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激光与稀土 不得不说的故事

2015-07-04 09:21
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  OFweek激光网:自60年代红宝石中出现激光以来,同年就有发现钐的氟化钙(CaF2:Sm2+)可输出脉冲激光,之后的第二年就有在掺钕的硅酸盐玻璃获得脉冲激光,就此激光与稀土就结下了不解之缘。稀土是拥有磁、光、电、超导、催化等众多性能,是本世纪最为重要的材料之一,在众多领域有着广泛的应用,作为和石油一样的不可再生资源,是现在众多国家看重的战略资源。

  自从稀土与激光结缘后,稀土在激光中的利用就不断加深,在1962年首先使用CaWO4:Nd3+晶体输出连续激光,1963年首先研制稀土螯合物液体激光材料,使用掺铕的苯酰丙酮的醇溶液获得脉冲激光,1964年找出了室温下可输出连续激光的掺钕的钇铝石榴石晶体(Y3Al5O12:Nd3+),最终两者孕育出广泛应用的固体激光材料。当然稀土与激光的缘分远不止于此,在1973年首次实现铕-氦的稀土金属蒸气的激光振荡,在短短的十年内稀土固态、液态、气态都实现了受激发射,使得稀土成为了激光应用领域重要材料,同时也成为了现在激光器不可缺少的重要元素。

  稀土材料是现在激光应用系统的心脏,也是现在激光技术应用的基础。两者的结缘使得现在的军事、通讯、医疗材料加工、信息储存、科研、检测、防伪领域广泛采用现在的激光应用技术,让现在激光应用技术走进现在生产生活的众多方面。像现在光纤激光打标机中的激光器就采用稀土作为增益介质,所以在泵浦光的作用下光纤内极易形成高功率密度,造成激光工作物质的激光能级“粒子数反转”,当适当加入正反馈回路(构成谐振腔)便可形成激光振荡输出。具有有光束质量好,体积小、速度快、工作寿命长、安装灵活方便以及免维护等特点。同时还性能稳定,体积小巧,耗电量小,无高电压无需庞大的水冷系统(仅需约300W),光束质量高,接近理想光束。可以集成电路芯片、电脑配件、工业轴承、钟表、电子及通讯产品、航天航空器件、各种汽车零件、家电、五金工具、模具、电线电缆、食品包装、首饰、烟草以及军用事等众多领域的图形和文字进行精细化标记,而且还可以大批量生产线作业。随着激光技术的飞速发展,作为“工业维生素”的稀土,在激光应用领域中的应用将会更加紧密。

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