核能、電腦、半導(dǎo)體之后,人類又一特別重大的發(fā)明是激光,英文全稱是Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation,中文翻譯是“通過受激輻射光擴(kuò)大”,即原子受激輻射的光,簡稱激光。也被譽(yù)為“最快的刀”、“最準(zhǔn)的尺”、“最亮的光”。
1916年世界聞名的猶太裔物理學(xué)家愛因斯坦發(fā)現(xiàn)了激光的管理,其原理是原子中的電子吸收能量后從低能級躍遷到高能級,再從高能級回落到低能級的時候,所釋放的能量以光子的形式放出。被引誘(激發(fā))出來的光子束(激光),其中的光子光學(xué)特性高度一致。所以激光與普通光源相比,具備單色性、方向性好,亮度更高的特征。
激光具備高方向性、單色性、相干性和高亮度四大特征,被譽(yù)為“最快的刀”、“最準(zhǔn)的尺”、“最亮的光”。
(1)高方向性:平面發(fā)散角小,接近于平行光束,星空體育入口應(yīng)用領(lǐng)域是長距離傳輸,如1969年人們用激光測量地球與月球間距
(2)單色性:激光的光譜線極窄,主要的應(yīng)用領(lǐng)域有提高光學(xué)干涉測量的精度 和測量長度、科研
(3)相干性:激光光子的頻率、星空體育入口相位、偏振態(tài)、傳播方向相同,主要應(yīng)用領(lǐng)域有激光干涉儀、全息照相
(4)高亮度:單位面積、單位頻帶寬度和單位立體角內(nèi)發(fā)射的光功率大,主要應(yīng)用領(lǐng)域是聚焦后產(chǎn)生高溫,能加工幾乎所有的材料,甚至能用來引發(fā)熱核聚變
(1)激光切割:利用經(jīng)聚焦的高功率密度激光束照射工件,使被照射的材料迅速熔化、汽化、燒蝕或達(dá)到燃點(diǎn),同時借助與光束同軸的高速氣流吹除熔融物質(zhì),從而將工件割開。優(yōu)勢是切割精度高、速度快,表面光滑美觀,一次性加工,工件變形小,無工具磨損,清潔污染小
(2)激光焊接:利用高能量密度的激光束照射材料,使材料在吸收激光后產(chǎn)生物態(tài)變化,從而實(shí)現(xiàn)焊接焊接性變小,不受磁場影響,空間限制小,無電極污染,適用于自動高速焊接,可焊接不同屬性的金屬,可在封閉空間工作
(3)激光打標(biāo):利用高能量密度的激光對工件進(jìn)行局部照射,使表層材料汽化或發(fā)生顏色變化的化學(xué)反應(yīng),從而留下永久性標(biāo)記。為非接觸加工,可在任何異型表面標(biāo)刻,工件不會變形和產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,加工精度高,加工速度快,清潔環(huán)保,成本低廉
(4)激光雕刻:激光照射材料表面,材料吸收能量后瞬間熔化或者氣化,形成刻線。自動跳號,熱影響區(qū)域小,線條精細(xì),耐清洗耐磨損,環(huán)保節(jié)能,節(jié)省材料表面處理 利用激光加熱金屬材料表面,實(shí)現(xiàn)表面熱處理。加工速度快,部件變形小,精確加工,實(shí)現(xiàn)自動淬火的處理效果
(5)激光快速成型(3D 打印):采用鋪粉輥將一層粉末平鋪在工件表面,激光束按照粉末層的輪廓截面掃描粉層,使粉末熔化后燒結(jié),實(shí)現(xiàn)工件粘接。加工工藝簡單,可加工材料廣泛,加工精度高,無需支撐結(jié)構(gòu),材料利用率高
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