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激光應(yīng)用
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| 發(fā)布時(shí)間：2010.06.02 新聞來(lái)源：方圓集團(tuán)上海激光科技有限公司 瀏覽次數(shù)： |
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激光應(yīng)用
激光發(fā)展
激光是在 1960 年正式問(wèn)世的。但是，激光的歷史卻已有 100 多年。確切地說(shuō)，遠(yuǎn)在 1893 年，在波爾多一所中學(xué)任教的物理教師布盧什就已經(jīng)指出，兩面靠近和平行鏡子之間反射的黃鈉光線隨著兩面鏡子之間距離的變化而變化。他雖然不能解釋這一點(diǎn)，但為未來(lái)發(fā)明激光發(fā)現(xiàn)了一個(gè)極為重要的現(xiàn)象。 1917 年愛(ài)因斯坦提出 “ 受激輻射 ” 的概念，奠定了激光的理論基礎(chǔ)。
1958 年美國(guó)科學(xué)家肖洛和湯斯發(fā)現(xiàn)了一種奇怪的現(xiàn)象：當(dāng)他們將閃光燈泡所發(fā)射的光照在一種稀土晶體上時(shí)，晶體的分子會(huì)發(fā)出鮮艷的、始終會(huì)聚在一起的強(qiáng)光。由此他們提出了 “ 激光原理 ” ，受激輻射可以得到一種單色性、亮度又很高的新型光源。
1958 年，貝爾實(shí)驗(yàn)室的湯斯和肖洛發(fā)表了關(guān)于激光器的經(jīng)典論文，奠定了激光發(fā)展的基礎(chǔ)。
1960 年 7 月 8 日，美國(guó)人梅曼 (T. H. Maiman) 發(fā)明了世界上第一臺(tái)紅寶石激光器。梅曼利用紅寶石晶體做發(fā)光材料，用發(fā)光度很高的脈沖氙燈做激發(fā)光源，獲得了人類有史以來(lái)的第一束激光。 從此人們便可獲得性質(zhì)和電磁波相似而頻率穩(wěn)定的光源。研究現(xiàn)代化光通信的時(shí)代也從此開(kāi)始。激光器的英文簡(jiǎn)稱叫 LASER ，意思是 “ 受激發(fā)射的光放大 ” 。
1965 年，第一臺(tái)可產(chǎn)生大功率激光的器件 -- 二氧化碳激光器誕生。
1967 年，第一臺(tái)Ｘ射線激光器研制成功。
1997 年，美國(guó)麻省理工學(xué)院的研究人員研制出第一臺(tái)原子激光器。
行業(yè)應(yīng)用
目前激光已廣泛應(yīng)用到激光焊接、激光切割、激光打孔（包括斜孔、異孔、膏藥打孔、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(biāo)、玻璃內(nèi)雕、激光微調(diào)、激光光刻、激光制膜、激光薄膜加工、激光封裝、激光修復(fù)電路、激光布線技術(shù)、激光清洗等
由于激光具有高亮度、高方向性、高單色性和高相干性的特性，因此就給激光加工帶來(lái)如下一些其它方法所不具備的可貴特點(diǎn)
● 由于它是無(wú)接觸加工，對(duì)工件無(wú)直接沖擊，因此無(wú)機(jī)械變形；
● 激光加工過(guò)程中無(wú)"刀具"磨損，無(wú)"切削力"作用于工件；
● 激光加工過(guò)程中，激光束能量密度高，加工速度快，并且是局部加工，對(duì)非激光照射部位沒(méi)有或影 響極小。因此，其熱影響的區(qū)小工件熱變形小后續(xù)加工最小；
● 由于激光束易于導(dǎo)向、聚焦、實(shí)現(xiàn)方向變換，極易與數(shù)控系統(tǒng)配合、對(duì)復(fù)雜工件進(jìn)行加工因此它是一種極為靈活的加工方法；
● 生產(chǎn)效率高，加工質(zhì)量穩(wěn)定可靠，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益好 激光加工的優(yōu)勢(shì)
激光具有的寶貴特性決定了激光在加工領(lǐng)域存在的優(yōu)勢(shì)：
①由于它是無(wú)接觸加工，并且高能量激光束的能量及其移動(dòng)速度均可調(diào)，因此可以實(shí)現(xiàn)多種加工的目的。
②它可以對(duì)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(diǎn)的材料。
③激光加工過(guò)程中無(wú)“刀具”磨損，無(wú)“切削力”作用于工件。
④激光加工過(guò)程中，激光束能量密度高，加工速度快，并且是局部加工，對(duì)非激光照射部位沒(méi)有影響或影響極小。因此，其熱影響區(qū)小，工件熱變形小，后續(xù)加工量小。
⑤它可以通過(guò)透明介質(zhì)對(duì)密閉容器內(nèi)的工件進(jìn)行各種加工。
⑥由于激光束易于導(dǎo)向、聚集實(shí)現(xiàn)作各方向變換，極易與數(shù)控系統(tǒng)配合，對(duì)復(fù)雜工件進(jìn)行加工，因此是一種極為靈活的加工方法。
⑦使用激光加工，生產(chǎn)效率高，質(zhì)量可靠，經(jīng)濟(jì)效益好。
