這是一項艱巨的任務(wù)——評選出在50年激光發(fā)展史暨40年工業(yè)激光材料加工史中的十大里程碑事件——因為可選的項目很多，且每一項都有被認可、受贊譽之處。但是對于這項工作，如果你抱著這樣的信念，即這些里程碑事件曾經(jīng)并將繼續(xù)在激光市場的眾多應(yīng)用中發(fā)揮重要作用，那么評選工作就能變得簡單一點。 RJ?)O#}  
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評選的準則如下：新應(yīng)用是否為工業(yè)激光加工帶來新的突破；在其介入時期，該應(yīng)用是否創(chuàng)造出主要的商業(yè)市場；以及相關(guān)激光設(shè)備的發(fā)展是否衍生了新產(chǎn)品制造技術(shù)。 4S42h_9  
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前兩種選擇及最早期的商業(yè)化產(chǎn)品幾乎同時在20世紀70年代初被發(fā)展成為商業(yè)化流程，都受到美國航天局太空計劃的推動。其背后的需求是：微型的電子零件將被發(fā)射進入太空。 jsAx;Z:QT  
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1.密封 f hK<P_}  
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電子繼電器的密封由電子電路行業(yè)小型化的需求驅(qū)動，是在1973-1975年期間由多家美國激光公司使其商業(yè)化；Raytheon，GTE Sylvania，Holobeam和Korad公司當(dāng)時都互相競爭（現(xiàn)在這些公司都已退出了激光業(yè)），試圖從國防部和美國航天局的承包商手中獲得早期的設(shè)備定單。 S
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這些公司將科研的脈沖Nd:YAG激光器商業(yè)化，使用精密聚焦光束在薄壁繼電器封裝的邊緣進行重疊的點焊（見圖1），在可控的空氣系統(tǒng)下進行密封，這是一項激光焊接低熱輸入的完美應(yīng)用。 vEx'~_+a9  
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該激光系統(tǒng)首次于1973年在市場上銷售，激光密封包裝封口成為一個主要的業(yè)務(wù)，并衍生出今天的固體激光器用于可植入醫(yī)療設(shè)備密封的技術(shù)。此應(yīng)用帶來了更可靠的Nd:YAG激光器、精密的運動系統(tǒng)以及計算機過程控制。而且，更重要的是，促使設(shè)備供應(yīng)商開始考慮制造能夠在工業(yè)環(huán)境中生存下來的激光設(shè)備。 KOg,V_(I  
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激光密封在工業(yè)激光行業(yè)發(fā)展中所扮演的角色，即使說它更重要也不過分。在這個應(yīng)用建立之前，激光器一直被認為是種實驗室設(shè)備，正在尋求商業(yè)市場；設(shè)備供應(yīng)商簡單地把這些實驗室設(shè)備安置在工業(yè)環(huán)境中。而它們迅速成為了供應(yīng)商的高級工業(yè)化單元，可以承擔(dān)多班生產(chǎn)作業(yè)的嚴格要求。工業(yè)激光密封及下一個應(yīng)用一起奠定了今天數(shù)十億美元工業(yè)激光器市場的基礎(chǔ)。 o+x%q<e;c  
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2.陶瓷基板劃線 UovN"8W+  
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微型電子產(chǎn)品也有減少重量的需求，這創(chuàng)造了對更小的微電子基板材料的需求，以便在基板上組成復(fù)雜的混合半導(dǎo)體電路。被選擇的材料是一種薄的、高純度燒制氧化鋁，易于在生產(chǎn)環(huán)境中進行加工。當(dāng)電路沉積后，利用CO2脈沖激光器在芯片邊緣劃出一系列的小孔，將陶瓷板分割開來。操作工在劃線后分割部件，以用于進一步的組裝。 B\ 'rxbH  
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1968年，美國西電公司改進了該工藝使用的技術(shù)，1970年相干公司開始售賣低功率CO2激光器。1970年代末，一家名為Lasermation的費城加工車間第一次把經(jīng)激光劃片的陶瓷混合電路賣給貝爾電話公司。一年之內(nèi)，Lasermation向100多家美國頂尖的電子公司銷售了陶瓷混合電路。截至1974年，每天激光鉆孔數(shù)量估計達20億個。庫爾斯（美國）公司等陶瓷制造商成了激光劃片工藝的主力用戶，到了這十年的最后階段，許多合同加工車間都收到大量生產(chǎn)刻劃基板的定單。1970年代末和1980年代初期，美國有超過12家加工車間每年生產(chǎn)出成千上萬數(shù)量的基板。 ;X+0,K3c  
