激光晶体的现状及发展趋势

1 引言

激光材料是激光技术发展的核心和基础，具有里程碑的意义和作用： 20世纪60年代第一台红宝石晶体激光器问世，激光诞生；70年代掺钕钇铝石榴石(Nd：YAG)[引，固体激光开始大力发展；80年代钛宝石晶体(Ti：A1203)E引，超短、超快和超强激光已成为可能，飞秒(fs)激光科学技术蓬勃发展、并渗透到各个基础研究和应用学科领域；90年代矾酸钇晶体(Nd：YV04) ,固体激光的发展进入新时期一全固态激光科学技术(SSDPL，Solid-state LD Pumped Laser)；进入新世纪，上世纪60年代初出现的激光和激光科学技术，正以其强大的生命力推动着光电子技术和产业的发展，激光材料也在单晶、玻璃、光纤和陶瓷等四方面全方位迅猛展开，如微一纳米级晶界，完整性好、制作工艺简单的微晶激光陶瓷和结构紧凑、散热好、成本低的激光光纤，正在向占据激光晶体首席达40年之久的Nd：YAG发出强有力的挑战，激光材料也已从最初的几种基质材料发展到数十种，受到各国政府、科学界乃至企业界的高度重视。

2 国内外现状和研究进展

2．1高功率激光晶体

Nd：YAG的出现使得固体激光器真正开始大力发展，并实现商业化，因其增益高、热性能和机械性能良好而成为当前科研、工业、医学和军事应用中最重要的固体激光器。特别是在高功率连续和高平均功率固态激光器方面，20世纪90

年代前，闪光灯泵浦的Nd：YAG激光晶体独占熬头，单根棒的输出功率可达kW量级．随着激光二极管(LD)的迅速发展，大功率激光器的泵浦方式也有重大发展．LD 泵浦激光器的高效率、高质量、长寿命、高可靠性、小型化以及全固化等优越性是灯泵无法相比的． 1993年，LD泵浦的Nd：YAG板条已获得1．05kW的平均输出功率。

通过基质晶体中阳离子置换形成的Nd：GGG激光晶体，与Nd：YAG比较具有如下优点：(1)Nd3+在GGG中的分凝系数为0．5，是YAG(0．18)的近三倍；(2)Nd：GGG的平界面生长较Nd：YAG的凸界面更容易获得大尺寸、高质量的单晶体．而且，由于Nd：GGG具有好的热机械性能、化学稳定性、高的热导率，是新一代战略武

器级高功率固体热容激光器的优选工作物质．2003年，美国利弗莫尔国家实验室LD泵浦的Nd：GGG激光器的平均输出功率已经达到10kW，在2004年又突破30kW，预期到2007达到一个脉冲100kW，每秒200个脉冲。作为战略武器级的Nd：GGG热容激光器，其功率必须达到100kW以上。目前所生长的晶体尺寸还没有达到战略武器级的需要．按照美国利弗莫尔国家实验室Nd：GGG热容激光武器方案，晶体的直径至少在160mm以上。所以，大直径优质激光晶体是发展固体强激光的前提和基础。

作为轻便型的激光器，必须实现LD泵浦下的全固化。但是，Nd：YAG和Nd：GGG在808nm的吸收峰线宽仅lnm，而典型LD输出线宽达3nm，且发射波长存在0．2一0．3nm／C的温度系数．因此，采用LD泵浦Nd：YAG时，为了提高泵浦效率，使LD的输出波长正好对准Nd：YAG的吸收峰，需要使用额外的制冷装置控制LD的工作温度。为此，国际上掀起了探索适于LD泵浦的高效率、宽吸收带激光晶体的研究热潮。 Yb3+与Nd3+相比具有如下优点：(1)能级结构简单，高浓度掺杂不产生荧光猝灭； (2)与晶场耦合作用强，具有宽得多的吸收峰线宽，LD泵浦下无需要温度控制系统；(3)前者的荧光寿命一般为后者的4倍，更有利于储能；(4)量子缺陷较低，无辐射弛豫引起的材料中的热负荷低，仅为掺Nd3+同种激光材料的三分之一。因此，LD泵浦的Yb：YAG固体激光器的输出功率很快就赶上了在固体激光器领域一直占垄断地位的Nd：YAG，从最初的23mW增加到千瓦量级。从上世纪90年代初，许多国际著名研究机构如美国的Lawrence Livermore National Laboratory(LLNL)、林肯实验室(MIT)、德国斯图加特大学和JENA大学、瑞士联邦工学院、英国南安普敦大学、法国LULl实验室、日本大阪大学和HOYA公司等都纷纷开展了Yb激光器件的研究，将其视为发展高功率激光的一个主要途径。国外，1991年，美国林肯实验室(MIT)首次在室温下采用InGaAs二极管泵浦Yb：YAG晶体获得23mW连续激光输出。2004年，Yb：YAG圆盘激光器的输出功率已经达到4kW。国内，上海光机所于1997年在国内首次获得了400mW的连续激光输出112,13J，并与法国LULI实验室联合正在发展LD泵浦Yb：YAG平均输出kw级、100J(ns)的LUCIA 激光系统。2005年，清华大学采用2000W的LD泵浦Yb：YAG晶体获得了520W的连续激光输出。最近，又首次在国内获得了1000W的激光输出，基本达到国际同等水平。

但是，Yb：YAG晶体是一种准三能级激光系统，室温下激光下能级(一612cm)的热布居比例为4．2％。因此，Yb：YAG具有较高的泵浦阈值功率，且激光性能受温度的影响很大，必须通过冷却晶体获得高效率的激光运转。为此，寻找新的基质晶体或通过结构、组成设计获得低阈值、高效率的掺Yb激光介质是一个主要的研究方向。

2．2中、小功率激光晶体

与Nd：YAG比较，Nd：YV04具有两个突出的特点：受激发射截面大，比Nd：YAG大5倍；808nm具有相对宽的吸收带。因此，Nd：YV04具有低的泵浦阈值，特别适合用LD泵浦，从而实现了商品化的全固态激光器。对于LD泵浦掺Nd介质腔内倍频实现532nm的激光输出，Nd：YV04是一种最重要的材料。这是因为在端面泵浦的系统中，泵浦光束通常是高度聚焦的，很难在超过几毫米的距离内维持小的束腰，而吸收截面和增益都很高的Nd：YV04晶体就具有很大的优势。例如，中国科学院北京物理所和福建物构所等采用Nd：YVOt晶体为激光增益介质，LBO为倍频材料，通过腔内倍频，在泵浦功率为21．1W时，获得输出功率为5．25W的连续绿色激光。

