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  • 激光概述

    作者:佚名 來源:本站整理 時間:2011-11-16 22:48 閱讀:1201 [投稿]
    激光在我國最初被稱為“萊塞”,既英語“Laser”的譯音,而“Laser”是“Light amplification by stimulated emission of radiation”(意為“輻射的受激發(fā)射光放大”)的縮寫。大約在1964年,根據(jù)錢學森院士的建議 ..
    激光在我國最初被稱為“萊塞”,既英語“Laser”的譯音,而“Laser”是“Light amplification by stimulated emission of radiation”(意為“輻射的受激發(fā)射光放大”)的縮寫。大約在1964年,根據(jù)錢學森院士的建議,把光受激發(fā)器改稱為“激光”或“激光器”。
    世界上第一臺激光器是美國科學家梅曼(T.H.Maiman)于1960年研究成功的。這臺紅寶石激光器是用一根紅寶石棒作為發(fā)光物質(zhì)(棒兩頭鍍上銀膜形成反射鏡面),棒外套上一支螺旋狀的疝氣燈,為了充分利用疝燈光,梅曼又在螺旋疝燈外套上一個反射率很高的圓柱,以便使更多的疝燈光照到紅寶石上。
    早在1916年愛因斯坦就曾發(fā)表過一篇論文,提出了一種現(xiàn)在叫光學感應吸收和光學感應發(fā)射的觀點(又叫受激吸收和發(fā)射)。有誰能想到,這一觀點后來竟成為激光器的主要物理基礎。
    在世界上第一臺紅寶石激光器問世不久,1960年年底,由工作在貝爾實驗室的賈范發(fā)明了世界上第一臺氦氖激光器,并且在其影響下產(chǎn)生出一系列氣體激光器。
    此后,1962年出現(xiàn)了半導體激光器;1964年由帕特爾(C.Patel)發(fā)明了第一臺CO2激光器;1965年發(fā)明了第一臺YAG激光器;1968年開始發(fā)展高功率CO2激光器;直至1971年出現(xiàn)了第一臺商用1KWCO2激光器。
    由王之江領導建立的國內(nèi)第一個固體紅寶石激光器裝置是1961年9月在中國科學院長春光機所成功運行的;由鄧錫銘領導建立的我國第一臺氣體激光裝置(氦氖激光器)是1963年7月也是在中國科學院長春光機所成功運行的。其后在該所相繼由王乃弘建立了鎵砷半導體激光器;劉頌豪、沃新能用所里生產(chǎn)的晶體建立了氟化鈣激光器;干福熹等建立了釹玻璃激光器;劉順福建立了含釹鎢酸鈣晶體激光器;呂大元、余文炎建立了轉(zhuǎn)鏡Q開關激光器。
    激光有四大特性即高亮度、高方向性、高單色性和高相干性。激光所具有的上述優(yōu)異特性是普通光源望塵莫及的。
    由于激光具有的寶貴特性,因此就給激光加工帶來如下一些其他方法所不具備的可貴特點:
    1.由于它是無接觸加工,并且高能量激光束的能量及其移動速度均可調(diào),因此可以實現(xiàn)多種加工的目的; 
    2.它可以對多種金屬、非金屬加工,特別是可以加工高硬度、高脆性及高熔點的材料; 
    3.激光加工過程中無“刀具”磨損,無“切削力”作用于工件; 
    4.激光加工過程中,激光束能量密度高,加工速度快,并且是局部加工,對非激光照射部位沒有或影響極小。因此,其熱影響區(qū)小,工件熱變形小,后續(xù)加工量;
    5.它可通過透明介質(zhì)對密閉容器內(nèi)的工作進行各種加工; 
    6.由于激光束易于導向、聚焦實現(xiàn)作各方向變換,極易與數(shù)控系統(tǒng)配合,對復雜工件進行加工,因此它是一種極為靈活的加工方法。
    激光技術具有很廣又很強的滲透性。如今,激光技術已經(jīng)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學、軍工、科學研究以及人們的現(xiàn)代生活中得到了廣泛應用。激光應用于檢測、測距、準直,可大大提高測量精度和自動化程度,使其在機械、建筑、冶金、汽車、石油和國防等領域得到了廣泛應用。美國原國家標準局曾預測:工業(yè)檢測任務的百分之九十將由激光和光電檢測來完成。激光應用于通訊,使通訊技術產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍;激光應用于信息儲存,已使視聽技術發(fā)生了重大變革;激光分色、打印促進了印刷技術的發(fā)展;激光應用于醫(yī)學,已可治療110多種疾病,具有獨特的效果,是其它醫(yī)療器械無法比擬的。
    激光應用于材料加工,如打孔、切割、焊接、熱處理、打標和微加工等,解決了許多常規(guī)方法無法解決或很難解決的難題,大大提高惡劣工作效率和加工質(zhì)量,被譽為未來制造系統(tǒng)共同的加工手段。在發(fā)達國家的加工業(yè)中,已逐步進入“光加工”時代。日本估計到2000年激光加工將占整個加工業(yè)的10%。據(jù)統(tǒng)計,國外已有3600多臺同業(yè)激光器在汽車生產(chǎn)中應用,如僅西門子公司的一個部分在流水線上就采用了400多臺激光器。單是激光點焊代替電阻焊,沒每輛轎車就可節(jié)省56kg金屬,而且還可減少大量燃油消耗,經(jīng)濟效益和社會效益十分可觀。應用激光毛化軋錕比噴丸毛化軋錕的壽命提高三倍,同時還提高了軋板的質(zhì)量。在國外,激光毛化板比噴丸毛化板的售價高15%左右,可見其效益十分可觀。我國在60年代中期開始就在鐘表行業(yè)的寶石軸承加工中采用激光打孔,現(xiàn)累計產(chǎn)值已達22億元。
    隨著對有關基本理論研究的不斷深化,各類激光器件不斷的發(fā)展,從而使其應用領域也不斷拓寬,應用規(guī)模逐漸擴大,所獲得的經(jīng)濟效益和社會效益更加顯著。作為高技術重要組成部分之一的激光技術,是20世紀科學技術發(fā)展的重要標志和現(xiàn)代信息社會光電子技術重要支柱之一。其發(fā)展不僅受到技術先進國家的高度重視,而且也受到許多發(fā)展中國家的高度重視,并給予高強度的投入。80年代以來,不少國家政府都把激光技術列入國家級發(fā)展計劃。例如,美國的“激光核聚變計劃”、德國的“激光2000”、英國的“阿維爾計劃”、日本的“激光研究五年計劃”等等。這些計劃的實施使激光技術得到迅速發(fā)展,并且已經(jīng)形成了一個生機勃勃的新興產(chǎn)業(yè)。同時,激光技術的發(fā)展大大促進了多種學科、多種技術和多種生產(chǎn)水平的進步和提高,其影響之大,舉世矚目。
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