的,各種不同波長的脈沖激光可治療各種血管性皮膚病及色素沉著,如太田痣、鮮紅斑痣、雀斑、老年斑、毛細血管擴張等,以及去紋身、洗眼線、洗眉、治療瘢痕等;而近年來一些新型的激光儀,高能超脈沖CO2激光,鉺激光進行除皺、磨皮換膚、治療打鼾,美白牙齒等等,取得了良好的療效,為激光外科開辟越來越廣闊的領域。
(2)激光手術有傳統手術無法比擬的優越性。首先激光手術不需要住院治療,手術切口小,術中不出血,創傷輕,無瘢痕。例如:眼袋的治療傳統手術法存在著由於剝離范圍廣、術中出血多,術後癒合慢,易形成瘢痕等缺點,而應用高能超脈沖CO2激光儀治療眼袋,則以它術中不出血,不需縫合,不影響正常工作,手術部位水腫輕,恢復快,無瘢痕等優點,令傳統手術無法比擬。而一些由於出血多而無法進行的內窺鏡手術,則可由激光切割代替完成。(註:有一定的適應范圍)
(3)激光在血管性皮膚病以及色素沉著的治療中成效卓越。使用脈沖染料激光治療鮮紅斑痣,療效顯著,對周圍組織損傷小,幾乎不落疤。它的出現,成為鮮紅斑痣治療史上的一次革命,因為鮮紅斑痣治療史上,放射、冷凍、電灼、手術等方法,其瘢痕發生率均高,並常出現色素脫失或沉著。激光治療血管性皮膚病是利用含氧血紅蛋白對一定波長的激光選擇性的吸收,而導致血管組織的高度破壞,其具有高度精確性與安全性,不會影響周圍鄰近組織。因此,激光治療毛細血管擴張也是療效顯著。
此外,由於可變脈沖激光等相繼問世,使得不滿意紋身的去除,以及各類色素性皮膚病如太田痣,老年斑等的治療得到了重大突破。這類激光根據選擇性光熱效應理論,(即不同波長的激光可選擇性地作用於不同顏色的皮膚損害),利用其強大的瞬間功率,高度集中的輻射能量及色素選擇性,極短的脈寬,使激光能量集中作用於色素顆粒、將其直接汽化、擊碎,通過淋巴組織排出體外,而不影響周圍正常組織,並且以其療效確切,安全可靠,無瘢痕,痛苦小而深入人心。
(4)激光外科開創了醫學美容的新紀元。高能超脈沖CO2激光磨皮換膚術開拓了美容外科的新技術。它利用高能量,極短脈沖的激光,使老化、損傷的皮膚組織瞬間被汽化,不傷及周圍組織,治療過程中幾乎不出血,並可精確的控製作用深度。其效果得到國際醫學整形美容界充分肯定,被譽為「開創了醫學美容新紀元」;此外,更有高能超脈沖CO2激光儀治療眼袋、打鼾、甚至激光美白牙齒等,以其安全精確的療效,簡便快捷的治療在醫學美容界創造了一個又一個奇跡。激光美容使得醫學美容向前邁進了一大步,並且賦於醫學美容更新的內涵。
[編輯本段]【激光冷卻】
激光冷卻(laser cooling)利用激光和原子的相互作用減速原子運動以獲得超低溫原子的高新技術。這一重要技術早期的主要目的是為了精確測量各種原子參數,用於高解析度激光光譜和超高精度的量子頻標(原子鍾),後來卻成為實現原子玻色-愛因斯坦凝聚的關鍵實驗方法。雖然早在20世紀初人們就注意到光對原子有輻射壓力作用,只是在激光器發明之後,才發展了利用光壓改變原子速度的技術。人們發現,當原子在頻率略低於原子躍遷能級差且相向傳播的一對激光束中運動時,由於多普勒效應,原子傾向於吸收與原子運動方向相反的光子,而對與其相同方向行進的光子吸收幾率較小;吸收後的光子將各向同性地自發輻射。平均地看來,兩束激光的凈作用是產生一個與原子運動方向相反的阻尼力,從而使原子的運動減緩(即冷卻下來)。1985年美國國家標准與技術研究院的菲利浦斯(willam D.Phillips)和斯坦福大學的朱檬文(Steven Chu)首先實現了激光冷卻原子的實驗,並得到了極低溫度(24μK)的鈉原子氣體。