激光抛光技的研究
激光抛光技术的研究
摘要：激光抛光是一种非接触式抛光方法。本文介绍了激光抛光技术的发展历史, 论述了激光抛光的工艺特点和作用机理, 分析了影响激光抛光效率和抛光表面质量的因素及其影响规律。最后，阐明了激光抛光的应用现状及未来的发展前景。关键词：激光抛光作用机理热抛光
Abstract: Laser polishing is a kind of contact-less polishing technique. The developing procedure of laser polishing technology is presented in this paper .The emphasis is focused on the characteristics of laser polishing process and its interacting mechanism.The factors which influence the polishing efficiency and polished surface roughness are analyzed.At last the current situation of laser polishing and future perspective is clarified.
Keywords: Laser polishing interacting mechanism thermal polishing
1. 背景及意义
随着材料表面技术的发展, 表面抛光技术成为了一个越来越重要的技术。抛光技术: 又称镜面加工技术, 是制造平坦而且加工变形层很小, 没有擦痕的面加工工艺。在工业应用中, 对材料表面粗糙度的要求越来越高, 已经从微米级--亚微级--纳米级--亚纳米级。为了满足应用的需要，人们不断探索新的抛光技术, 由于激光独特的性质, 激光抛光技术出现了。
图1 采用激光法抛光前后金刚石薄膜的S E M 形貌
从90 年代中期以来,在美国、俄罗斯、德国和日本等国家, 广泛开展了金刚石薄膜的激光抛光研究, 已经得到了纳米级的表面粗糙度; 近年来, 日本大阪大
学激光研究院的研究人员选用193nm 烧蚀波长和PMMA( 光学材料) 组配获得高的表面光滑度, 使其表面误差下降到只有0. 17K。现在激光抛光已经在金刚石薄膜、高分子聚合物、陶瓷、半导体、光学元件、金属、绝缘体等得到广泛的研究。日本东海大学( TokaiUniver sit y ) 电子工程系Masat aka M urahara 等人采用了光化学辅助反应的抛光机理。采用248/ 193 nm准分子激光结合腐蚀
图2 蓝宝石激光抛光前后形貌扫描电镜
液抛光SiC 反射镜。最佳效果达到Ra80 nm。德国亚琛夫琅霍费激光所( ILT ) 的Willen-borg , E. 等人, 在 1. 234 3, 1. 234 4, 1. 231 6 等钢材上进行了激光抛光试验, 获得了接近镜面的表面粗糙度。并用于玻璃铸造模具的制造, 获得的模具表面粗糙度Ra为0.15~ 0.2um.加拿大国家研究会微结构科学研究所采用308nmXeCl准分子激光抛光GaN薄膜。其表面粗糙度从13nm提高到3.6nm。俄罗斯通用物理研究所采用KrF 准分子激光抛光60~ 90 um 厚的金刚石膜, 获得35nm( 均方根值) 的表面, 并且改善了表面摩擦性能。
2. 激光抛光的特点
激光有 4 大特性: 单色性、相干性、方向性和高能量密度。这些性质使激光在加工方面具有独特的优势, 激光可经聚焦产生巨大的功率密度( 或能量密度) , 这使激光抛光成为了可能。表 1 给出了激光抛光与其它抛光技术的比较。
从表中我们可以看出激光抛光有以下特点: ( 1) 它是非接触式抛光, 接触式抛光在样品上施加了外力, 样品在外力下容易破裂; 而非接触式激光抛光则不会
对样品施加任何压力; ( 2) 激光抛光有很高的灵活性, 它不仅能对平面进行抛光, 还由于激光抛光是非接触式加工, 故运用计算机三维控制能够对各种曲面进行抛光, 如是对称曲面效果则更好, 激光能够抛光的面形有: 平面、球面、椭球面、抛物面等; ( 3) 抛光样品时, 不需要其它的辅助药剂, 故对环境的污染很小; ( 4) 可以实现精密的抛光; 材料表面经激光抛光后可以达到纳米级, 甚至亚纳米级; ( 5)特别适合超硬材料和脆性材料粗抛光后的精抛光;( 6) 可实现微细抛光, 对选定的微小区域进行局部抛光; ( 7) 抛光需要的工作环境比较简单, 一般在室温下进行, 不需要特殊的工作环境。
表1 激光抛光与其它抛光技术的特点
名称激光抛光机械抛光超声波抛光离子束抛光化学抛光
机理烧蚀磨蚀磨削溅射刻蚀氧化抛光面型曲面平面平面曲面平面温度室温室温室温室温高温
特殊环境要求无无有有无
环境污染无有有无有
设备成本高低低高低
样品尺寸要求无无有有有
抛光时间较短长长长短
抛光费用中等低低高低
3. 激光抛光的机理和技术
激光抛光本质上就是激光与物质的相互作用。根据激光与材料的作用机理, 可把激光抛光简单分为两类: 一类为热抛光, 另一类为冷抛光。
激光热抛光一般用连续长波长激光聚焦于材料表面, 在很短的时间内在近表面区域积累大量的热, 使材料表面温度迅速升高, 表面层物质熔化和蒸发, 而基体的温度基本保持在室温。当上述物理变化过程主要为熔化时, 材料表面熔化部分各处曲率半径的不同使熔融的材料向曲率低( 即曲率半径大) 的地方流动, 各处的曲率趋于一致。同时, 固液界面处以每秒数米的速度凝固, 最终获得光滑
平整的表面。当上述物理变化过程主要为蒸发时, 激光抛光的实质就是去除材料表面一薄层物质。热抛光有热效应，温度梯度大，产生的热应力大，容易产生裂纹，抛光表面质量不是很好，通常用于粗抛光。如图3所示为激光抛光金刚石薄膜原理简图。
图3 激光抛光金刚石薄膜原理简图
激光冷抛光一般用短脉冲短波长，激光冷抛光主要是通过“消融”作用，即光化学分解作用去除材料。材料吸收光子后，材料中的化学键被打断或者晶格结构被破坏，表面材料开本体从而实现材料的去除。在抛光过程中热效应可以忽略，热应力很小，不产生裂纹，不影响周围材料，材料去除容易控制，所以激光冷抛光特别适合精密抛光，尤其适合硬脆材料的精密抛光。
