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中国激光应用领域透析

导读: 由于激光具有很好的单色性、相干性、方向性和高能量密度,它已渗透到各个学科领域,形成了新的学科。

  我国激光技术的发展已有50余年的历史,早在1961年中科院长春光学精密机械研究所就研制出我国第一台红宝石激光器,仅比美国休斯公司梅曼(T.H.Maiman)研制成功的世界首台激光器晚半年,技术水平与国外相差不大。经过50多年的艰苦努力,我国激光技术研究获得重大突破,激光产业也从无到有,成为我国科学界最活跃的领域之一。目前,全国共有5个国家级的激光技术研究中心,10多个研究机构;有21个省、市生产和销售激光产品,主要分布在湖北、上海、江苏和北京;常年有定型产品生产和销售、并形成一定规模的单位有上200家,从业人员万余人。

  由于激光具有很好的单色性、相干性、方向性和高能量密度,它已渗透到各个学科领域,形成了新的学科。例如:激光信息存储与处理、激光材料加工、激光医学及生物学、激光通讯、激光印刷、激光光谱学、激光化学、激光分离同位素、激光核聚变、激光检测与计量及军用激光技术等,极大地促进了这些领域的技术进步和前所未有的发展。

  一、工业生产

  激光在工业上,也应用极为广泛,因为激光在激光束聚焦在材料表面的时候能够使材料熔化,使激光束与材料沿一定轨迹作相对运动,从而形成一定形状的切缝。七十年代后,为了改善和提高火焰切割的切口质量,又推广了氧乙烷精密火焰切割和等离子切割。在工业生产中有一定的适用范围。

  目前已成熟的激光工业加工技术包括:激光快速成形技术、激光焊接技术、激光打孔技术、激光切割技术、激光打标技术、激光去重平衡技术、激光蚀刻技术、激光微调技术、激光存储技术、激光划线技术、激光清洗技术、激光热处理和表面处理技术。激光快速成形技术集成了激光技术、CAD/CAM技术和材料技术的最新成果,根据零件的CAD模型,用激光束将光敏聚合材料逐层固化,精确堆积成样件,不需要模具和刀具即可快速精确地制造形状复杂的零件,该技术已在航空航天、电子、汽车等工业领域得到广泛应用。

  激光切割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。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。激光焊接能量密度高,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。激光打标是利用高能量密度的激光对工件进行局部照射,使表层材料汽化或发生颜色变化的化学反应,从而留下永久性标记的一种打标方法。特别适用于金属打标,可实现亚微米打标,已广泛用于微电子工业和生物工程。激光包覆技术是在工业中获得广泛应用的激光表面改性技术之一,具有很好的经济性,可大大提高产品的抗腐蚀性。激光表面合金化技术是材料表面局部改性处理的新方法,是未来应用用潜力最大的表面改性技术之一,适用于航空、航天、兵器、核工业、汽车制造业中需要改善耐磨、耐腐蚀、耐高温等性能的零件。

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