他們進一步用三維激光束形成磁光講將原子囚禁在一個空間的小區域中加以冷卻,獲得了更低溫度的「光學粘膠」。之後,許多激光冷卻的新方法不斷涌現,其中較著名的有「速度選擇相干布居囚禁」和「拉曼冷卻」,前者由法國巴黎高等師范學院的柯亨-達諾基(Claud Cohen-Tannodji)提出,後者由朱模文提出,他們利用這種技術分別獲得了低於光子反沖極限的極低溫度。此後,人們還發展了磁場和激光相結合的一系列冷卻技術,其中包括偏振梯度冷卻、磁感應冷卻等等。朱模文、柯亨-達諾基和菲利浦斯三人也因此而獲得了1997年諾貝爾物理學獎。激光冷卻有許多應用,如:原子光學、原子刻蝕、原子鍾、光學晶格、光鑷子、玻色-愛因斯坦凝聚、原子激光、高解析度光譜以及光和物質的相互作用的基礎研究等等。
[編輯本段]【激光光譜】
激光光譜(laser spectra)以激光為光源的光譜技術。與普通光源相比,激光光源具有單色性好、亮度高、方向性強和相乾性強等特點,是用來研究光與物質的相互作用,從而辨認物質及其所在體系的結構、組成、狀態及其變化的理想光源。激光的出現使原有的光譜技術在靈敏度和解析度方面得到很大的改善。由於已能獲得強度極高、脈沖寬度極窄的激光,對多光子過程、非線性光化學過程以及分子被激發後的弛豫過程的觀察成為可能,並分別發展成為新的光譜技術。激光光譜學已成為與物理學、化學、生物學及材料科學等密切相關的研究領域。
[編輯本段]【激光感測器】
激光感測器(laser transcer)利用激光技術進行測量的感測器。它由激光器、激光檢測器和測量電路組成。激光感測器是新型測量儀表,它的優點是能實現無接觸遠距離測量,速度快,精度高,量程大,抗光、電干擾能力強等。
[編輯本段]【激光雷達】
激光雷達(laser radar)是指用激光器作為輻射源的雷達。激光雷達是激光技術與雷達技術相結合的產物 。由發射機 、天線 、接收機 、跟蹤架及信息處理等部分組成。發射機是各種形式的激光器,如二氧化碳激光器、摻釹釔鋁石榴石激光器、半導體激光器及波長可調諧的固體激光器等;天線是光學望遠鏡;接收機採用各種形式的光電探測器,如光電倍增管、半導體光電二極體、雪崩光電二極體、紅外和可見光多元探測器件等。激光雷達採用脈沖或連續波2種工作方式,探測方法分直接探測與外差探測。
[編輯本段]【激光武器】
激光武器是一種利用定向發射的激光束直接毀傷目標或使之失效的定向能武器。根據作戰用途的不同,激光武器可分為戰術激光武器和戰略激光武器兩大類。武器系統主要由激光器和跟蹤、瞄準、發射裝置等部分組成,目前通常採用的激光器有化學激光器、固體激光器、CO2激光器等。激光武器具有攻擊速度快、轉向靈活、可實現精確打擊、不受電磁干擾等優點,但也存在易受天氣和環境影響等弱點。激光武器已有30多年的發展歷史,其關鍵技術也已取得突破,美國、俄羅斯、法國、以色列等國都成功進行了各種激光打靶試驗。目前低能激光武器已經投入使用,主要用於干擾和致盲較近距離的光電感測器,以及攻擊人眼和一些增強型觀測設備;高能激光武器主要採用化學激光器,按照現有的水平,今後5—10年內可望在地面和空中平台上部署使用,用於戰術防空、戰區反導和反衛星作戰等。
]【激光玻璃】
激光玻璃是一種以玻璃為基質的固體激光材料。它廣泛應用於各類型固體激光光器中,並成為高功率和高能量激光器的主要激光材料。
激光玻璃由基質玻璃和激活離子兩部分組成。激光玻璃各種物理化學性質主要由基質玻璃決定,而它的光譜性質則主要由激活離子決定。但是基質玻璃與激活離子彼此間互相作用,所以激活離子對激光玻璃的物理化學性質有一定的影響,而基質玻璃對它的光譜性質的影響有時還是相當重要的。