但是，Nd：YV04和Nd：GdV04晶体的物化性能差，大尺寸晶体生长有一定的困难．美国曾尝试采用Nd：Sr5(V04)3F(SVAP)取代Nd：YV04．Nd：SVAP是在Nd：FAP晶体的基础上，经离子置换发展起来的一种新晶体，它保留了FAP的增益截面大、泵浦阈值低的优点，而机械性能有较大改进。

2．3超快激光晶体

20世纪70-80年代，超快激光主要是采用被动锁模的染料激光器，可以产生亚ps级的短脉冲激光。80年代末期，发现了可调谐范围为660—1100nm的钛宝石(Ti：A1203)，其带宽非常有利于实现fs激光脉冲，而且具有受激发射截面大、激光损伤阈值高等优点。 2001年，采用Kerr透镜被动锁模，获得了平均功率为100mW，脉宽为5,V6fs的激光脉冲，并且首次实现了fs脉冲运转下的波长宽带(400nm)调谐。钛宝石激光器基本上取代了染料激光器在超短脉冲激光领域中的位置，成为了最主要的超短脉冲激光振荡源。

太瓦、飞秒(注：太瓦即Tw，1012W；飞秒即fs，10--158)超快高功率激光在物理、化学以及生命科学等领域的强场物理研究、激光惯性约束核聚变(ICF)等

方面具有广阔的应用前景。自1991年世界上第一台自锁模钛蓝宝石激光器研制成功以来，在短短的10多年里，钛蓝宝石激光器的脉宽从最初的皮秒(ps)发展到现在的几飞秒(6．5fs)，峰值功率由瓦提高到太瓦甚至拍瓦(即PW，1015w)，受到了世界各国的极大关注最为典型的是美国劳伦斯·里弗莫尔实验室(LLNL)获得了430fs、1．3PW、1021W／cm2的激光辐照强度，这一强度超过产生等离子体要求阈值的1000倍，该系统采用了3块大尺寸片状钛宝石晶体(两块100mm，一块咖80mm)作为放大器。因此研制出高光学均匀性、高浓度均匀性、大直径的钛宝石激光晶体，对于发展超短、超快、超强(“三超”)激光器具有重要意义。

美国Crystal System公司F．Schmid等人采用热交换法(HEM)可以生长出大尺寸(直径>80ram)、高质量的Ti：A1203激光晶体．该方法是目前世界上生产优质Ti：A1203晶体的主要方法之一，但它难于在零双折射方向(0001)上生长单晶，因此晶体利用率低。上海光机所的导向温度梯度法是生长大尺寸、高掺钛浓度(0．45wt％)、高峰值吸收系数(490nm处达7．0cm-1)和高完整性Ti：A1203晶体的有效技术。自1996年起，先后生长并提供优质的lOmmx lOmmx 15mm、15mmx 15mmx 15mm、20mmx 15mm、25mmx20mm和30mmxl5mm器件晶体，并继1996年在国内首先建成了2．8TW／43fs小型化CPA(啁啾脉冲放大)钛宝石超短超强激光装置，于1998、2001和2002年，先后将该激光系统升级到5．4、16和23TW．2004年，采用

55x40x23mm3激光晶片，在国内突破100Tw大关(120TW／36fs)．更大尺寸如80mm、100mm的钛宝石激光晶片和500TW、1PW钛宝石超短超强激光输出正在进一步的发展之中。

随着高性能LD的快速发展，具有高效率、小型化、集成化的LD泵浦全固态超快激光器成为这一领域的另一主要研究方向。由于钛宝石的吸收带位于400—600nm，无法采用LD直接泵浦。而适合高性能InGaAs二极管泵浦的掺镱(Yb3+)激光介质成为了这一领域研究的焦点。与Nd3+等其他稀土离子相比，由于Yb3+离子在晶场中具有强的电一声子耦合效应，掺Yb激光介质普遍具有较宽的吸收和发射带，有利于产生超短脉冲．通过选择或设计合适的基质晶体，可以获得更短的激光脉冲．例如，最初采用Yb：YAG，产生的激光脉宽为340fs。之后开展了大量具有宽带发射特性的掺Yb激光介质的研究工作，并获得了很大的进展。例如，2004年，Yb：SYS晶体在1066nm处获得了平均功率为156mW的70fs的激光脉冲，其工作

波长可以在1055—1072nm范围内连续调谐。可以预测，随着具有更加优异综合性能基质晶体的出现，以及超快激光器在加工、医疗等方面应用的独特优势，LD 泵浦全固态超快激光器不仅在科研，而且在实现工业化的技术上将有重大突破。

2．4可见光激光晶体

目前，采用激光晶体产生可见光激光的主要途径有： (1)LD泵浦的腔内倍频lnm波段激光；(2)自倍频激光；(3)近红外LD泵浦上转换可见光激光等。LD泵浦腔内倍频Nd3+激光是目前最成熟的一种技术，一般采用Nd：YLF或Nd：YV04等晶体作为激光介质j KTP或LBO为倍频材料，产生532nm绿色激光．Nd：YAB，Yb：YAB 自倍频绿光激光器也是广泛应用的激光光源，用自倍频激光器实现绿光输出比腔内倍频激光器在原理上简单，是一种比较实用和经济的方法。与Nd：YAB相比，Yb：YAB由于在倍频波段没有自吸收，是有希望获得实用化的自倍频晶体．当前存在的主要问题是晶体质量较差。以Er3+，H03+，Tm3+为激活离子的红外泵浦上转换可见光激光具有良好的应用前景，一直是人们努力研究的一个方向。早在1971年，Bell实验室的Johnson等采用960rim泵浦Yb3+，Er3+：B“2F8和Yb3+，H03+：BaY2Fs晶体分别获得了670．0和551．5nm的可见光激光发射。1997年，采用钛宝石泵浦Er3+，yb3+：LiYF4获得了37mw的551nm激光输出。2002年，采用钛宝石泵浦Er3+：LiLuF4获得了213mW的绿色激光输出，斜效率为35％。根据基质声子能量越低越有利于能量上转换发光的原理，在Ba2ErCl7和Cs3Er2C19等新晶体中获得了强度比Er：LiYF4大两个数量级的上转换绿光。