激光在对不同的材料进行抛光时, 系统是有些差别的, 但是系统的主要构成有: 激光器、光束均匀器、面形检测反馈系统、三维工作台、计算机控制系统。激光抛光通常采用两种方法: 一种是激光光束固定不动, 工作台带动工件运动; 另一种是工作台和工件不动, 光束根据要求运动。用连续激光抛光时, 激光作用在材料表面检测设备跟踪检测, 实时反馈控制决定每个微小部分作用时间( 或扫描速度) 或控制变焦聚焦系统来改变激光功率密度。用脉冲激光抛光时, 激光作用在材料表面检测设备跟踪检测, 实时反馈控制决定每个微小部分作用的脉冲个数或者控制变焦聚焦系统来改变激光的能量密度。在激光抛光过程中, 检测技术和实时反馈控制技术是关键, 在很大程度上决定了抛光的等级。
4. 影响激光抛光效果的因素
激光抛光过程实际上可归结为材料对激光的吸收和转化过程。当激光束聚焦
到工件表面时，光能一部分被材料吸收，一部分被透射或反射损失。材料物理性能、晶体结构、表面初始状况、材料厚度等因素对能量的吸收率和反射率都有影响，从而对抛光效果也有着重要影响。
图4 不同入射角蓝宝石表面形貌
一般来说，长波长激光由于光子能量比较小，抛光材料时会使材料表面产生过大的热应力而产生裂纹，抛光表面质量较差，但抛光效率较高，因此，长波长激光适用于粗抛光。而短波长激光的光子能量大，抛光材料时以光化学作用为主，能直接打断材料表面成分的化学键而去除材料，产生的热应力小，不易产生裂纹，抛光后的表面光滑，因此，短波长激光适合于精抛光。
图5 不同能量密度的激光在蓝宝石钻孔后的表面扫描电镜图像在激光能量密度和脉宽不变的情况下，激光扫描速度和激光重复频率决定了材料表面单位面积在单位时间内平均吸收的光能。而在实验或生产应用中，通常激光重复频率都固定。因此，激光扫描速度决定了材料表面的激光辐照时间，从
而决定了材料表面单位面积在单位时间内平均吸收的光能，影响抛光效果。存在一个最佳的激光扫描速度使抛光后的表面粗糙度最小，在激光波长532 nm，脉宽10 ns，重复频率10 Hz，激光入射角40°，脉冲能量50 mJ，抛光面积25 mm2的实验条件下的结果，如图 2 所示。该扫描速度取决于材料表面晶粒的大小、光斑大小和形状、脉冲能量等。
图6 扫描速度与抛光效果的关系
激光抛光是一种非接触式抛光方法。激光抛光过程中，激光能量密度、激光脉宽、激光光束入射角、激光光束扫描速度、扫描方式、激光波长、工件材料性质和结构等因素对激光抛光效果有着重要影响。
激光波长决定着材料的去除方式，从而对抛光表面质量有着较大影响；激光的能量密度决定着材料的破坏阈值；能量密度和辐照时间是影响抛光效果的两个最重要的因素；激光扫描速度通过激光辐照时间和光斑重叠率两个方面影响抛光效果；激光光束扫描方式主要通过影响不同扫描过程间的激光辐照光斑重叠率和重叠形式，影响抛光表面质量；激光脉宽影响着激光的辐照时间。
另外，激光光斑形状、激光焦距等工艺参数对激光抛光效果也有影响。外部条件包括工作环境的气压、气体成分、温度、湿度等因素对激光抛光效果有着一定的影响。
5. 总结展望
激光抛光技术作为一项新技术, 目前还处于发展阶段, 在该领域还有许多工作要做。虽然激光抛光技术具有很多优点, 但也存在一些问题。
首先, 设备的成本高、抛光的费用比较贵, 这在一定程度上限制了该技术的发展。但随着激光器成本的降低, 抛光工艺的进一步改进, 这些问题会得到解决。其次,抛光过程中的检测技术和精密控制技术要求相当高, 且因相互之间的技术保密, 为进一步发展增加了难度。再其次, 如果利用激光对超硬材料表面进行抛光时, 因为它比较适合材料粗抛光后的精抛光, 所以如直接利用它对样品进行抛光, 由于材料的剥离量小, 效率就比较低, 此时, 一般是综合使用多种抛光方法。但是对其它的非超硬材料进行抛光时, 则它既可以对材料进行粗抛光也可以进行精抛光。
总之, 激光抛光技术的发展会推动激光精密加工技术和激光微细加工技术的更快发展。此外，加强硬脆材料激光抛光技术的研究，对我国微加工技术发展有重要意义。
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激光显示技术的发展现状
目录 摘要 (2) 1引言 (3) 2激光显示技术 (3) 2.1激光显示技术原理 (3) 2.2激光显示技术特征 (4) 2.3激光显示技术类型 (4) 3激光显示技术发展历史 (5) 3.1国内激光显示技术发展历史 (5) 3.2国外激光显示技术发展历史 (5) 4激光显示技术发展现状 (6) 4.1国内激光显示技术发展现状 (6) 4.2国际激光显示技术发展现状 (9) 5总结 (10) 6致谢 (10) 7参考文献 (11)
摘要 激光显示作为新一代显示技术，继承了数字显示技术所有优点，能够最完美的再现自然色彩。本文简要介绍了激光显示技术的原理、特征、类型，并对国内外激光显示技术的发展历史和现状作了介绍。 关键词：激光显示技术、三基色激光、激光三维显示、数字显示技术 Abstract As a new generation of display technology, laser display inherited all the advantages of digital display, and can perfectly reproduce the natural colors. In this thesis, the principle, characteristic and type of laser display technology are introduced briefly. In addition, the developmental history and present status of which laser display is in domestic and overseas area are introduced too. Key words :Laser display technology；Tricolor laser；Three dimension display of laser ；Digital display technology
激光检测技术研究现状与发展趋势
激光检测技术研究现状与发展趋势 提要：激光检测学科发展现状在光电检测领域，利用光的干涉、衍射和散射进行检测已经有很长的历史。由泰曼干涉仪到莫尔条纹，然后到散斑，再到全息干涉，出现了一个个干涉场，物理量（如位移、温度、压力、速度、折射率等）的测量不再需要单独测量，而是整个物理量场一起进行测量。自从激光出现以后，电子学领域的许多探测方法（如外差、相关、取样平均、光子计数等）被引入，使测量灵敏度和测量精度得到大大提高。用激光检测关键技术(激光干涉测量技术、激光共焦测量技术、激光三角测量技术)实现的激光干涉仪、激光位移传感器等，可以完成纳米级非接触测量。可以说，超精密加工技术将随着高精密激光检测技术的发展而发展；在此基础上，提出了激光测量需解决的关键技术及今后的发展方向。 1.测量原理 1.1激光测距原理 先由激光二极管对准目标发射激光脉冲。经目标反射后激光向各方向散射。部分散射光返回到传感器接收器，被光学系统接收后成像到雪崩光电二极管上。雪崩光电二极管是一种内部具有放大功能的光学传感器，因此它能检测极其微弱的光信号。记录并处理从光脉冲发出到返回被接收所经历的时间，即可测定目标距离。