[編輯本段]【激光歷史】
1958年,美國科學家肖洛和湯斯發現了一種神奇的現象:當他們將內光燈泡所發射的光照在一種稀土晶體上時,晶體的分子會發出鮮艷的、始終會聚在一起的強光。根據這一現象,他們提出了"激光原理",即物質在受到與其分子固有振盪頻率相同的能量激勵時,都會產生這種不發散的強光--激光。他們為此發現了重要論文。
肖洛和湯斯的研究成果發表之後,各國科學家紛紛提出各種實驗方案,但都未獲成功。1960年5月15日,美國加利福尼亞州休斯實驗室的科學家梅曼宣布獲得了波長為0.6943微米的激光,這是人類有史以來獲得的第一束激光,梅曼因而也成為世界上第一個將激光引入實用領域的科學家。
1960年7月7日,梅曼宣布世界上第一台激光器由誕生,梅曼的方案是,利用一個高強閃光燈管,來刺激在紅寶石色水晶里的鉻原子,從而產生一條相當集中的纖細紅色光柱,當它射向某一點時,可使其達到比太陽表面還高的溫度。
前蘇聯科學家H.Γ.巴索夫於1960年發明了半導體激光器。半導體激光器的結構通常由P層、N層和形成雙異質結的有源層構成。其特點是:尺寸小,耦合效率高,響應速度快,波長和尺寸與光纖尺寸適配,可直接調制,相乾性好。
【「激光革命」意義非凡】
現代社會中,信息的作用越來越重要,誰掌握的信息越迅速、越准確、越豐富,誰也就更加掌握了主動權,也就有更多成功的機會。激光的出現引發了一場信息革命,從VCD、DVD光碟到激光照排,激光的使用大大提高了效率,以及方便人們保存和提取信息,「激光革命」 意義非凡。激光的空間控制性和時間控制性很好,對加工對象的材質、形狀、尺寸和加工環境的自由度都很大,特別適用於自動化加工,激光加工系統與計算機數控技術相結合可構成高效自動化加工設備,已成為企業實行適時生產的關鍵技術,為優質、高效和低成本的加工生產開辟了廣闊的前景。目前,激光技術已經融入我們的日常生活之中了,在未來的歲月中,激光會帶給我們更多的奇跡。
激光測速】
激光測速是對被測物體進行兩次有特定時間間隔的激光測距,
取得在該一時段內被測物體的移動距離,從而得到該被測物體的移動速度。
【激光通信】
激光通信,是激光在大氣空間傳輸的一種通信方式。激光大氣通信的發送設備主要由激光器(光源)、光調制器、光學發射天線(透鏡)等組成;接收設備主要由光學接收天線、光檢測器等組成。
信息發送時,先轉換成電信號,再由光調制器將其調制在激光器產生的激光束上,經光學天線發射出去。信息接收時,光學接收天線將接收到的光信號聚焦後,送至光檢測器恢復成電信號,在還原為信息。大氣激光通信的容量大、保密性好,不受電磁干擾。但激光在大氣中傳輸時受雨、霧、雪、霜等影響,衰耗要增大,故一般用於邊防、海島、跨越江河等近距離通信,以及大氣層外的衛星間通信和深空通信。
激光亮度
激光的亮度與陽光之間的比值是百萬級的,而且它是人類創造的。
② 國內比較知名的激光切割機生產廠家有哪些,哪家的比較好
激光切割機,焊接機,雕刻機,都是一個類型的設備。
大品牌的不一定全是最好的,小品牌也不一定全是不好的。要看幾點:
質量:零部件的來源都可以查詢得到;還有行業口碑,用戶最有資格說話。
性能:大材小用和小材大用都不好,適合生產情況的便是最好的:功率、激光器類型等
售後服務:好的廠家,售後不會太差。
③ 有誰知道關於激光打標機類產品的網站啊
http://www.laserhome.cn/laser/index.html
這是激光之家;國內外激光公司的網址基本都有
可以回滿足你的要求答
④ 激光是怎樣被發現的第一個激光器是何人製造的