2．5中红外激光晶体

2-nm的中红外波段覆盖H20、C02等几个重要的分子吸收带，在医学、遥感、激光雷达和光通讯等方面有着重要的应用。激光波长位于这一波段的激活离子主要有Tm3+、Er3+、H03+等，通常采用的基质晶体主要有YAG、YAP和LiYF4等。

早在1965年，Johnson等人在Bell实验室就实现了钨灯泵浦Tm：YAG晶体产生激光振荡，由于当时振荡是在低温条件下(77和85K)进行的，阈值很高，为200—500J，Tm：YAG激光器的进一步研究没有引起重视。1997年，美国利弗莫尔国家实验室采用805nm的LD端面泵浦Tm：YAG获得了115W的2#m连续激光输出，斜效率高达40％。但Tm：YAG晶体的各吸收带都很窄(一4nm)，LD泵浦需要很好的冷却系统。同时，Tm：YAG晶体的激光性能受温度影响很大，温度猝灭现象较严重，

对激光晶体也需要采用良好的冷却方式。

H03+：YAG性质类似于Tm3+：YAG，但无法采用高亮度的LD进行泵浦．位于H03+吸收带内发射波长为1．9nm的LD，具有非常宽的发射带(>12nm)和低的亮度，因此不能与Ho：YAG有效耦合．采用Tm3+为敏化剂的Tm，Ho：YAG在LD泵浦作用下2．1nm 平均输出功率达10W，但存在严重的热透镜效应．2000年，Budni等采用LD泵浦的输出功率为36W的Tm：YLF激光器共振泵浦Ho：YAG获得19W的连续激光输出。采用合适的离子组合或基质晶体实现LD泵浦的高效率H03+激光运转存在很大的发展空间。

Er3+除了1．5nm激光外，3#m激光也被广泛应用． 1996年，LD泵浦Er(15％)：YLF获得了1．1w的2．8nm的激光输出，斜效率为35％。 LD泵浦Er(50％)：YAG 也获得了1．15w的2．94tzm激光。为了获得Er3+的3nm激光，一个必要的条件是必须高浓度掺杂(一般>10at％)。这是因为低浓度掺杂，Er3+离子3nm激光的上能级寿命小于下能级激光发射是自终止的。当掺杂浓度增加时，由于Er3+离子之间的交叉弛豫作用，激光上、下能级的寿命均下降，而后者的下降速率大于前者。因此，当Er离子的浓度增加到一定程度时，下能级寿命变得小于上能级，从而有利于3nm激光运转。众所周知，Er离子高浓度掺杂条件下存在强烈的能量上转换因此激光效率必然受到限制。可以设想，采用合适的去激发离子如Ce3+共掺，与Er离子的4113／2能级形成共振能量转移，可以大幅度地降低该能级的寿命，从而在适中的掺杂浓度下实现Er离子3nm高效的激光运转。

3 激光晶体的主要发展趋势和优先发展方向

纵观固体激光器的应用现状和发展前景，近阶段激光晶体的主要发展趋势是迫切发展如下4个方面，并将取得突破和实际应用：

(1)High—power＆energy solid state laser materials(1nm)面向先进制造技术、激光武器等应用的高功率、大能量激光晶体(1#m波段)，如Yb：YAG、Nd：GGG等；

(2)Mid一&far—IR solid state laser materials面向人眼安全、遥感、光通讯、医疗等应用的红外激光晶体；

(3)Visible&UV solid state laser materials面向全色显示、光刻等应用的蓝绿紫和可见光激光晶体；

(4)Super—fast solid state laser materials LD泵浦超快激光增益和放大介质材料。

4 需要解决的重要科学问题

在激光材料的基础研究和应用基础研究方面，中长期主要研究趋势和目标将会集中在如下几方面：

1．发展在原子、分子和基团尺度上，激光材料(单晶、玻璃、光纤、陶瓷)的组成、结构设计和制备的科学研究.

2．研究过渡金属离子(Cr3+、Cr4+、Ti)、重金属离子(Bi、Mn、V)、稀土离子(Yb、Nd、Er、Tm、Pr、Ho、Ce、Eu)等重要激活离子在单晶、玻璃态、纳米晶等基质中的价态、发光规律、能量传递转移(重点合作发光)及其与晶格相互作用的机理；全量子理论、Judd-Ofelt、Forster和Dexter理论的光谱分析和数据处理。3．重点开展复合功能(如自调Q、自倍频、自拉曼Raman频移和敏化、上转换、退激活)和复合结构(如“Sandwich”三明治、“Glass—Ceramic”玻璃陶瓷、有机一无机复合结构、光一电集成微结构)激光材料的研究，这是激光材料的一个重要发展方向一全固化、集成化、小型化和多功能化。

4．发展新一代宽波段高功率可调谐、超快(ps、fs、as)、超强(Tw、Pw)激光增益材料和光放大材料．解决当前和今后CPA和OPCPA技术、光孤子通讯技术等发展中的关键技术瓶颈问题，并为未来紫外一可见光、l#m、1．55#m、中红外和远红外等宽波段高功率可调谐、超快、超强激光打下物质基础。