1.2激光测位移原理 激光发射器通过镜头将可见红色激光射向被测物体表面，经物体反射的激光通过接收器镜头，被内部的CCD线性相机接收，根据不同的距离，CCD线性相机可以在不同的角度下“看见”这个光点。根据这个角度及已知的激光和相机之间的距离，数字信号处理器就能计算出传感器和被测物体之间的距离。 2.激光测量系统的应用 激光功率和能量是描述激光特性的两个基本参数，激光功率计和能量计是最常用的两类激光测量仪器。随着激光技术的不断发展，对激光测试技术和测量仪器提出了更高要求。由于调Q和锁模激光的出现和应用，要求测量的激光功率已从毫瓦、瓦、千瓦、兆瓦直到千兆瓦以上。激光能量也从毫焦尔逐渐跨过千焦尔。脉冲激光的持续时间也由毫秒、微秒、毫微秒、而缩短至微微秒量级。光谱范围也从紫外、可见、红外扩展到近毫米波段。激光精密测量和某些生物医学方面的研究和应用(如眼科治疗、细胞手术器等)的发展，对激光测量的精度也提出了非常高的要求。 2.1激光非球面检测技术 长期以来，非球面检测技术一直制约着非球面制造精度的提高，尤其对于高精度非球面的检测。规的非球面检测方法如刀口阴影法、激光数字干涉法及接触式光栅测量法等，对于检测工件表面来说都有一定的局限性。原子力显微镜是利用纳米级的探针固定在可灵敏操控的微米级尺度的弹性悬臂上，当针尖很靠近样品时，其顶端的原子与
激光技术的发展与展望
激光技术的发展与展望 "激光"一词是"LASER"的意译。LASER原是Light amplification by stimulated emissi on of radiation取字头组合而成的专门名词，在我国曾被翻译成"莱塞"、"光激射器"、"光受激辐射放大器"等。1964年，钱学森院士提议取名为"激光"，既反映了"受激辐射"的科学内涵，又表明它是一种很强烈的新光源，贴切、传神而又简洁，得到我国科学界的一致认同并沿用至今。 从1961年中国第一台激光器宣布研制成功至今，在全国激光科研、教学、生产和使用单位共同努力下，我国形成了门类齐全、水平先进、应用广泛的激光科技领域，并在产业化上取得可喜进步，为我国科学技术、国民经济和国防建设作出了积极贡献，在国际上了也争得了一席之地。 一、我国早期激光技术的发展 1957年，王大珩等在长春建立了我国第一所光学专业研究所--中国科学院（长春）光学精密仪器机械研究所（简称"光机所"）。在老一辈专家带领下，一批青年科技工作者迅速成长，邓锡铭是其中的突出代表。早在1958年美国物理学家肖洛、汤斯关于激光原理的著名论文发表不久，他便积极倡导开展这项新技术研究，在短时间内凝聚了富有创新精神的中青年研究队伍，提出了大量提高光源亮度、单位色性、相干性的设想和实验方案。1960年世界第一台激光器问世。1961年夏，在王之江主持下，我国第一台红宝石激光器研制成功。此后短短几年内，激光技术迅速发展，产生了一批先进成果。各种类型的固体、气体、半导体和化学激光器相继研制成功。在基础研究和关键技术方面、一系列新概念、新方法和新技术（如腔的Q突变及转镜调Q、行波放大、铼系离子的利用、自由电子振荡辐射等）纷纷提出并获得实施，其中不少具有独创性。 同时，作为具有高亮度、高方向性、高质量等优异特性的新光源，激光很快应用于各技术领域，显示出强大的生命力和竞争力。通信方面，1964年9月用激光演示传送电视图像，1964年11月实现3～30公里的通话。工业方面，1965年5月激光打孔机成功地用于拉丝模打孔生产，获得显著经济效益。医学方面，1965年6月激光视网膜焊接器进行了动物和临床实验。国防方面，1965年12月研制成功激光漫反射测距机（精度为10米/10公里），1966年4月研制出遥控脉冲激光多普勒测速仪。 可以说，在起步阶段我国的激光技术发展迅速，无论是数量还是质量，都和当时国际水平接近，一项创新性技术能够如此迅速赶上世界先进行列，在我国近代科技发展史上并不多见。这些成绩的取得，尤其是能够把物理设想、技术方案顺利地转化成实际激光器件，主要得力于光机所多年来在技术光学、精密机械和电子技术方面积累的综合能力和坚实基础。一项新技术的开发，没有足够的技术支撑是很难形成气候的。 二、重点项目带动激光技术的发展 激光科技事业从一开始就得到了领导和科学管理部门的高度重视。当时中国科学院副院长张劲夫提出建立专业激光研究所的设想，很快得到国家科委、国家计委的批准。主管科技的聂荣臻副总理还特别批示：研究所要建在上海，上海有较好的工业基础，有利于发展这一新技术。1964年，我国第一所，也是当时世界上第一所激光技术的专业研究所--中国科学院上海光学精密机械研究所（简称"上海光机所"）成立。当年12月在上海召开全国激光会议，张劲夫、严济慈出席并主持会议，140位代表提交了103篇学术报告。 1964年启动的"6403"高能钕玻璃激光系统、1965年开始研究的高功率激光系统和核聚变研究，以及1966年制定的研制15种军用激光整机等重点项目，由于技术上的综合性和高难度，有力地牵引和带动了激光技术各方面在中国的发展。我国的激光科技事业，虽然也遭遇了"文革"十年浩劫，但借助于重点项目的支撑，
浅谈激光烧蚀技术的应用及研究进展
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中国激光技术发展回顾与展望