激光的出現是20世紀60年代最重大的科學技術成就之一。它以其高亮度、高方向性、高單色性、高相乾性等突出特點,得到了廣泛的應用,並在科學技術的許多重大領域開辟了新的生長點,引起了革命性的變化。
激光作為一種在生物機體上引起刺激、變異、燒灼、汽化等效應的手段,已在醫療、農業上取得良好的效果;激光在軍事上除用於通信、夜視、預警、測距等方面外,各種激光武器、激光制導武器已投入實用。今後,隨著激光技術的進一步發展,激光器的性能和成本進一步降低,其應用范圍還將繼續擴大,並將發揮出越來越重大的作用。
⑤ 激光誰發明的,怎麼發明的
1960年5月15日,美國加利福尼亞州休斯實驗室的科學家梅曼宣布獲得了波長為0.6943微米的激光,這是人類有史以來獲得的第一束激光,梅曼因而也成為世界上第一個將激光引入實用領域的科學家。
激光的理論基礎起源於物理學家愛因斯坦,1917年愛因斯坦提出了一套全新的技術理論『光與物質相互作用。這一理論是說在組成物質的原子中,有不同數量的粒子(電子)分布在不同的能級上,在高能級上的粒子受到某種光子的激發。
會從高能級跳到(躍遷)到低能級上,這時將會輻射出與激發它的光相同性質的光,而且在某種狀態下,能出現一個弱光激發出一個強光的現象。這就叫做「受激輻射的光放大」,簡稱激光。
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激光在工業上,也應用極為廣泛,因為激光在激光束聚焦在材料表面的時候能夠使材料熔化,使激光束與材料沿一定軌跡作相對運動,從而形成一定形狀的切縫。七十年代後,為了改善和提高火焰切割的切口質量,又推廣了氧乙烷精密火焰切割和等離子切割。在工業生產中有一定的適用范圍。
激光玻璃是一種以玻璃為基質的固體激光材料。它廣泛應用於各類型固體激光光器中,並成為高功率和高能量激光器的主要激光材料。
⑥ 激光是誰發明的
激光的發明者是美國物理學家愛因斯坦。
激光是20世紀以來繼核能、電腦、半導體之後,人類的又一重大發明,被稱為「最快的刀」、「最準的尺」、「最亮的光」。英文名Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation,意思是「通過受激輻射光擴大」。
激光的理論基礎起源於物理學家愛因斯坦,1917年愛因斯坦提出了一套全新的技術理論光與物質相互作用。這一理論是說在組成物質的原子中,有不同數量的粒子(電子)分布在不同的能級上,在高能級上的粒子受到某種光子的激發,會從高能級跳到(躍遷)到低能級上。
這時將會輻射出與激發它的光相同性質的光,而且在某種狀態下,能出現一個弱光激發出一個強光的現象。這就叫做「受激輻射的光放大」,簡稱激光。
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從微觀角度看,激光是具有相同頻率的大量光子的集合,獲得具有優良性質的激光的關鍵就是使所有的光子都在同一頻率上。這可以通過激光諧振腔獲得。
我們在激光諧振腔中加入具有特定頻率的光子後,可以使其中的原子在這些光子的頻率上振盪,從而發射出具有相同頻率的光子。這種類似於原子彈的「鏈式反應」的物理過程,可以使我們迅速獲得大量具有某一特定頻率的光子,這些光子通過調制之後,就可以以激光的形式發射出去了。
激光的應用途徑,除了已經廣泛應用的信息探測和信息傳導等技術之外,還通過光子與物質粒子的相互作用,對一些微小的結構對象進行操作。
⑦ 如何製造小型激光器
網路HI上聊。我是做激光材料的。
⑧ 您好,我初次涉及發文章,知道的太少,我是搞激光加工的,激光工藝方面往中國激光投稿可以嗎謝謝!