5．发展新一代高功率激光材料．面向未来先进激光制造、激光显示等民用、工业领域。

6．发展新一代大能量固态热容激光材料．瞄准未来“新概念”武器，即激光武器。

7．关于微一纳结构激光波导、光子晶体激光光纤材料的理论与应用的交叉基础研究。

8．晶态(单晶、陶瓷)和非晶态(玻璃、光纤)激光材料的生长、制备技术的突破，特别是大尺寸高浓度激光晶体的生长、复合激光材料的制备。

9．晶态(单晶、陶瓷)和非晶态(玻璃、光纤)激光材料的微观缺陷(包括点缺陷)及其形成机理，以及在LD高泵浦功率密度下(有别于以往灯泵)对材料热性能、发

光性能和激光性能的影响。

10．与器件紧密结合，研究其激光性能和激活损伤的微观机理。

激光的应用与发展趋势分析

激光的应用与发展趋势摘要：激光作为新能源代表，在许多领域都有更广泛应用。本文从激光在当今社会的地位谈起，接着介绍激光在几大领域的应用现状，最后又分析了激光器以及全球激光产业发展趋势。关键词：激光；激光产业；发展趋势 1.激光在当今社会的地位激光器的发明是20世纪中能与原子能、半导体、计算机相提并论的重大科技成就。自诞生到现在得到了迅速发展，激光光源的出现是人工制造光源历史上的又一次革命。我国激光技术在起步阶段就发展迅速，无论是数量还是质量都和当时国际水平接近。一项创新性技术能够如此迅速地赶上世界先进行列，这在我国近代科技发展史上并不多见。能够将物理设想、技术方案顺利地转化成实际激光器件，主要得力于长春光机所多年来在技术光学、精密机械方面的综合能力和坚实基础。一项新技术的开发，没有足够技术支撑很难形成气候]1[。 2.激光的应用现状 2.1激光在自然科学研究上应用 2.1.1非线性光学反应在熟悉的反射、折射、吸收等光现象中，反射光、折射光的强度与入射光的强度成正比，这类现象称为线性光学现象。如果强度除了与入射光强度成正比外，还与入射光强调成二次方、三次方乃至更高的方次，这就属非线性光学效应。这些效应只有在入射光足够大时才表现出来。高功率激光器问世后，人们在激光与物质相互作用过程中观察到非线性光学现象，如频率变换，拉曼频移，自聚焦，布布里渊散射]2[等。 2.1.2用激光固定原子气态原子、分子处于永不停息运动中（速度接近340 m/s），且不断与其它原子，

分子碰撞，要“捕获”操作它们十分不易。1997年华裔科学家、美国斯坦福大学朱棣文等人，首次采用激光束将原子数冷却到极低温度，使其速度比通常做热运动时降低，达到“捕获”操作的目的。具体做法是，用六路俩俩成对的正交激光束，用三个相互垂直的方向射向同一点，光束始终将原子推向这点，于是约106个原子形成的小区，温度在240 ]3[以下。这样使原子的速度减至10 m/s两级。后来又制成抗重力的光-磁陷阱，使原子在约1s 内从控制区坠落后被捕获。此项技术在光谱学、原子钟、研究量子效应方面有着广阔的应用前景。 2.2激光测距、激光雷达利用激光的高亮度和极好的方向性，做成激光测距仪，激光雷达和激光准直仪。激光测距的原理与声波测距原理类似。激光雷达与激光测距的工作原理相似，只是激光雷达对准的是运动目标或相对运动目标。利用激光雷达又发展了远距离导弹跟踪和激光制导技术，这些在1991年海湾战争中都已投入使用。激光制导导弹，头部有四个排成十字形的激光接收器（四象限探测仪）。四个接收器收到的激光一样多，就按原来方向飞行；有一个接收器接受的激光少了，它就自动调整方向。另一类激光制导是用激光束照射打击目标，经目标反射的激光被导弹上的接收器收到，引导导弹击中目标。激光准直仪]4[起到导向作用，例如在矿井坑道的开挖过程中为挖掘机导向。激光准直仪还被用在安装发动机主轴系统等对方向性要求很高的工作中。 2.3激光在工业应用激光加工代表精密加工装备未来的发展方向，体现着一个国家的生产加工能力、装备水平和竞争能力。目前，激光加工技术在各种仅金属与非金属材料加工中的应用非常广泛。工业激光器目前主要包括CO2激光器]5[、固体激光器、半导体激光器等。这几种激光器各具优点，如CO2激光器的成本最低，固体激光器的光束质量好，半导体激光器的出光效率高。光纤激光器是未来新一代激光技术的发展方向，它具有常规固体激光器所不具备的许多优点。然而激光器服务的机床企业非常谨慎，终端用户对激光器本身的印象远不及对系统那么深刻。

激光检测技术研究现状与发展趋势

激光检测技术研究现状与发展趋势提要：激光检测学科发展现状在光电检测领域，利用光的干涉、衍射和散射进行检测已经有很长的历史。由泰曼干涉仪到莫尔条纹，然后到散斑，再到全息干涉，出现了一个个干涉场，物理量（如位移、温度、压力、速度、折射率等）的测量不再需要单独测量，而是整个物理量场一起进行测量。自从激光出现以后，电子学领域的许多探测方法（如外差、相关、取样平均、光子计数等）被引入，使测量灵敏度和测量精度得到大大提高。用激光检测关键技术(激光干涉测量技术、激光共焦测量技术、激光三角测量技术)实现的激光干涉仪、激光位移传感器等，可以完成纳米级非接触测量。可以说，超精密加工技术将随着高精密激光检测技术的发展而发展；在此基础上，提出了激光测量需解决的关键技术及今后的发展方向。 1.测量原理 1.1激光测距原理先由激光二极管对准目标发射激光脉冲。经目标反射后激光向各方向散射。部分散射光返回到传感器接收器，被光学系统接收后成像到雪崩光电二极管上。雪崩光电二极管是一种内部具有放大功能的光学传感器，因此它能检测极其微弱的光信号。记录并处理从光脉冲发出到返回被接收所经历的时间，即可测定目标距离。

1.2激光测位移原理激光发射器通过镜头将可见红色激光射向被测物体表面，经物体反射的激光通过接收器镜头，被内部的CCD线性相机接收，根据不同的距离，CCD线性相机可以在不同的角度下“看见”这个光点。根据这个角度及已知的激光和相机之间的距离，数字信号处理器就能计算出传感器和被测物体之间的距离。 2.激光测量系统的应用激光功率和能量是描述激光特性的两个基本参数，激光功率计和能量计是最常用的两类激光测量仪器。随着激光技术的不断发展，对激光测试技术和测量仪器提出了更高要求。由于调Q和锁模激光的出现和应用，要求测量的激光功率已从毫瓦、瓦、千瓦、兆瓦直到千兆瓦以上。激光能量也从毫焦尔逐渐跨过千焦尔。脉冲激光的持续时间也由毫秒、微秒、毫微秒、而缩短至微微秒量级。光谱范围也从紫外、可见、红外扩展到近毫米波段。激光精密测量和某些生物医学方面的研究和应用(如眼科治疗、细胞手术器等)的发展，对激光测量的精度也提出了非常高的要求。 2.1激光非球面检测技术长期以来，非球面检测技术一直制约着非球面制造精度的提高，尤其对于高精度非球面的检测。规的非球面检测方法如刀口阴影法、激光数字干涉法及接触式光栅测量法等，对于检测工件表面来说都有一定的局限性。原子力显微镜是利用纳米级的探针固定在可灵敏操控的微米级尺度的弹性悬臂上，当针尖很靠近样品时，其顶端的原子与