中国激光技术发展回顾与展望 名称研制成功时间研制人 He-Ne激光器1963年7月邓锡铭等 掺钕玻璃激光器1963年6月干福熹等 GaAs同质结半导体激光器1963年12月王守武等 脉冲Ar+激光器1964年10月万重怡等 CO2分子激光器1965年9月王润文等 CH3I化学激光器1966年3月邓锡铭等 YAG激光器1966年7月屈乾华等 可以说，在起步阶段我国的激光技术发展迅速，无论是数量还是质量，都和当时国际水平接近，一项创新性技术能够如此迅速赶上世界先进行列，在我国近代科技发展史上并不多见。这些成绩的取得，尤其是能够把物理设想、技术方案顺利地转化成实际激光器件，主要得力于光机所多年来在技术光学、精密机械和电子技术方面积累的综合能力和坚实基础。一项新技术的开发，没有足够的技术支撑是很难形成气候的。 激光科技事业从一开始就得到了领导和科学管理部门的高度重视。当时中国科学院副院长张劲夫提出建立专业激光研究所的设想，很快得到国家科委、国家计委的批准。主管科技的聂荣臻副总理还特别批示：研究所要建在上海，上海有较好的工业基础，有利于发展这一新技术。1964年，我国第一所，也是当时世界上第一所激光技术的专业研究所——中国科学院上海光学精密机械研究所（简称“上海光机所”）成立。当年12月在上海召开全国激光会议，张劲夫、严济慈出席并主持会议，140位代表提交了103篇学术报告。 1964年启动的“6403”高能钕玻璃激光系统、1965年开始研究的高功率激光系统和核聚变研究，以及1966年制定的研制15种军用激光整机等重点项目，由于技术上的综合性和高难度，有力地牵引和带动了激光技术各方面在中国的发展。我国的激光科技事业，虽然也遭遇了“文革”十年浩劫，但借助于重点项目的支撑，仍艰难地生存了下来并取得可贵的进展。 1、“6403”高能钕玻璃激光系统 1964年启动，最后从技术上判定热效应是根本性技术障碍，于1976年下马。这一项目对发展高能激光技术有历史贡献是不可忽视的，它使我国激光技术的水平上了一个台阶。其成果主要表现在：（1）建成了具有工程规模的大口径（120毫米）振荡—放大型激光系统，最大输出能量达32万焦耳；改善光束质量后达3万焦耳。（2）实现了系统技术集成，成功地进行了打靶实验，室内10米处击穿80毫米铝靶，室外2公里距离击穿0.2毫米铝耙，并系统地研究了强激光辐射的生物效应和材料破坏机理。（3）第一次揭示了强光对激光系统本身的光损伤现象和机制。（4 ）第一次深入和理解激光光束质量的重要性和物理内涵，采用了一系列提高光束质量的创新性技术，如万焦耳级非稳腔激光器、片状激光器、振荡—扫瞄放大式激光系统、尖劈法光束质量诊断等。（5）激光元器件和支撑技术有了突破性提高，如低吸收高均匀性钕玻璃熔炼工艺、高能脉冲氙气、高强度介质膜、大口径（1.2米）光学精密加工等。（6）培养和造就了一批技术骨干队伍。 2、高功率激光系统和核聚变研究 1964年王淦昌独立提出激光聚变倡议，1965年立项开始研究。经几年努力，建成了输出功率10（上标10）瓦的纳秒级激光装置，并于1973年5月首次在低温固氘靶、常温氘化锂靶和氘化聚乙烯上打出中子。1974年研制成功我国第一台多程片状放大器，把激光输出功率提高了10倍，中子产额增加了一个量级。在国际上向心压缩原理解密后，积极跟踪并于1976年研制成六束激光系统，对充气玻壳靶照射，获得了近百倍的体压缩。这一系列的重大突破，使我国的激光聚变研究进入世界先进行列，也为以后长期的持续发展奠定了基础 3、军用激光研究 1966年12月，国防科委主持召开了军用激光规划会，48个单位130余人参加，会议制定了包括含15种激光整机、9种支撑配套技术的发展规划。虽未正式批准生效，但仍起了有益的推动作用。此后的几年内，这一领域涌现了一批重要成果。例如：（1）靶场激光距技术初试成功：采用重复频率为20赫兹的YAG调Q激光器，测距精度优于2米，最远测量距离达660公里，加在经纬仪上，可实现对飞行目标的单站定轨。这一成果为以后完成洲际导弹再入段轨迹测量创造了必要条件。（2）红宝石激光人造卫星测
激光技术的发展及应用论文
激光技术的发展及应用 引言 随着激光技术的飞速发展和广泛应用激光已成为工业生产，科学探测和现代军事战争中极为重要的工具。总结了激光技术在工业生产，军事，国防，医疗等行业中的应用，提出激光技术应用领域的发展趋势。 “激光”一词是“LASER”的意译。LASER原是Light amplificati on by stimulated emissi on of radiation取字头组合而成的专门名词，在我国曾被翻译成“莱塞”、“光激射器” 、“光受激辐射放大器”等。激光具有普通光源发出的光的所有光学特性，是上世纪 60 年代所诞生和发展起来的新技术。1964年，钱学森院士提议取名为“激光”，既反映了“受激辐射”的科学内涵，又表明它是一种很强烈的新光源，贴切、传神而又简洁，得到我国科学界的一致认同并沿用至今。 激光不是普通的光，其特性是任何光都无法比拟的。激光能量密度高，其亮度比太阳表面还高数百亿倍；[1]激光方向性强，其发散度仅为毫弧度量级，所以用途非常广泛。由于激光的优异特性，使激光在工业生产，科技探测，军事等方面得到了广泛应用，激光渗透到社会的各个行业，而且发展潜力还非常大，激光也成为了当代科学发展最快的科学领域之一。 一、激光发展史 激光技术的启蒙研究发展就完全印证了上面的话。最早对激光做出理论研究的人是爱因斯坦，1916年爱因斯坦提出受激辐射的概念，即处于高能级的原子受外来光子作用，当外来光子的频率与其跃迁频率恰好一致时，原子就会从高能级跃迁到低能级，并发射与外来光子完全相同的另一光子，新发出的光子不仅在
频率方面与外来光子相一致，而且在发射方向、偏振态以及位相等方面均与外来光子相一致，因此，受激辐射具有相干性；在发生受激辐射时，一个光子变成了两个光子，利用这个特点，可实现光放大，并且能够得到自然条件下得不到的相干光． 受激辐射提出后，陆续有科学家进行研究。如1916-1930年间拉登堡及其合作者对氖的色散的研究并于1933年绘制出色散系数随放电带电流密度变化的曲线。1940年法布里坎特首先注意到了负吸收现象。这一阶段发展并不迅速。到了第二次世界大战之后，1947年兰姆和雷瑟夫指出通过粒子数反转可以受激辐射，从此激光理论的研究开始突破。1952年帕塞尔及其合作者实现了粒子数反转，观察到了负吸收现象。第二年，韦伯产生了利用受激辐射诱发原子或分子，从而放大电磁波的思想，进而提出了微波辐射器的原理。1957年斯科威尔实现了固体顺磁微波激射器。既然微波可以激发受激辐射，那么红外乃至可见光等也应该可以。1958年汤斯和肖洛发表了著名的“红外与光学激射器”一文，1959年汤斯提出了建造红宝石激光器的建议。终于1960年由休斯航空公司的莱曼建造出第一部可用的激光装置。（我国第一台红宝石激光器于15个月后的1961年8月建成。）从此人类拥有了激光这一利器。 由于生产技术不成熟，激光技术产生之初并未有太多实际用途。后虽有切割，光束武器等应用，但又受制于制造成本高昂和气候条件复杂等。几十年来各方面工程师和专家一直努力改进创新激光技术及应用，随着激光技术的发展成熟，今天，它已经广泛地应用于生产生活的各方面。 二、激光的特点及激光器 激光的特点主要有四点，一是方向性好，激光束偏离轴线的发散角往往非常小，甚至可以用来测量地球到月球的精确距离（发射到38万公里外的月球形成的光斑直径不超过一公里）；二是亮度高，激光功率在空间高度集中，亮度是普通太阳光的百万倍；三是单色性好，比如氪激光的波长范围只有4.7微埃，比原来个公认单色性最好的氪灯高出数个数量级；四是相干性好，激光器输出的光子频率、偏振、相位和传播方向都完全一致，这使得很多光学实验的精度大大提高。