目前激光已廣泛應(yīng)用到激光焊接、激光切割、激光打孔、激光淬火、激光熱處理、激光打標(biāo)、玻璃內(nèi)雕、激光微調(diào)、激光光刻、激光制膜、激光薄膜加工、激光封裝、激光修復(fù)電路、激光布線技術(shù)、激光清洗等激光加工，廣泛應(yīng)用于電子、珠寶、眼鏡、五金、汽車、通訊產(chǎn)品、塑料按鍵、集成電路IC、醫(yī)療器械、模具、通訊、鐘表、標(biāo)牌、包裝、工藝品、皮革、木材、紡織、裝飾等行業(yè)。
激光切割加工：
應(yīng)用于金屬和非金屬材料的加工中，可大大減少加工時(shí)間，降低加工成本，提高工件質(zhì)量。脈沖激光適用于金屬材料，連續(xù)激光適用于非金屬材料，后者是激光切割技術(shù)的重要應(yīng)用領(lǐng)域。現(xiàn)代的激光成了人們所幻想追求的“削鐵如泥”的“寶劍”。 激光在工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用是有局限和缺點(diǎn)的，比如用激光來(lái)切割食物和膠合板就不成功，食物被切開(kāi)的同時(shí)也被灼燒了，而切割膠合板在經(jīng)濟(jì)上還遠(yuǎn)不合算。
激光焊接加工：
具有溶池凈化效應(yīng)，能純凈焊縫金屬，適用于相同和不同金屬材料間的焊接。激光焊接能量密度高，對(duì)高熔點(diǎn)、高反射率、高導(dǎo)熱率和物理特性相差很大的金屬焊接特別有利。激光焊接，用比切割金屬時(shí)功率較小的激光束，使材料熔化而不使其氣化，在冷卻后成為一塊連續(xù)的固體結(jié)構(gòu)。
激光打孔加工：
激光打孔技術(shù)具有精度高、通用性強(qiáng)、效率高、成本低和綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益顯著等優(yōu)點(diǎn)，已成為現(xiàn)代制造領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)之一。在激光出現(xiàn)之前，只能用硬度較大的物質(zhì)在硬度較小的物質(zhì)上打孔。這樣要在硬度最大的金剛石上打孔，就成了極其困難的事。激光出現(xiàn)后，這一類的操作既快又安全。但是，激光鉆出的孔是圓錐形的，而不是機(jī)械鉆孔的圓柱形，這在有些地方是很不方便的。
激光打標(biāo)加工：
激光打標(biāo)是激光加工最大的應(yīng)用領(lǐng)域之一。激光打標(biāo)是利用高能量密度的激光對(duì)工件進(jìn)行局部照射，使表層材料汽化或發(fā)生顏色變化的化學(xué)反應(yīng)，從而留下永久性標(biāo)記的一種打標(biāo)方法。激光打標(biāo)可以打出各種文字、符號(hào)和圖案等，字符大小可以從毫米到微米量級(jí)，這對(duì)產(chǎn)品的防偽有特殊的意義。準(zhǔn)分子激光打標(biāo)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新技術(shù)，特別適用于金屬打標(biāo)，可實(shí)現(xiàn)亞微米打標(biāo)，已廣泛用于微電子工業(yè)和生物工程。
激光熱、表處理加工藝包括：激光相變硬化、激光包覆、激光表面合金化、激光退火、激光沖擊硬化、激光強(qiáng)化電鍍、激光上釉，這些技術(shù)對(duì)改變材料的機(jī)械性能、耐熱性和耐腐蝕性等有重要作用。
激光在電子工業(yè)中也得到廣泛應(yīng)用。可以用它來(lái)進(jìn)行微型儀器的精密加工，可以對(duì)脆弱易碎的半導(dǎo)體材料進(jìn)行精細(xì)的劃片，也可以用來(lái)調(diào)整微型電阻的阻值。隨著激光器性能的改善和新型激光器的出現(xiàn)，激光在超大規(guī)模集成電路方面的應(yīng)用已經(jīng)成為許多其他工藝所無(wú)法取代的關(guān)鍵性技藝，為超大規(guī)模集成電路的發(fā)展展現(xiàn)出令人鼓舞的前景。
激光技術(shù)是高科技的產(chǎn)物，其產(chǎn)生又推動(dòng)了科學(xué)研究的深入發(fā)展，并開(kāi)拓出許多新的學(xué)科領(lǐng)域，如非線性光學(xué)、激光光譜學(xué)、激光化學(xué)、激光生物學(xué)等。激光被用來(lái)研究與生命密切相關(guān)的光合作用、血紅蛋白、DNA 等的機(jī)制。激光還將成為時(shí)間和長(zhǎng)度的新標(biāo)準(zhǔn)，以后任何高精度的鐘表和米尺都可以用某一特定波長(zhǎng)的激光束來(lái)標(biāo)定。
激光在核能應(yīng)用上也將大顯身手。樂(lè)觀的專家們估計(jì)，到2020年強(qiáng)大的激光會(huì)產(chǎn)生安全經(jīng)濟(jì)的熱核聚變，這類似恒星內(nèi)部的核反應(yīng)過(guò)程。如果實(shí)現(xiàn)，熱核聚變將帶來(lái)巨大無(wú)比的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益，能源危機(jī)亦將不復(fù)存在。到那時(shí)，一桶水中的氫聚變后所產(chǎn)生的電力足夠一個(gè)城市使用。
目前，激光技術(shù)www.fyglase.com已經(jīng)融入我們的日常生活之中了。在未來(lái)的歲月中，激光會(huì)帶給我們更多的奇跡。 |
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