激光加工的应用和发展趋势

课程：特种加工基础实训教程题目：激光加工技术应用和发展趋势院系：工学院机械系专业：机械设计制造及其自动化班级：姓名：学号：时间：

目录摘要 (2) １引言 (2) ２激光的特点 (2) 2.1 定向发光 (2) 2.2 亮度极高 (2) 2.3 颜色极纯 (3) 3 激光加工技术的主要应用 (3) 3.1激光打孔 (4) 3.2激光快速成型 (4) 3.3激光打标 (4) 3.4激光切割 (5) 3.5激光焊接 (5) 3.6激光热处理 (6) 4 激光加工的发展趋势 (6) 4.1数控化和多功能化 (6) 4.2高频度和高可靠性 (7) 4.3小型化和集成化 (7) 5 结语 (7) 参考文献 (7)

激光加工的应用和发展趋势摘要：激光加工在现代产业中展示了强大的优势和发展潜力，成为21世纪的主导技术。本文主要介绍激光加工技术的应用现状和未来的发展趋势。关键词：激光激光技术激光加工应用与发展趋势 1. 引言激光是20世纪人类最伟大的发明之一，现在已广泛应用于工业、军事、科学研究与日常生活中。激光具有四大特性:高的单色性、方向性、相干性和亮度性。应用激光固有的四大特性，将具有高能量密度的，能被聚焦到微小空间的激光用于加工的方法叫激光加工。激光加工技术是一项集光、机电、材料及检测于一体的先进技术。激光加工主要涉及：激光焊接、激光切割、激光打标、激光雕刻等．现在一般的激光加工都采用了多项先进技术,多功能集成度高、实用性强、自动化程度高、操作简单、结果直观，而且加工过程中可实现动态同步跟踪显示，具有程序错误自动诊断、限位保护等功能。 2. 激光的特点 2.1 定向发光普通光源是向四面八方发光。要让发射的光朝一个方向传播，需要给光源装上一定的聚光装置，如汽车的车前灯和探照灯都是安装有聚光作用的反光镜，使辐射光汇集起来向一个方向射出。激光器发射的激光，天生就是朝一个方向射出，光束的发散度极小，大约只有0.001弧度，接近平行。1962年，人类第一次使用激光照射月球，地球离月球的距离约38万公里，但激光在月球表面的光斑不到两公里。若以聚光效果很好，看似平行的探照灯光柱射向月球，按照其光斑直径将覆盖整个月球。 2.2 亮度极高在激光发明前，人工光源中高压脉冲氙灯的亮度最高，与太阳的亮度不相上下，而红宝石激光器的激光亮度，能超过氙灯的几百亿倍。因为激光的亮度极高，所以能够照亮远距离的物体。红宝石激光器发射的光束在月球上产生的照度约为0.02勒克斯（光照度的单位），颜色鲜红，激光光斑明显可见。若用功率最强的探照灯照射月球，产生的照度只有约一万亿分之一勒克斯，人眼根本无法察觉。激光亮度极高的主要原因是定向发光。大量光子集中在一个极小的空间范围内射出，能量密度自然极高。 2.3 颜色极纯

激光测距仪操作文档

激光测距仪操作说明书一．激光测距仪硬件介绍 HUD LCD显示器 RS232数据串口扳机 LCD显示器二．测距仪的技术指标 a)罗盘(抗磁性传感器，Post-Fluxgate 技术)

i."0.5 o 精确度 b)磁倾仪 i."0.1 o 倾斜精度 ii."40 o 倾斜范围 c)测距 i.精度–测８５米外的白目标精度为０.１米 ii.最大距离–１８５０米(反射目标) iii.最小距离–３米 iv.高压输电线１７５米 v.杆状标志４００米 vi.树（无叶）４００米 vii.建筑物，树（有叶）８００米三．激光测距仪的基本操作 3．1 如何校对激光测距仪 ●开启电源 ●按“MENU” 健 ●用>?键来进行功能选择 ●选择“COMP” 并按下“Enter” 键 ●选择“CAL” 并按下“Enter” 键 ●LCD显示窗显示“Initializing Please Wait!” & “Rotate Unit for Calibration” 信息

●以射击的姿势扣住扳机. LCD显示窗显示“Data Point Count” 信息 ●慢慢转动Contour枪1-2圈. 每圈用45-60秒钟完成 ●慢慢转动Contour枪1-2圈. 每圈用45-60秒钟完成 ●在转动中，慢慢地从上到下，从左到右移动(±40o的范围) ●虽着 Contour 的移动, 你将看到数据点(Data Point Count) 在增加。当其值增加到275时，罗盘校对操作就完成了。松开板机，系统恢复原来的设置 ●每次系统上电都必须要重复以上操做 3.2 开机自检自检信息：仪器开机后将进行自检，自检信息将显示在LCD 显示屏上: Selft Test Controur XLRic 当自检信息结束后回到以前的测量界面时，说明自检成功，否则会出现以下错误信息: End Of Self Test *** Fall 3.3 标准测量模式下的测量标准模式是仪器在开机后默认的模式，在这种模式下，仪器将显示所测目标的距离、方位和倾斜值。首先确认你所选的显示模式为：

激光器的发展与未来前景构想

激光器的原理以及在未来的前景展望摘要：激光器的发明是20世纪科学技术的一项重大成就。它使人们终于有能力驾驶尺度极小、数量极大、运动极混乱的分子和原子的发光过程，从而获得产生、放大相干的红外线、可见光线和紫外线（以至 X射线和γ射线）的能力。激光科学技术的兴起使人类对光的认识和利用达到了一个崭新的水平。关键词：激光器；历史背景；工作原理；应用；分类；重要定义中图分类号：文献标识码；文章编号一、激光器的历史背景、工作原理、分类以及应用激光器（Laser）是能发射激光的装臵。激光器的诞生史大致可以分为几个阶段，其中1916年爱因斯坦提出的受激辐射概念是其重要的理论基础。这一理论指出，处于高能态的物质粒子受到一个能量等于两个能级之间能量差的光子的作用，将转变到低能态，并产生第二个光子，同第一个光子同时发射出来，这就是受激辐射。这种辐射输出的光获得了放大，而且是相干光，即如多个光子的发射方向、频率、位相、偏振完全相同。1954年制成了第一台微波量子放大器，获得了高度相干的微波束。1958年A.L.肖洛和C.H.汤斯把微波量子放大器原理推广应用到光频范围，并指出了产生激光的方法。1960年T.H.梅曼等人制成了第一台红宝石激光器。1961年A.贾文等人制成了氦氖激光器。1962年R.N.霍耳等人创制了砷化镓半导体激光器等等。 1960年 T.H.梅曼第一台红宝石激光器以后，激光器的种类就越来越多。按工作介质分，激光器可分为气体激光器、固体激光器、半导体激光器和染料激光器4大类。近来还发展了自由电子激光器，其工作介质是在周期性磁场中运动的高速电子束，激光波长可覆盖从微波到X 射线的广阔波段。下面依次介绍几种常见的激光器；

