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一文星空體育下載帶你了解激光——激光的原理及應用

2024-09-20

  是二十世紀繼核能、半導體、計算機后又一重大發(fā)明,并憑借其良好的單色性、方向性、亮度等特質(zhì)被廣泛應用于工業(yè)制造、生物醫(yī)療等領域,被譽為“最快的刀”、“最準的尺”、“最亮的光”。自發(fā)明以來,全球激光行業(yè)快速發(fā)展,激光技術成為眾多領域的重要支撐技術之一。

  激光又名“鐳射”它的全名是“受激輻射光放大”。1917年愛因斯坦提出“受激發(fā)射”理論,一個光子使得受激原子發(fā)出一個相同的光子基礎。1960年美國加利福尼亞州休斯航空公司實驗室的研究員梅曼發(fā)明了世界上第一臺紅寶石激光器。1961年中國第一臺激光器誕生于王大珩領導的長春光機所。1965年貝爾實驗室發(fā)明了第一臺YAG(固體)激光器。

  某些物質(zhì)原子中的粒子受光或電的激發(fā),由低能級的原子躍遷為高能級原子,當高能級原子的數(shù)目大于低能級原子的數(shù)目,并由高能級躍遷回低能級時,就放射出相位、頻率、方向等完全相同的光,這種光叫做激光。當泵浦光照射時,基態(tài)離子吸收特定波長的光躍遷到E3能級,隨后迅速通過無輻射躍遷躍遷到E2能級,在這個能級上可以聚集較多的離子。當外界泵浦足夠強的時候,會在E2能級和E1能級間形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn),即E2能級上離子數(shù)量比E1能級多。在實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)后,每一個能量為hν的外來光子都將激發(fā)E2能級上的一個原子使其躍遷到基態(tài),同時釋放一個能量為hν的光子,光子總能量不斷倍增,從而實現(xiàn)了受激輻射放大(增益)過程。

  激光器是激光的發(fā)生裝置,主要由泵浦源、增益介質(zhì)、諧振腔等組成。泵浦源為激光器的激發(fā)源,諧振腔為泵浦光源與增益介質(zhì)之間的回路,增益介質(zhì)指可將光放大的工作物質(zhì)。在工作狀態(tài)下增益介質(zhì)通過吸收泵浦源提供的能量,經(jīng)諧振腔振蕩選模輸出激光。

  激光器是激光加工裝備的核心部件,在激光加工裝備的成本構成中具有舉足輕重的地位。激光器按照工作物質(zhì)、輸出波段和輸出類型可分為許多種類。

  激光器按工作物質(zhì)可分為固體激光器(紅寶石Al2O3,釔鋁石榴石激光器)、液體激光器(染料激光器)、氣體激光器(氦氖激光器,氬離子激光器等)、半導體激光器、光纖激光器、自由電子激光器。按輸出波段可將激光器分為遠紅外激光器、中紅外激光器、近紅外激光器、可見激光器、近紫外激光器、真空紫外激光器。按輸出類型可分為:連續(xù)波激光器、準連續(xù)激光器、短脈沖激光器、超短脈沖激光器。

  激光技術作為現(xiàn)代制造業(yè)的先進技術之一,具有傳統(tǒng)加工方式所不具有的高精密、高效率、低能耗、低成本等優(yōu)點,在加工材料的材質(zhì)、形狀、尺寸和加工環(huán)境等方面有較大的選擇空間,能較好地解決因材質(zhì)不同而引發(fā)的加工、星空體育登錄精煉等方面的技術問題。隨著激光器技術和激光微加工應用技術不斷發(fā)展,激光加工技術能夠在更多領域替代傳統(tǒng)機械加工,激光精細微加工則憑借其精度更高、柔韌性更強、熱效應更小、適用面更廣等優(yōu)點,逐漸成為了高端制造領域的核心加工技術。

  在激光應用方面,激光技術可以廣泛應用于切割、焊接、鉆孔、打標、雕刻、測量、診斷等領域,我國的產(chǎn)業(yè)升級已是箭在弦上,在微焊接、精密測量、生物醫(yī)療診斷、芯片制造多個領域?qū)す饧夹g的需求在不斷攀升,激光技術進入高速發(fā)展的新進程。星空體育登錄

  從激光行業(yè)的發(fā)展來看,激光技術已經(jīng)廣泛地應用于消費電子、3D打印、半導體、新能源、顯示、生物醫(yī)療、激光檢測等領域,國內(nèi)的許多企業(yè)已經(jīng)具備了和國外企業(yè)一較高下的實力,在國際激光產(chǎn)業(yè)領域的影響力也越來越強。

  總而言之,激光已經(jīng)在某些領域發(fā)揮了至關重要且不可替代的作用,越來越多的行業(yè)領域開始重視激光技術的應用,這就使得國內(nèi)的激光產(chǎn)業(yè)公司不斷加強在激光技術研發(fā)領域的投入,激光產(chǎn)業(yè)領域的競爭也愈來愈激烈。對于我國激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展而言,這無疑是一個積極的信號,在此背景下,我們可以更快的縮小與國際同行間的差距,填補自己的技術空缺,為我國科學技術的發(fā)展提供重要的技術支撐。