《中國激光》是國內激光領域較為權威的期刊,屬EI收錄,激光加工應該也屬於專它的報道範圍。屬只要你的文章水平還行,應該可以被錄用。《激光雜志》不太清楚,應該是比較弱的一個期刊。兩個期刊的水平相差較多。
建議你到中國光學期刊網上查一下相關期刊的介紹,仔細閱讀下徵稿簡則。另外,如果同類文章(你的參考文獻)多發表在某一期刊上,你投這個期刊被錄用的概率更大。
⑨ 大家覺得激光設備這個行業怎麼樣
激光加工(包括激光切割、焊接及表面處理等)是一種先進的生產技術。我國激光加工產業正大踏步地向前邁進,激光這個高科技名詞已經由「陽春白雪」變為了真正的社會生產力,「發展高科技,實現產業化」已成為中國激光加工行業的現實。
激光作為新型光源,具有方向性好、亮度高、單色性好及高能量密度等特點。以激光器為基礎的激光工業在全球發展發展迅猛,現在已廣泛應用於工業生產、通訊、信息處理、醫療衛生、軍事、文化教育以及科研等方面。其中,中小功率激光切割設備的下遊行業主要包括服裝家紡、製鞋箱包、產業用紡織品、傢具裝飾、廣告工藝品、塑料和橡膠、印刷包裝、電子以及金屬精密加工等行業。
我國中小功率激光切割設備行業尚處於成長初期階段,國內激光設備製造企業規模普遍較小,年銷售收入超過億元的激光設備製造企業不多,激光設備製造企業有很大的發展空間。
由於掌握關鍵硬體技術和軟體技術的製造商較少,行業內企業大多以設備組裝銷售為主,主要經營模式為:激光設備製造商根據下遊客戶的訂單和具體要求,采購激光器、鏡片等部件,自行設計或購買行業應用軟體系統及整機方案,組織設備生產或委託代工生產,再將產品銷售給最終客戶或代理經銷商。產品中的核心硬體如激光器主要是從國外進口,激光器製造技術基本為國外所掌握。
在我國,較為知名的從事中小功率激光切割設備的公司主要有大族粵銘、金運激光、博業激光和開天科技,這四家企業從銷售額來看,約占國內中小功率激光切割設備份額的64% 左右。上述公司在細分行業具有多年的行業經驗積累,從而形成明顯的市場先發優勢,成為各細分行業
的龍頭企業。
行業發展前景
1、國家產業政策支持及產業技術升級為該行業提供了巨大增長空間光電子產業將成為21世紀的支柱產業之一,其發展和應用已成為衡量一個國家高科技發展水平的主要標志之一。《國家「十一五」科學技術發展規劃》提出,光電子與激光領域是我國在高新技術產業化重點發展的領域之一。
2007年1 月,國家發展和改革委員會等部委發布《當前優先發展的高技術產業化重點領域指南(2007 年度)》,激光加工技術及設備被列入先進製造領域,進行優先、重點發展。
面對經濟危機,國家加大對製造業的扶持力度,出台多項政策以引導產業升級。2009年5 月,國務院先後發布《裝備製造業調整和振興規劃》、《紡織工業調整和振興規劃》及《輕工業調整和振興規劃》,強調對裝備製造業、輕工業與紡織工業裝備自主化的扶持,推進技術改造和產業升級。這些政策為中小功率激光切割設備的產業應用及推廣創造了發展機遇,為中小功率激光切割設備行業提供了巨大的增長空間。
2、廣闊的產業發展前景
中小功率激光切割設備行業,屬於光電子產業的應用行業。作為使用刀具類機床的替代產業,目前尚處於產業成長的初期階段,隨著傳統產業的技術升級、產業結構調整、節能環保政策的推出以及產品個性化需求趨勢的發展,激光設備將在越來越多的領域普及,產業應用具有巨大的發展前景,未來將呈現「用刀的地方就可以用激光替代」的產業格局。
3、節能環保的綠色製造技術應用將是工業發展的趨勢
目前,我國提出提高資源使用效率,降低生產過程中的污染成本,發展新能源,通過實施綠色戰略來實現經濟的可持續發展,高效率、低能耗、低噪音的環保製造技術將是未來工業加工的趨勢,中小功率激光加工技術不同於OFweek激光網傳統的刀具機械加工,無刀具磨損,不產生噪音,不易受電磁干擾,無環境污染,屬於當今製造技術綠色化所追求的目標。
4、國外發展中國家的激光設備需求對我國激光設備行業發展的機遇
近年來,隨著發展中國家經濟的發展和政治的穩定,吸引發達國家產業轉移成了這些國家政治穩定和經濟發展的頭等大事。由於起步較晚,這些國家在設備投資上反而有後發優勢,這些國家往往會直接以激光設備代替傳統的切割設備,從而將為我國激光設備行業的發展提供新的發展機遇。