激光打标机简介

激光打标机简介一、什么是激光打标机 1．基本介绍及原理激光打标是在70年代末80年代初继激光焊接、激光热处理、激光切割、激光打孔等技术后发展起来的一门新型加工技术，近年来，随着激光器技术、计算机技术的发展与光学器件的改进，激光打标技术得到很大的发展。激光打标是将高能量密度的激光光束聚焦在材料表面上，使材料表面发生物理和化学变化，形成凹坑，从而获得可见图案的标记方式。当激光光束在材料表面有规律地移动同时控制激光的开断，材料表面变形成了一个指定的图案。 1.1汽化效应当激光束照射材料表面时，除一部分光被反射外，被材料吸收的激光能量会迅速转变为热能，使其表面速度急剧上升，当达到材料的汽化温度时，材料表面会因瞬时汽化、蒸发而出现标记痕迹，此类打标中将出现明显的蒸发物。 1.2刻蚀效应当激光束照射到材料表层时，材料吸收光能并向内层传导，从而产生热熔效应，对透明玻璃和有机玻璃等脆性材料进行打标时，其熔蚀效应十分明显，无明显蒸发物。 1.3光化学效应对于一些有机化合物材料，当其吸收激光能量后，材料的化学特性将发生变化。当激光照射到有色的聚氯乙烯（PVC）表面时，由于消聚合化学效应，其色彩将减弱，与未收到激光照射的部分形成颜色差异，从而得到打标效果。 2．激光打标机的用途 1机械设备制造业激光加工属于非接触性加工方式,不产生机械压力,激光聚焦光束极细,安全性高，可在机械设备标牌上进行文字、数字、字母、图形等打标。 2印刷制卡行业激光在制卡行业的应用目前主要指使用激光在卡的表面制作各种信息标记，如：

序列号、密码、条形码，优点是无耗材、印制效果更精细清晰、分辨率更高、故障率低、字符永久不可被擦除。 3半导体集成电路行业主要应用于对集成电路板、半导体元器件进行流水线标记作业，包括文字或图形标记（一维码、二维码）。由于采用非接触性加工方式，不产生机械压力，激光聚焦光束极细，可在体积小的元器件（集成电路、晶振、电容）上进行精细的加工。 4食品饮料行业全面替代喷墨喷码机，无损耗、无污染、免维护、运行成本低廉；配合各类生产流水线，进行无接触、无停顿、高质量在线飞行激光打标。运用于酿酒、食品饮料等行业产品序列号、生产日期、保质期等内容的激光打码。 5制药及医疗器械行业全面替代喷墨喷码机，配合制药生产线进行无停顿高质量的在线飞行打标，并可对医疗器械进行精密打标，环保无污染，符合制药行业的GMP标准。在药品包装上打批号、生产日期和保质期等内容，还可以在金属材质的医疗器械上标刻序列号、图形或生产日期等内容。 6精密仪器仪表行业特别针对精密器械（如医疗器械）、仪器仪表产品打标，为精密加工提供权威解决方案。 7家用电器行业应用于家用电器、小家电、音响设备打标。产品标牌、不锈钢面板、工程塑料汽车配件、标签打标，提高产品附加值。 10建材陶瓷行业广泛应用于建材、铝型材、PVC管材、家居、卫浴洁具、建筑陶瓷等产品的精美加工制作，全方位提高产品品质。 11塑料橡胶行业主要应用于塑料制品（如塑料按键）打标， PVC、PE、PP、PT、ABS等各类塑胶制品打标 13珠宝工艺品行业钟表、钢笔、梳子、工艺竹简等工艺礼品及玩具的加工，实现珠宝首饰加工的精细化要求。 3．激光打标的优点加工精度高，打标痕迹清晰、持久、美观、防伪功能强；加工的最小线宽达到0.015mm，适合精密加工。开发速度快，加工效率高；

激光雷达技术的应用现状及应用前景

光电雷达技术课程论文题目激光雷达技术的应用现状及应用前景

专业光学工程姓名白学武学号2220140227 学院光电学院 2015年2月28日摘要：激光雷达无论在军用领域还是民用领域日益得到广泛的应用。介绍了激光雷达的工作原理、工作特点及分类，介绍了它们的研究进展和发展现状，以及应用现状和发展前景。引言激光雷达是工作在光频波段的雷达。与微波雷达的T作原理相似，它利用光频波段的电磁波先向目标发射探测信号，然后将其接收到的同波信号与发射信号相比较，从而获得目标的位置(距离、方位和高度)、运动状态(速度、姿态)等信息，实现对飞机、导弹等目标的探测、跟踪和识别。激光雷达可以按照不同的方法分类。如按照发射波形和数据处理方式，可分为脉冲激光雷达、连续波激光雷达、脉冲压缩激光雷达、动目标显示激光雷达、脉冲多普勒激光雷达和成像激光雷达等：根据安装平台划分，可分为地面激光雷达、机载激光雷达、舰载激光雷达和航天激光雷达；根据完成任务的不同，可分为火控激光雷达、靶场测量激光雷达、导弹制导激光雷达、障碍物回避激光雷达以及飞机着舰引导激光雷达等。在具体应用时，激光雷达既可单独使用，也能够同微波雷达，可见光电视、

