激光加工技术用途

激光是20世纪60年代面世的新光源。由于激光具有方向性好、亮度高、单色性好等特点在工业、军事、YL等众多领域得到广泛应用。激光加工是激光应用Z有发展前途的领域之一，现在已开发出20多种激光加工技术。

现已发现的激光工作物质有几千种，波长范围从软X射线到远红外。激光技术的核心是激光器，激光器的种类很多，可按工作物质、激励方式、运转方式、工作波长等不同方法分类。根据不同的使用要求，采取一些专门的技术提高输出激光的光束质量和单项技术指标，比较广泛应用的单元技术有共振腔设计与选模、倍频、调谐、Q开关、锁模、稳频和放大技术等。

激光器的种类和用途

1、红宝石激光器

Z初的激光器是红宝石被明亮的闪光灯泡所激励，所产生的激光是“脉冲激光”，而非连续稳定的光束。这种激光器产生的光速质量和我们现在使用的激光二极管产生的激光有本质的区别。这种仅仅持续几纳秒的强光发射非常适合捕捉容易移动的物体，例如拍摄全息的人物肖像画，diyi副激光肖像在1967年诞生。红宝石激光器需要昂贵的红宝石而且只能产生短暂的脉冲光。

2、氦氖激光器

1960年科学家Ali Javan、William R.Brennet Jr.和Donald Herriot 设计了氦氖激光器。这是diyi台气体激光器，这种激光器是全息摄影师常用的装备。两个优点：1、产生连续激光输出；2、不需要闪光灯泡进行光激励，而用电激励气体。

3、激光二极管

激光二极管是当前Z为常用的激光器之一，在二极管的PN结两侧电子与空穴的自发复合而发光的现象称为自发辐射。当自发辐射所产生的光子通过半导体时，一旦经过已发射的电子—空穴对附近，就能激励二者复合，产生新光子，这种光子诱使已激发的载流子复合而发出新光子现象称为受激辐射。激光二极管的发明让激光应用可以迅速普及，各类信息扫描、光纤通信、激光测距、激光雷达、激光唱片、激光指示器、超市的收款等等，各类用途正在不断被开发和普及。

4、自由电子激光器

自由电子激光器(FEL)是一类不同于传统激光器的新型高功率相干辐射光源.虽然传统的激光器具有极好的单色性和相干性, 但它的低功率、低效率、固定频率和光束质量差的弱点, 使它大大逊色于自由电子激光器.自由电子激光器不需要气体、液体或固体作为工作物质, 而是将高能电子束的动能直接转换成相干辐射能.因此, 也可以认为自由电子激光器的工作物质就是自由电子。

工业激光加工技术

由于激光的空间控制性和时间控制性很好，对加工对象的材质、形状、尺寸和加工环境的自由度都很大，特别适用于自动化加工。激光加工系统与计算机数控技术相结合可构成GX自动化加工设备，已成为企业实行适时生产的关键技术，为优质、GX和低成本的加工生产开辟了广阔的前景。

激光热加工技术和冷加工均可应用在金属和非金属材料，进行切割，打孔，刻槽，标记等.热加工金属材料进行焊接，表面处理，生产合金，切割均极有利.冷加工则对光化学沉积，激光快速成形技术，激光刻蚀，掺染和氧化都很合适。

1、激光切割技术

激光切割技术广泛应用于金属和非金属材料的加工中，可大大减少加工时间，降低加工成本，提高工件质量。脉冲激光适用于金属材料，连续激光适用于非金属材料，后者是激光切割技术的重要应用领域。但激光在工业领域中的应用是有局限和缺点的，比如用激光来切割食物和胶合板就不成功，食物被切开的同时也被灼烧了，而切割胶合板在经济上还远不合化算。

2、激光焊接技术

激光束照射在材料上， 会把它加热至融熔， 使对接在一起的组件接合在一起， 即是焊接。激光焊接，用比切割金属时功率较小的激光束，使材料熔化而不使其气化，在冷却后成为一块连续的固体结构。激光焊接技术具有溶池净化效应，能纯净焊缝金属，适用于相同和不同金属材料间的焊接。由于激光能量密度高，对高熔点、高反射率、高导热率和物理特性相差很大的金属焊接特别有利。

3、激光打孔技术

坚硬的材料上，例如在硬质合金上打大量0.1毫米到几微米直径的小孔。用普通的机械加工工具恐怕是不容易办到，即使能够做到，加工成本也会很高。 激光有很好的同调性，用光学系统可以把它聚焦成直径很微少的光点(小于一微米)， 这相当于用来鉆孔的 微型鉆头。其次， 激光的亮度很高， 在聚焦的焦点上的激光能量密度(平均每平方米面积上的能量)会很高， 普通一台激光器输出的激光， 产生的能量就可以高达109 焦耳/厘米2， 足以让材料熔化并气化， 在材料上留下一个小孔， 就像是鉆头鉆出来的。但是，激光鉆出的孔是圆锥形的，而不是机械鉆孔的圆柱形，这在有些地方是很不方便的。

4、激光雕刻技术

用激光雕刻刀作雕刻， 比用普通雕刻刀更方便， 更迅速。用普通雕刻刀在坚硬的材料上， 比如在花冈巖、钢板上作雕刻， 或者是在一些比较柔软的材料， 比如皮革上作雕刻， 就比较吃力， 刻一幅图案要花比较长的时间。如果使用激光雕刻则不同， 因为它是利用高能量密度的激光对工件进行局部照射，使表层材料气化或发生颜色变化的化学反应，从而留下性标记的一种雕刻方法。它根本就没有和材料接触， 材料硬或者柔软， 并不妨碍 雕刻 的速度。所以激光雕刻技术是激光加工Z大的应用领域之一。 

激光技术在军事上的应用

1、激光测距技术

激光测距是Z先在军事上得到实际应用的激光技术。20世纪60年代末，激光测距仪开始装备,现已研制生产出多种类型,大都采用钇铝石榴石激光器，测距精度为±5米左右。由于它能迅速准确地测出目标距离，广泛用于侦察测量和武器火控系统。

2、激光制导技术

激光制导武器精度高、结构比较简单、不易受电磁干扰，在精确制导武器中占有重要地位。70年代初，美国研制的激光制导航空炸dan在越南战场首次使用。80年代以来，激光制导导dan和激光制导炮弹的生产和装备数量也日渐增多。

3、激光通信技术

激光通信容量大、保密性好、抗电磁干扰能力强。光纤通信已成为通信系统的发展ZD。机载、星载的激光通信系统和对潜艇的激光通信系统也在研究发展中。

4、强激光技术——激光武器

用高功率激光器制成的战术激光武器，可使人眼致盲和使光电探测器失效。利用高能激光束可能摧毁飞机、导dan、卫星等军事目标。用于致盲、防空等的战术激光武器，已接近实用阶段。用于反卫星、反洲际弹道导dan的战略激光武器，尚处于探索阶段。

5、激光模拟训练技术

用激光模拟器材进行军事训练和作战演习，不消耗弹药，训练安全，效果逼真。现已研制生产了多种激光模拟训练系统，在各种武器的射击训练和作战演习中广泛应用。此外，激光核聚变研究取得了重要进展，激光分离同位素进入试生产阶段，激光引信、激光陀螺已得到实际应用。