原创 什么叫激光

2008-5-7 17:03 1521 5 5 分类: 工程师职场

什么叫激光


激光在我国最初被称为“莱塞”,既英语“Laser”的译音,而“Laser”是“Light amplification by stimulated emission of radiation”(意为“辐射的受激发射光放大”)的缩写。大约在1964年,根据钱学森院士的建议,把光受激发器改称为“激光”或“激光器”。

世界上第一台激光器是美国科学家梅曼(T.H.Maiman)于1960年研究成功的。这台红宝石激光器是用一根红宝石棒作为发光物质(棒两头镀上银膜形成反射镜面),棒外套上一支螺旋状的疝气灯,为了充分利用疝灯光,梅曼又在螺旋疝灯外套上一个反射率很高的圆柱,以便使更多的疝灯光照到红宝石上。

早在1916年爱因斯坦就曾发表过一篇论文,提出了一种现在叫光学感应吸收和光学感应发射的观点(又叫受激吸收和发射)。有谁能想到,这一观点后来竟成为激光器的主要物理基础。

在世界上第一台红宝石激光器问世不久,1960年年底,由工作在贝尔实验室的贾范发明了世界上第一台氦氖激光器,并且在其影响下产生出一系列气体激光器。

此后,1962年出现了半导体激光器;1964年由帕特尔(C.Patel)发明了第一台CO2激光器;1965年发明了第一台YAG激光器;1968年开始发展高功率CO2激光器;直至1971年出现了第一台商用1KWCO2激光器。

由王之江领导建立的国内第一个固体红宝石激光器装置是1961年9月在中国科学院长春光机所成功运行的;由邓锡铭领导建立的我国第一台气体激光装置(氦氖激光器)是1963年7月也是在中国科学院长春光机所成功运行的。其后在该所相继由王乃弘建立了镓砷半导体激光器;刘颂豪、沃新能用所里生产的晶体建立了氟化钙激光器;干福熹等建立了钕玻璃激光器;刘顺福建立了含钕钨酸钙晶体激光器;吕大元、余文炎建立了转镜Q开关激光器。

激光有四大特性即高亮度、高方向性、高单色性和高相干性。激光所具有的上述优异特性是普通光源望尘莫及的。

由于激光具有的宝贵特性,因此就给激光加工带来如下一些其他方法所不具备的可贵特点:

(1)由于它是无接触加工,并且高能量激光束的能量及其移动速度均可调,因此可以实现多种加工的目的;
(2)它可以对多种金属、非金属加工,特别是可以加工高硬度、高脆性及高熔点的材料;
(3)激光加工过程中无“刀具”磨损,无“切削力”作用于工件;
(4)激光加工过程中,激光束能量密度高,加工速度快,并且是局部加工,对非激光照射部位没有或影响极小。因此,其热影响区小,工件热变形小,后续加工量小;
(5)它可通过透明介质对密闭容器内的工作进行各种加工;
(6)由于激光束易于导向、聚焦实现作各方向变换,极易与数控系统配合,对复杂工件进行加工,因此它是一种极为灵活的加工方法。

激光技术具有很广又很强的渗透性。如今,激光技术已经在工业、农业、医学、军工、科学研究以及人们的现代生活中得到了广泛应用。激光应用于检测、测距、准直,可大大提高测量精度和自动化程度,使其在机械、建筑、冶金、汽车、石油和国防等领域得到了广泛应用。美国原国家标准局曾预测:工业检测任务的百分之九十将由激光和光电检测来完成。激光应用于通讯,使通讯技术产生了质的飞跃;激光应用于信息储存,已使视听技术发生了重大变革;激光分色、打印促进了印刷技术的发展;激光应用于医学,已可治疗110多种疾病,具有独特的效果,是其它医疗器械无法比拟的。
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激光应用于材料加工,如打孔、切割、焊接、热处理、打标和微加工等,解决了许多常规方法无法解决或很难解决的难题,大大提高恶劣工作效率和加工质量,被誉为未来制造系统共同的加工手段。在发达国家的加工业中,已逐步进入“光加工”时代。日本估计到2000年激光加工将占整个加工业的10%。据统计,国外已有3600多台同业激光器在汽车生产中应用,如仅西门子公司的一个部分在流水线上就采用了400多台激光器。单是激光点焊代替电阻焊,没每辆轿车就可节省56kg金属,而且还可减少大量燃油消耗,经济效益和社会效益十分可观。应用激光毛化轧锟比喷丸毛化轧锟的寿命提高三倍,同时还提高了轧板的质量。在国外,激光毛化板比喷丸毛化板的售价高15%左右,可见其效益十分可观。我国在60年代中期开始就在钟表行业的宝石轴承加工中采用激光打孔,现累计产值已达22亿元。

随着对有关基本理论研究的不断深化,各类激光器件不断的发展,从而使其应用领域也不断拓宽,应用规模逐渐扩大,所获得的经济效益和社会效益更加显著。作为高技术重要组成部分之一的激光技术,是20世纪科学技术发展的重要标志和现代信息社会光电子技术重要支柱之一。其发展不仅受到技术先进国家的高度重视,而且也受到许多发展中国家的高度重视,并给予高强度的投入。80年代以来,不少国家政府都把激光技术列入国家级发展计划。例如,美国的“激光核聚变计划”、德国的“激光2000”、英国的“阿维尔计划”、日本的“激光研究五年计划”等等。这些计划的实施使激光技术得到迅速发展,并且已经形成了一个生机勃勃的新兴产业。同时,激光技术的发展大大促进了多种学科、多种技术和多种生产水平的进步和提高,其影响之大,举世瞩目。 测厚仪| 节能测试仪| 测长仪/测距仪| 辐射测试仪| 汽车检测仪| 流速仪| 探测仪| 气压表| 电磁波测试仪| 激光隧道断面检测仪| 裂缝观测仪| 桥梁挠度检测仪|

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