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從那時開始到現(xiàn)在，合同加工車間生產(chǎn)了數(shù)百萬個基板。其中一家頂尖的車間——美國Laserage技術(shù)有限公司，開發(fā)出了一種激光打孔技術(shù)，允許大批量加工電氣應(yīng)用的通孔（見圖2）。設(shè)備供應(yīng)商如Photon Sources公司研發(fā)出了更好的控制硬件和軟件，以便像Laserage公司這樣的用戶能利用多重光束處理技術(shù)，將光束分成4個加工光束，大大提高生產(chǎn)效率。從這項應(yīng)用當(dāng)中，激光設(shè)計得以進步，分光束技術(shù)提高了生產(chǎn)力，污水也得到控制，并發(fā)展出精密的高速運動系統(tǒng)。 &7'=t6  
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此項應(yīng)用的一個分支——在1970年興起利用Nd:YAG激光器切割硅晶片，源于Quantronix 公司推出的一種系統(tǒng)，采用1968年在貝爾實驗室開發(fā)的一個概念。兩個工藝的不同之處在于晶片切割采用連續(xù)的細線，而在氧化鋁上利用間距很小的一系列鉆孔。這兩個工藝在后續(xù)都需要依賴手工來分離劃線后的產(chǎn)品。 5%D`y|  
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3.鈑金切割 e_!h>=$%8  
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1967年，英國人Sullivan和Houldcroft發(fā)明了氣體射流輔助噴嘴，加上從1970年開始激光成為一種金屬切割的工具，鈑金切割應(yīng)用逐漸成為今日工業(yè)激光系統(tǒng)制造業(yè)中最大的收入來源。英國焊接研究所研發(fā)的噴嘴走向商業(yè)化，被介紹給潛在激光系統(tǒng)的工業(yè)用戶，那一激光系統(tǒng)由德國Messer Greisheim公司和英國氧氣公司開發(fā)，配有英國Ferranti公司出品的400W半封離式CO2激光器。之后激光功率增加到1千瓦，并被首次安裝在英國伯明翰外的一家加工車間，開啟了加工車間采用激光鈑金切割的先河（見圖3）。初次安裝之后，全球范圍內(nèi)安裝了超過75000臺鈑金切割系統(tǒng)，預(yù)計總價值超過450億美元。激光鈑金切割是目前為止應(yīng)用最廣的高功率工業(yè)激光加工技術(shù)。 h HHR]e5:  
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日本的主要貢獻之一就是1985年天田公司研發(fā)的“凈切削”，在此基礎(chǔ)上，1986年又推出一款系統(tǒng)，能在3毫米的不銹鋼上完成無氧化切割。后來在80年代末，德國通快公司采用射頻激勵CO2激光器開發(fā)出了惰性氣體（熔合）切割。這些加工技術(shù)為高質(zhì)量的金屬切割打開大門，免去了二次加工，是一次重大的工業(yè)進步。 GQg 2!s(  
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激光金屬切割系統(tǒng)的供應(yīng)商對許多廣泛應(yīng)用在不同行業(yè)的技術(shù)革新貢獻了力量。其中包括：同軸氣體射流噴嘴，自動高度感應(yīng)和聚焦頭分離裝置，電腦控制的激光切割工藝，非活性氣體輔助非鐵金屬切割，高速直線運動系統(tǒng)，高功率、更可靠的二氧化碳激光器，特別是射頻激勵和封離單元，遠程視頻現(xiàn)場支持，高速移動工作臺和原料儲存塔，自動噴嘴清洗，快速更換切割頭，以及大量的其它系統(tǒng)和技術(shù)進步。 to13&#o  
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激光鈑金切割在所有工業(yè)激光系統(tǒng)中創(chuàng)造的利潤最大，有一半的年度收入來自該領(lǐng)域的激光設(shè)備銷售。 ->qRGUW  
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4.渦輪葉片上的鉆孔 i$pUUK  
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