红外电视或微光电视等成像设备组合使用，使得系统既能搜索到远距离目标，又能实现对目标的精密跟踪，是目前较为先进的战术应用方式。一、激光雷达技术发展状况 1.1关键技术分析 1.1.1空间扫描技术激光雷达的空间扫描方法可分为非扫描体制和扫描体制，其中扫描体制可以选择机械扫描、电学扫描和二元光学扫描等方式。非扫描成像体制采用多元探测器，作用距离较远，探测体制上同扫描成像的单元探测有所不同，能够减小设备的体积、重量，但在我国多元传感器，尤其是面阵探测器很难获得，因此国内激光雷达多采用扫描工作体制。机械扫描能够进行大视场扫描，也可以达到很高的扫描速率，不同的机械结构能够获得不同的扫描图样，是目前应用较多的一种扫描方式。声光扫描器采用声光晶体对入射光的偏转实现扫描，扫描速度可以很高，扫描偏转精度能达到微弧度量级。但声光扫描器的扫描角度很小，光束质量较差，耗电量大，声光晶体必须采用冷却处理，实际工程应用中将增加设备量。二元光学是光学技术中的一个新兴的重要分支，它是建立在衍射理论、计算机辅助设计和细微加工技术基础上的光学领域的前沿学科之一。利用二元光学可制造出微透镜阵列灵巧扫描器。一般这种扫描器由一对间距只有几微米的微透镜阵列组成，一组为正透镜，另一组为负透镜，准直光经过正透镜后开始聚焦，然后通过负透镜后变为准直光。当正负透镜阵列横向相对运动时，准直光方向就会发生偏转。这种透镜阵列只需要很小的相对移动输出光束就会产生很大的偏转，透镜阵列越小，达到相同的偏转所需的相对移动就越小。因此，这种扫描器的扫

激光行业发展趋势

激光行业发展现状如今的激光设备市场已经是一个国际列强群雄逐鹿没有国界的战场，未来激光产业可能有如下几个发展趋势： ① 激光产业界的并购重组将加快，行业巨头开始显露。通过收购和重组，可以实现资源的优势互补，提升企业整体核心竞争力，加快发展，未来企业间的并购重组必将加快。美国Coherent（相干公司）是全球最大的激光器制造商，产品涉及科学研究、医疗手术以及工业加工等多个领域，通过购买了几家从事工业激光产品制造的公司，专注于工业激光领域的技术研究和产品开发；以色列ESC/Sharplan 公司从Coherent相干公司购得医疗激光公司合并组成Lumenis公司，产品覆盖激光美容、激光眼科、外科激光医疗仪器等，在世界医疗激光领域中的地位已经是无人能撼；德国的Trumpf（通快公司）是世界上最大的工业激光设备制造商，高功率CO2激光器和固体激光器制造技术在全球具有领先地位，通过兼并和重组现有7 家从事激光产品生产的企业，其中包括知名的哈斯公司，使通快公司在国际高功率激光器及切割机床领域独树一帜；Rofin-Sinar公司是仅次于Trumpf公司的又一家德国工业激光设备制造商，在高功率CO2激光器、激光微加工系统、激光打标系统领域具有领先优势，他收购了创立于2000 年的特种光纤和光纤激光器模块供应商Nufern公司。在国内，大族激光公司这几年也在不断并购重组进一步巩固其行业龙头地位，2007 年2 月大族激光2250 万元收购泰德激光50.69%股权，2007 年12 月收购武汉金石凯激光25%的股权；武汉华工激光与团结激光的合并，成立华工团结激光技术有限公司，目标是要在三到五年内在大功率激光切割机方面进入全球四强。 ②激光器研究向固态化方向发展。半导体激光器和半导体泵浦固体激光器以自身所具有的高光电转换效率、更小的体积以及更优化的激光模式等优势，应用在工业激光加工、激光医疗等多个领域，成为激光加工设备的主导方向。它们的最高功率已达到了6kW，逐步实现了设备的小型化和实用化，并将取代一些传统激光器的应用。 ③ 光纤激光器成为激光新技术应用中最耀眼的明星。光纤激光器的切割速度最高是CO2激光器的五倍，其应用成本相当低廉，在国内前激光器及其系统整机结构更简单、体积更小，所以使用光纤激光器能够给客户带来巨大的好处。IPG是第一家全球领先光纤激光器技术公司，自2002 年以来，该公司的销售额每年增长60%，成为唯一能够量产数万瓦光纤激光器的公司。然而，IPG并不是唯一能够满足日益增长的光纤激光器需求的公司，该领域市场上已有20 多个公司在竞争，目前在市场上IPG公司仍然处于支配地位。当前光纤激光器的应用领域都会出现增长，现在还远远没有饱和，还有其它企业存在的空间。 ④ 国外激光厂商将加大在中国设立工厂和据点的力度。中国市场的重要性