激光技术的现状及发展前景论文
激光切割技术的现状与发展 班级：13光信1 姓名：邱丽芬学号：1311122107 {摘要}：介绍了我国国内激光切割设备的现状和激光切割技术的发展前景，简要介绍激光切割原理，提出了该技术的发展目标及需要解决的问题。 {关键词}：激光切割设备国内市场激光切割机现状发展前景 引言 近年来，激光切割加工技术发展很快，国际上每年都以20%～30%的速度增长。我国1985 年以来，更以每年25 %以上的速度增长。由于我国激光工业基础较差，激光加工技术的应用尚不普遍，激光加工整体水平与先进国家相比仍有较大差距，相信随着激光加工技术的不断进步，这些障碍和不足会得到解决。激光切割技术必将成为21 世纪不可缺少的重要的钣金加工手段。激光切割加工广阔的应用市场，加上现代科学技术的迅猛发展，使得国内外科技工作者对激光切割加工技术进行不断探入的研究，推动着激光切割加工技术不断地向前发展。 一．我国激光切割设备与现状 全球激光制造技术发展飞速，我国与国际激光技术水平的差距有所增大，高端的激光加工成套装备几乎全部依赖进口，致使国外激光制造装备在我国市场的占有率高达70％。预计未来10年内，我国对这些高性能激光切割系统的市场需求量将达到100亿元。如此迫切和巨大的市场需求反应出激光加工的手段已经覆盖到国民经济各个重要领域，同时也影响着国防、航空航天等关键技术的突破，我们不仅仅是解决目前国内该产品的空白，同时也旨在解决激光加工领域多层面技术核心问题，如激光数控、激光机床新型结构、高质量激光加工的技术瓶颈等。 从中小功率激光切割设备取代传统加工工艺的优势来分析，与传统刀具机床设备相比，激光设备采用无接触的热加工方式，具有极高的能量聚集性、光斑细小、热扩散区少、个性化加工、加工品质高、无“刀具”磨损等优势，激光切口光滑无飞边，一些柔性材料自动收口，无变形，加工图形可通过计算机随意设计和输出，无需繁杂的刀模设计和制作。
激光技术的发展历史
73 2006 NO.9&10 记录媒体技术激 光的发明是20世纪中期一项划时代的成就，对人类社会文明产生了极其深远的影响。人们把 激光和原子能、半导体、计算机列在一起，称为20世纪的“新四大发明”。激光的出现不但引起了光学革命性的发展，冲击了整个物理学，并且对其它学科如化学、生物学和技术及应用学科如电机工程学、材料科学、医学等都产生了巨大的影响。像蒸汽机、发电机和电动机、晶体管、计算机这些创新一样，激光是一项通用技术，它提供了可以在大量实际领域应用的技术能力。对光盘存储而言，激光的发明是光盘存储技术必不可少的基础，它为光盘存储提供了一个有足够功率并且能够汇聚成很小光斑(微米级或亚微米级)的光源。可以说，没有激光的发明，就没有后来的光盘的发明。本文主要为光盘技术人员介绍激光技术的发展历史和趋势。 一、激光的发明和发展 所谓激光就是受激发射的光，是被其它辐射感应而激发的辐射。激光的英文名词为Laser ，是Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation 的词首字母构成的新词，其原意是受激辐射光放大器。早期在我国曾被翻译成“莱塞”、“雷射”、“光激射器”、“光受激辐射放大器”等。直到1964年，由钱学森院士提议取名为“激光”，它既反映了“受激辐射”的科学内涵，又表明了它是一种很强烈的新光源。钱学森院士的提议得到国内学术界的一致认同，在中国大陆激光这个新名词就一直沿用至今。 现在我们知道，物质的发光过程有两种：一种称为自发辐射，另一种称为受激辐射。自发辐射是在没有外来光子情况下，原子自发地、独立地从高能级E 2向低能级E 1的跃迁。自发辐射是随机过程，跃迁时发出的光在相位、偏振态和传播方向上都彼此无关。受激辐射是处于高能级E 2的原子，在受到能量为hv = E 2-E 1的外来光子的激励时，跃迁到低能级E 1，并辐射一个与外来光子的频率、相位、振动方向和传播方向都相同的光子。 1916年，爱因斯坦根据物质发光和吸收必须符合能量守恒的基本原则，预言除了大量的自发辐射以外还必然存在着少量的受激辐射，并且这种受激辐射还 激光技术的发展历史 ◇顾 颖 会进一步引发同类的受激辐射，因此可以获得受激辐射被增强的效应。爱因斯坦的论断为激光的发明提供了理论基础。 图1 自发辐射和受激辐射 图2 爱因斯坦 此后，科学家们多次企图在原子发光实验中验证受激辐射的存在，但是要从大量的自发辐射中区分出只含万分之几的受激辐射确实是十分困难的，所以始终未能获得成功。 第二次世界大战时期，由于军事上雷达技术的需要，微波辐射和分子光谱学得到迅速发展，研究前沿向更短的波长领域推进，以达到更高分辨率的目标。战争结束后，美国军方对毫米级波谱学的研究工作保持着强烈的兴趣，因为其方便的部件可以用于减少导弹的重量、设计安装在坦克和潜水艇上的轻量级短波雷达、以及用于提高短波通讯的安全性。科学家们在军方的资助下能够利用战后剩余的微波设备继续微波辐射研究。1951年，美国哥伦比亚大学教授汤斯(Charles Townes)开始了“受激辐射微波放大器”(Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation-MASER ，译作脉塞)的研究。1954年，汤斯和他的学生古尔德(Gordon Gou)合作制成了第一台脉塞，他成功地隔离了激发态氨(Ammonia)分子并实现了粒子数反转(上能级分子数分布大于下能级分子)，把一束受激的氨分子束瞄准进入谐振腔，使腔内激发态氨分子受激跃迁产生24千兆赫频率的辐射信号。第一个脉塞辐射的波长略大于1厘米，功率只有几十毫微 瓦，但是能量集中在很窄的谱线内。同年，苏联科学
磨料水射流抛光加工工艺参数优化研究
磨料水射流抛光加工工艺参数优化研究 磨料水射流抛光加工是在磨料水射流切割基础上演变而来的一种新型特种加工方法,相比于传统的机械抛光技术以及许多当代抛光技术,磨料水射流是唯一的一种冷加工方法,具有无工具磨损、无污染、反作用力小、加工柔性高、工件不会产生热变形等优越性。而且,传统的抛光加工技术在加工细长管、异型曲面等复杂零部件时,因其抛光头无法触及,导致其加工难度大,甚至无法实现抛光处理。 因此,有必要对磨料水射流抛光加工技术进行深入研究。本文基于液固两相流模型和流体仿真数学模型,通过仿真和实验等手段分别探讨了磨料水射流冲蚀工件的喷嘴内外流场,磨料水射流抛光工艺参数对工件表面质量的影响规律,并在传统的优化方法基础上引进人工智能算法对抛光加工参数进行了优化。 主要研究内容如下:(1)磨料水射流液固二相流基本特性研究。基于射流流体理论、小孔口射流及射流边界层基础理论,探究了磨料水射流液固二相流的基本特性、水射流及磨料水射流的主要特征参数,重点探讨了磨料水射流中水射流和磨料射流分别对目标靶件的作用力,分析了磨料水射流冲蚀破坏去除材料的过程及材料去除机理;(2)基于流体仿真数学模型的磨料水射流冲蚀仿真分析。 利用Fluent软件数值模拟分析了水射流喷嘴外部流场,探讨了水射流喷嘴外部流体的流动特性,对比了纯水射流和磨料射流在相同条件下冲蚀工件时的速度、体积、压力及壁面剪切力分布特征,并通过冲蚀钢板、生物陶瓷的对比实验进行了验证,进行了磨料水射流冲蚀喷嘴内外流场的仿真分析,研究了变角度、变靶距及变压力下的磨料水射流冲蚀喷嘴外流场的速度、压力及壁面剪切力分布特征,并在相同条件下进行了实验初步验证;(3)磨料水射流抛光工艺参数对工件表
激光技术在海军的运用研究
激光技术在海军的运用研究 摘要：激光实为二十世纪一项重大发明，由于其具有集束性、强度强、频宽窄及同调性 ，使激光成为一项深具发展潜力之技术。本文针对激光的特性，配合其它国家在 激光科技上之发展，以本军现阶段的需求考虑，分成：攻击武器上之运用、惯性 导引之应用、船模的流力实验之应用三方面，提供其可行性之参考。 一、前言 在本刊第32卷第8期中个人所撰写之「激光及其国防上之用途」一文曾对于激光作一广泛性之介绍，并对于国防用途上曾经使用激光之相关设备与成效作一说明， 个人进一步考虑激光的特性及其相关的应用技术，在本军之战备整备上可能之用 途，提出下列建议以供参考。 二、攻击武器上之运用 就其攻击能力及用途而言依激光功率可分为低能激光武器及高能激光武器。低能 激光武器已应用于杀伤人员、破坏侦察装备及光学器材，虽然它的激光功率不高 ，但已足以使人员失明、受伤、死亡或衣物起火而丧失战斗能力，同时亦可使夜 视仪等光学器材失效。而应用于人员致盲的用途上，亦有多项实战成果。英国海 军于1981年开始在舰艇上装载激光眩目武器，并于1982年的英阿福克兰群岛战役 中发挥功效，使阿国空军的4B、A-4、MB339A飞机于接近英舰执行轰炸时，被激光眩目武器照射后造成飞机墬海，或因闪避而被己方炮火误中。而前苏联海军舰艇也装载不少类似仪器，1987年于太平洋上曾对跟踪其舰队之美军飞机照射，使飞行员眩目而逃。 就高能激光武器而言，由于其功率较高，杀伤力更大，可用于攻击飞机、飞弹、 坦克，甚至于可击落人造卫星。1976年，美国陆军利用车载激光武器击落一架飞 行高度约914米的飞行靶机，同年10月又击落了两架飞行高度约900米之无人架驶 的直升机靶机。又如美国空军于1983年曾利用激光二氧化碳击落响尾蛇飞弹，同 年9月于模拟战机低空攻击军舰时，利用激光武器击落三架飞行靶机。 而利用激光武器攻击导弹及人造卫星的实验也达到相当的成效。1978年美国陆军 利用激光武器在1-2公里的距离内，击中飞行中的反坦克飞弹，使其裂成碎片。美 国海军所研发的「海光」激光武器系统，可用于近程防空的用途。该系统的激光 功率为2.2兆瓦，有效距离为4.7公里，光斑的大小为直径1厘米。而前苏联海军的 「基洛夫」核子动力巡洋舰亦装载中红外光化学激光武器试验，其有效距离可达 10公里。而1975年，美国两颗卫星在飞抵前苏联西伯利亚的导弹发射场上空侦察 时，被前苏联反卫星激光武器击毁。 激光武器的优点可分述如下： （一）、反应时间短、照射速度快、命中率高 一般使用火炮、飞弹来拦截、攻击来袭的飞机或飞弹等高速的空中运动目标时， 必须有数分钟到十数分钟的预警时间及数十秒的反应时间，通常由于发现敌目标 物出现时，已无充足的反应时间，而无法有效拦截。然而激光光的速度为每秒30
激光技术简介及发展历程介绍
激光技术简介及发展历程介绍 世界上第一台激光器诞生于1960年，我国于1961年研制出第一台激光器，40多年来，激光技术与应用发展迅猛，已与多个学科相结合形成多个应用技术领域，比如光电技术，激光医疗与光子生物学，激光加工技术，激光检测与计量技术，激光全息技术，激光光谱分析技术，非线性光学，超快激光学，激光化学，量子光学，激光雷达，激光制导，激光分离同位素，激光可控核聚变，激光武器等等。这些交叉技术与新的学科的出现，大大地推动了传统产业和新兴产业的发展。 一、激光技术应用简介 激光加工技术是利用激光束与物质相互作用的特性对材料(包括金属与非金属)进行 切割、焊接、表面处理、打孔、微加工以及做为光源，识别物体等的一门技术，传统应用最大的领域为激光加工技术。激光技术是涉及到光、机、电、材料及检测等多门学科的一门综合技术，传统上看，它的研究范围一般可分为： 1.冠钧激光加工系统。包括激光器、导光系统、加工机床、控制系统及检测系统。 2.冠钧激光加工工艺。包括切割、焊接、表面处理、打孔、打标、划线、微调等各种加工工艺。 激光焊接：汽车车身厚薄板、汽车零件、锂电池、心脏起搏器、密封继电器等密封器件以及各种不允许焊接污染和变形的器件。目前使用的激光器有YAG激光器，CO2激光器和半导体泵浦激光器。 激光切割：汽车行业、计算机、电气机壳、木刀模业、各种金属零件和特殊材料的切割、圆形锯片、压克力、弹簧垫片、2mm以下的电子机件用铜板、一些金属网板、钢管、镀锡铁板、镀亚铅钢板、磷青铜、电木板、薄铝合金、石英玻璃、硅橡胶、1mm以下氧化铝陶瓷片、航天工业使用的钛合金等等。使用激光器有YAG激光器和CO2激光器。
抛光工艺流程及技巧
的工艺流程及技巧 在制作过程中是很重要的一道工序，随着塑料制品的日溢广泛应用，对塑料制品的外观品质要求也越来越高，所以塑料型腔的表面质量也要相应提高，特别是镜面和高光高亮表面的对表面粗糙度要求更高，因而对的要求也更高。不仅增加工件的美观，而且能够改善表面的耐腐蚀性、耐磨性，还可以方便于后续的注塑加工，如使塑料制品易于脱模，减少生产注塑周期等。目前常用的方法有以下几种： ㈠机械 机械是靠切削、表面塑性变形去掉被后的凸部而得到平滑面的方法，一般使用油石条、羊毛轮、砂纸等，以手工操作为主，特殊零件如回转体表面，可使用转台等辅助工具，表面质量要求高的可采用超精研抛的方法。超精研抛是采用特制的磨具，在含有磨料的研抛液中，紧压在工件被加工表面上，作高速旋转运动。利用该技术可以达到μm的表面粗糙度，是各种方法中最高的。光学镜片常采用这种方法。 ⑴机械基本程序 要想获得高质量的效果，最重要的是要具备有高质量的油石、砂纸和钻石研磨膏等工具和辅助品。而程序的选择取决于前期加工后的表面状况，如机械加工、电火花加工，磨加工等等。机械的一般过程如下： ①粗抛经铣、电火花、磨等工艺后的表面可以选择转速在35 000—40 000 rpm的旋转表面机或超声波研磨机进行。常用的方法有利用直径Φ3mm、WA # 400的轮子去除白色电火花层。然后是手工油石研磨，条状油石加煤油作为润滑剂或冷却剂。一般的使用顺序为#180 ~ #240 ~ #320 ~ #400 ~ #600 ~ #800 ~ #1000。油石抛光方法，这个作业是最重要的高难度作业，根据加工品的不同规格，分别约70度的角位均衡的进行交叉研磨。最理想的往返范围约为40毫米～70毫米。油石作业也会根据加工品的材质而变化。许多制造商为了节约时间而选择从#400开始。 ②半精抛半精抛主要使用砂纸和煤油。油石作业结束后是砂纸作业，砂纸作业时，要注意模仁的圆边、圆角和桔皮的产生。所以油石流程尽量做到最细加工。砂纸抛光的重点。砂纸配合较硬的木棒像油石作业一样约70度角交叉地进行研磨，一面砂纸研磨次数约10次～15次。如果研磨时间过长，砂纸的研磨力会减低，这样就会导致加工面出现不均匀现象（这也是产生橘皮的原因之一）。 砂纸作业时一般都采用竹片进行研磨，实际使用材质弹力小的木棒或硬度低的铝棒约45度角进行研磨是最为理想的。研磨面不能使用或者弹性高的材料，不能用45度角研磨的形状可以用锐角。砂纸的号数依次为：#220 ~ #320 ~ #400 ~ #600 ~ #800 ~ #1000 ~ #1200 ~ #1500。实际上#1500砂纸只用适于淬硬的(52HRC 以上)，而不适用于预硬钢，因为这样可能会导致预硬钢件表面烧伤。 ③精抛精抛主要使用钻石研磨膏。若用布轮混合钻石研磨粉或研磨膏进行研磨的话，则通常的研磨顺序是9μm(#1800)~ 6μm(#3000)~3μm(#8000)。9μm的钻石研磨膏和布轮可用来去除#1200和#1500号砂纸留下的发状磨痕。接着用粘毡和钻石研磨膏进行，顺序为1μm(#14000)~ 1/2μm(#60000)~1/4μm(#100000)。 精度要求在1μm以上(包括1μm)的工艺在加工车间中一个清洁的室内即可进行。若进行更加精密的则必需一个绝对洁净的空间。灰尘、烟雾，头皮屑和口水沫都有可能报废数个小时工作后得到的高精密表面。 ⑵机械中的技巧 Ⅰ用砂纸应注意以下几点： ①用砂纸需要利用软的木棒或竹棒。在圆面或球面时，使用软木棒可更好的配合圆面和球面的弧度。而较硬的木条像樱桃木，则更适用于平整表面的。修整木条的末端使其能与钢件表面形状保持吻合，这样可以避免木条(或竹条)的锐角接触钢件表面而造成较深的划痕。 ②当换用不同型号的砂纸时，方向应变换45°~ 90°，这样前一种型号砂纸后留下的条纹阴影即可分辨出来。在换不同型号砂纸之前，必须用100%纯棉花沾取酒精之类的清洁液对表面进行仔细的擦拭，因为一颗很小的砾留在表面都会毁坏接下去的整个工作。从砂纸换成钻石研磨膏时，这个清洁过程同样重要。在继续进行之前，所有颗粒和煤油都必须被完全清洁干净。
激光技术在日常生活中的应用
激光技术在日常生活中的应用 ?世界上第一台激光器诞生于1960年，我国于1961年研制出第一台激光器，40多年来，激光技术与应用发展迅猛，已与多个学科相结合形成多个应用技术领域，比如光电技术，激光医疗与光子生物学，激光加工技术，激光检测与计量技术，激光全息技术，激光光谱分析技术，非线性光学，超快激光学，激光化学，量子光学，激光雷达，激光制导，激光分离同位素，激光可控核聚变，激光武器等等。这些交叉技术与新的学科的出现，大大地推动了传统产业和新兴产业的发展。 一、激光技术应用简介 激光加工技术是利用激光束与物质相互作用的特性对材料(包括金属与非金属)进行切割、焊接、表面处理、打孔、微加工以及做为光源，识别物体等的一门技术，传统应用最大的领域为激光加工技术。激光技术是涉及到光、机、电、材料及检测等多门学科的一门综合技术，传统上看，它的研究范围一般可分为： 1.激光加工系统。包括激光器、导光系统、加工机床、控制系统及检测系统。 2.激光加工工艺。包括切割、焊接、表面处理、打孔、打标、划线、微调等各种加 工工艺。 激光焊接：汽车车身厚薄板、汽车零件、锂电池、心脏起搏器、密封继电器等密封器件以及各种不允许焊接污染和变形的器件。目前使用的激光器有YAG激光器，CO2激光器和半导体泵浦激光器。 激光切割：汽车行业、计算机、电气机壳、木刀模业、各种金属零件和特殊材料的切割、圆形锯片、压克力、弹簧垫片、2mm以下的电子机件用铜板、一些金属网板、钢管、镀锡铁板、镀亚铅钢板、磷青铜、电木板、薄铝合金、石英玻璃、硅橡胶、1mm以下氧化铝陶瓷片、航天工业使用的钛合金等等。使用激光器有YAG激光器和CO2激光器。 激光打标：在各种材料和几乎所有行业均得到广泛应用，目前使用的激光器有YAG 激光器、CO2激光器和半导体泵浦激光器。 激光打孔：激光打孔主要应用在航空航天、汽车制造、电子仪表、化工等行业。激光打孔的迅速发展，主要体现在打孔用YAG激光器的平均输出功率已由5年前的400w 提高到了800w至1000w。国内目前比较成熟的激光打孔的应用是在人造金刚石和天然金刚石拉丝模的生产及钟表和仪表的宝石轴承、飞机叶片、多层印刷线路板等行业的生产中。目前使用的激光器多以YAG激光器、CO2激光器为主，也有一些准分子激光器、同位素激光器和半导体泵浦激光器。 ?激光热处理：在汽车工业中应用广泛，如缸套、曲轴、活塞环、换向器、齿轮等零部件的热处理，同时在航空航天、机床行业和其它机械行业也应用广泛。我国的激光热处理应用远比国外广泛得多。目前使用的激光器多以YAG激光器，CO2激光器为主。
化学机械抛光工艺(CMP)
化学机械抛光工艺（CMP） 摘要：本文首先定义并介绍CMP工艺的基本工作原理，然后，通过介绍CMP系统，从工艺设备角度定性分析了解CMP的工作过程，通过介绍分析CMP工艺参数，对CMP作定量了解。在文献精度中，介绍了一个SiO2的CMP平均磨除速率模型，其中考虑了磨粒尺寸，浓度，分布，研磨液流速，抛光势地形，材料性能。经过实验，得到的实验结果与模型比较吻合。MRR 模型可用于CMP模拟，CMP过程参数最佳化以及下一代CMP设备的研发。最后，通过对VLSI 制造技术的课程回顾，归纳了课程收获，总结了课程感悟。 关键词：CMP、研磨液、平均磨除速率、设备 Abstract：This article first defined and introduces the basic working principle of the CMP process, and then, by introducing the CMP system, from the perspective of process equipment qualitative analysis to understand the working process of the CMP, and by introducing the CMP process parameters, make quantitative understanding on CMP.In literature precision, introduce a CMP model of SiO2, which takes into account the particle size, concentration, distribution of grinding fluid velocity, polishing potential terrain, material performance.After test, the experiment result compared with the model.MRR model can be used in the CMP simulation, CMP process parameter optimization as well as the next generation of CMP equipment research and development.Through the review of VLSI manufacturing technology course, finally sums up the course, summed up the course. Key word: CMP、slumry、MRRs、device 1.前言
激光技术研究
激光技术研究 激光可以对金属和非金属进行加工，利用成束的激光与被加工材料之间发生作用使材料发生温度变化从而改变组织状态以进行加工。激光生产制造的类型分为激光焊、激光切分、热处理、穿孔和精密加工制造等，同时它还作为识别物体的一种光源。激光生产是涵盖了多项知识领域的加工方式，汇合了光、机、电、材料及检测等多方面技术。 标签：激光；加工；切割 中圖分类号：TB doi：10.19311/https://www.sodocs.net/doc/254618541.html,ki.1672-3198.2017.16.111 1 激光综述 “激光”曾有多个不同称呼，如激`光射器、光受激辐射放大器等。钱学森在1964年首先提到这个词，它可以体现出受激辐射的科学含义，且能形象的使人联想到它是一种很强的光。由于它的形象且简洁，这个名字受到了大多科学家们的喜爱，沿用至今。按照通常意义上看，它涉及的方面包括： （1）激光加工系统。包括激光器、光传导装置、生产设备、检控系统。 （2）激光加工工艺。包括激光焊、激光切分、热处理、穿孔和微处理加工等工法。 近几年来，随着科学家和学者们对这种技术不断的探索和钻研，新的激光技术涉及了很多方面。目前有一种叫作二极管泵浦金固态激光器的新型激光器，它标志着新一代激光器的改革创新；对采用精密激光生产制造的微处理方式钻研；制造适应生产特点的专用配套激光机床和相对应的激光器，提高生产周期以提高生产效率；生产加工系统智能化提高，在生产加工的基本功能下加入实时监测、报警的专家化系统功能，这种形式必然会长期发展下去；研究检查测定激光设备生产效率和影响质量的参数和调节；激光切割分离的应用，如在航空、轮船、汽车生产和特殊材料加工行业的应用；采用激光方法进行的焊接。对在加工过程中，不同材料焊接使用的参数跟踪检查，从而熟悉了解激光对各种金属及非金属材料的焊接方法和各项参数；用激光对产品表面或加工零件做热处理改变组织。结合CAD/CAM、材料物理组织结构，表面热处理加工等技术，利用激光提高这方面的生产能力；对加工生产的辅助装置以及激光束质量的研究。分析加工生产中需要怎样的光束，需要何种的质量，以及分析加工中的光学监控检查系统和辅助工装设计的要求；对利用激光快的特点使材料迅速达到自己想要的形状，使激光的使用范围大大扩大；采用激光治病：它在此领域的使用包括光医治和光检测两种，光医治中把激光当成一种能量，光检测中把它作为一种可以传递消息的工具；激光在物质化学中的应用。这一方面对激光的利用具有十分好的前景，但是现如今
物理学与激光技术的发展
物理学与激光技术的发展 姓名:任玥专业:小教1002 学号：1505100221 摘要：本文从激光技术的起源出发介绍了激光技术发展的物理学基础，同时举例说明了几十年来激光技术在军事、医学、工农业生产、能源动力、通信、信息处理、文化艺术、科研等各个领域等各个领域的发展及应用，展现了激光技术产生后对人类社会的重大影响。同时，本文还介绍了激光技术本身及其提供的研究手段对物理学科发展的促进和推动作用。 关键词：激光技术物理学激光应用发展 21世纪知识经济占主导地位，大力发展高新技术是迎接知识经济时代到来 的必然选择。目前全球业界公认的发展最快的、应用日趋广泛的最重要的高新技术就是光电技术，他必将成为21世纪的支柱产业。而在光电技术中，其基础技术之一就是激光技术。激光技术必将推动人类科学技术的革命和进步。 激光一词源于受辐射光放大的缩写。1960年，美国物理学家梅曼做成了第一台红宝石激光器。由此而发展起来的激光技术也是现代最活跃的科学技术之一，40多年来，以激光器为基础的激光技术有了迅速的发展，已广泛地应用于各个领域，取得了相当好的经济效益和社会效益。 激光技术与应用发展离不开物理学的指导与推动，物理学的理论指导大大的推动了激光技术的快速全面发展，而激光应用本身及其提供的研究手段又促进了物理学的发展。下面我将从几大方面来谈物理学与激光技术的发展。 一．激光技术发展的物理学基础 光物理的基础研究孕育了激光器的诞生。早在19世纪，物理学家们就进行了基础性探究性的研究，科学家门进行了关于电磁波的卓越研究，1900年普朗克引入了能量量子概念。到了20世纪，1905年，伟大的科学家爱因斯坦提出了光量子和光电效应的概念，揭示了辐射的波粒二象性，在1916年他发表了《关于辐射的量子理论》，其中提出了受激发射的概念，为激光技术提供了理论基础。20世纪40年末，50年代初，人们在研究微波波谱学时注意到利用物质体系特定能级间粒子数分布的反转和相应的受激辐射过程，对入射的微波电磁辐射信号进行相干放大的可能。在此设想的启发下，美国和苏联的两国科学家分别在1954年前后研制成一批微波激射器。很自然地，人们想到用相同原理推广到电磁波谱的光频波段，以产生强的相干光辐射。1958年，美国物理学家肖格和汤斯发表题为《红外与光学激射器》的论文，提出了研制激光器的可能性和有关条件的设想。1960年，美国的梅曼博士，在纽约宣布他于5月15日研制成了红宝石激光器。这是世界上第一束激光。从此，激光走向新技术的开发和工程应用阶段。