激光焊接技术应用及发展趋势

激光焊接技术应用及其发展趋势摘要：本文论述了激光焊接工艺的特点、激光焊接在汽车工业、微电子工业、生物医学等领域的应用以及研究现状，激光焊接的智能化控制，论述激光焊接需进一步研究与探讨的问题。关键词：激光焊接；混合焊接；焊接装置；应用领域引言激光焊接是激光加工材料加工技术应用的重要方面之一。70年代主要用于焊接薄壁材料和低速焊接，焊接过程属于热传导型，即激光辐射加热工件表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数，使工件熔化，形成特定的熔池。由于激光焊接作为一种高质量、高精度、低变形、高效率和高速度的焊接方法，随着高功率CO2和高功率的Y AG激光器以及光纤传输技术的完善、金属钼焊接聚束物镜等的研制成功，使其在机械制造、航空航天、汽车工业、粉末冶金、生物医学微电子行业等领域的应用越来越广。目前的研究主要集中于C02激光和YAG激光焊接各种金属材料时的理论，包括激光诱发的等离子体的分光、吸收、散射特性以及激光焊接智能化控制、复合焊接、激光焊接现象及小孔行为、焊接缺陷发生机理与防止方法等，并对镍基耐热合金、铝合金及镁合金的焊接性，焊接现象建模与数值模拟，钢铁材料、铜、铝合金与异种材料的连接，激光接头性能评价等方面做了一定的研究。一、激光焊接的质量与特点激光焊接原理：激光焊接是将高强度的激光束辐射至金属表面，通过激光与金属的相互作用，金属吸收激光转化为热能使金属熔化后冷却结晶形成焊接。图1显示在不同的辐射功率密度下熔化过程的演变阶段[2]，激光焊接的机理有两种： 1、热传导焊接当激光照射在材料表面时，一部分激光被反射，一部分被材料吸收，将光能转化为热能而加热熔化，材料表面层的热以热传导的方式继续向材料深处传递，最后将两焊件熔接在一起。 2、激光深熔焊当功率密度比较大的激光束照射到材料表面时，材料吸收光能转化为热能，材料被加热熔化至汽化，产生大量的金属蒸汽，在蒸汽退出表面时产生的反作用力下，使熔化的金属液体向四周排挤，形成凹坑，随着激光的继续照射，凹坑穿人更深，当激光停止照射后，凹坑周边的熔液回流，冷却凝固后将两焊件焊接在—起。这两种焊接机理根据实际的材料性质和焊接需要来选择，通过调节激光的各焊接工艺参数得到不同的焊接机理。这两种方式最基本的区别在于：前者熔池表面保持封闭，而后者熔池则被激光束穿透成孔。传导焊对系统的扰动较小，因为激光束的辐射没有穿透被焊材料，所以，在传导焊过程中焊缝不易被气体侵入；而深熔焊时，小孔的不断关闭能导致气孔。传导焊和深熔焊方式也可以在同一焊接过程中相互转换，由传导方式向小孔方式的转变取决于施加于工件的峰值激光能量密度和激光脉冲持续时间。激光脉冲能量密度的时间依赖性能够使激光焊接在激光与材料相互作用期间由一种焊接方式向另一种方式转变，即在相互作用过程中焊缝可以先在传导方式下形成，然后再转变为小孔方式。 1、激光焊接的焊缝形状对于大功率深熔焊由于在焊缝熔池处的熔化金属，由于材料的瞬时汽化而形成深穿型的圆孔空腔，随着激光束与工件的相对运动使小孔周边金属不断熔化、流动、封闭、凝固而形成连续焊缝，其焊缝形状深而窄，即具有较大的熔深熔宽比，在高功率器件焊接时，深宽比可达5：l，最高可达10：1。图2显示四种焊法在316不锈钢及DUCOLW30钢上的焊缝截面形

激光打标机未来市场发展趋势

激光打标机未来市场发展趋势【https://www.360docs.net/doc/be10261753.html,】激光打标机厂家报道：激光打标是在激光焊接、激光热处理、激光切割、激光打孔等应用技术之后发展起来的一门新型加工技术，是一种非接触、无污染、无磨损的新标记工艺。近年来，随着激光器的可靠性和实用性的提高，加上计算机技术的迅速发展和光学器件的改进，促进了激光打标机技术的发展。激光打标是利用高能量密度的激光束对目标作用,使目标表面发生物理或化学的变化 ,从而获得可见图案的标记方式。高能量的激光束聚焦在材料表面上，使材料迅速汽化，形成凹坑。随着激光束在材料表面有规律地移动同时控制激光的开断，激光束也就在材料表面加工成了一个指定的图案。激光打标与传统的标记工艺相比有明显的优点： (1) 标记速度快，字迹清晰、永久。 (2) 非接触式加工，污染小，无磨损。 (3) 操作方便，防伪功能强。 (4) 可以做到高速自动化运行，生产成本低二．国内激光打标的发展历程激光打标设备的核心是激光打标控制系统，因此，激光打标的发展历程就是打标控制系统的发展过程。从1995年到2003年短短的8年时间，控制系统在激光打标领域就经历了大幅面时代、转镜时代和振镜时代，控制方式也完成了从软件直接控制到上下位机控制到实时处理、分时复用的一系列演变，如今，半导体激光器、光纤激光器、乃至紫外激光的出现和发展又对光学过程控制提出了新的挑战。 1．大幅面时代所谓大幅面，刚开始是将绘图仪的控制部分直接用于激光设备上，将绘图笔取下，在（0，0）点X轴基点、Y轴基点和原绘图笔的位置上分别安装45°折返镜，在原绘图笔位置下端安装小型聚焦镜，用以导通光路及使光束聚焦。直接用绘图软件输出打印命令即可驱动光路的运行，这种方式最明显的优势是幅面大，而且基本上能满足精度比较低的标刻要求，不需要专用的标刻软件；但是，这种方式存在着打标速度慢、控制精度低、笔臂机械磨损大、可靠性差、体积大等缺点。因此，在经历最初的尝试后，绘图仪式的大幅面激光打标系统逐步退出打标市场的，现在所应用的同类型的大幅面设备基本上都是模仿以前这种控制过程，用伺服电机驱动的高速大幅面系统，而随着三维动态聚焦振镜式扫描系统的逐步完善，大幅面系统将逐步从激光标刻领域销声匿迹 2。品牌化道路随着时间的发展，品牌将会是包装机械（激光打标机）发展中应该逐步形成的道路。食品包装机械与其它机械行业相比较来说，是一个发展比较慢的行业，自身存在着不足。我国食品包装机械行业是在市场经济中诞生，基本上是由企业自由组合起来的。行业内的一些出口企业在国外市场发现一些商机往往一哄而上，使一些企业为争抢客户而自己互相残杀，不顾一切地杀价，不但无利可图，还有“推销”之嫌。说明行业仍旧有人未改变观念，可能

激光材料发展趋势

激光材料产业背景及发展趋势一、研究背景激光技术被称作20世纪的四项重大发明之一，经过半个多世纪的发展，已广泛应用于高科技领域，例如光显示，光通信，生物医疗激光设备，激光先进制造，军事科技以及宇宙探索等，推动了一系列尖端高科技产业的发展，产生了巨大的经济和社会效益，并使其成为了21世纪光电子技术的支柱产业之一，因此，促进激光技术的发展被世界各强国列为了国家级发展计划，如美国的“激光核聚变计划”、德国的“光学促进计划”、英国的“阿维尔计划”、日本的“激光研究五年计划”等。在我国，《国家中长期科学和技术发展规划》也把推动激光技术的发展作为16项重大规划之一。激光晶体是在激光技术发展过程中使用最早，品种最多的一类工作物质。当前，激光技术迅猛发展，激光器也趋向于全固态，高效率，多功能和小型化方向发展，使得激光晶体作为高增益介质对激光技术的研究和应用过程中占据越来越重要的位置。在当前，我国在激光晶体的发展过程中面临着诸多的机遇和挑战，以下将就我国激光晶体的主要发展背景做简要介绍。 1、国家在经济增长方式转变中对高新技术产业的支持，其中包括直接资金扶持和政策支持等，有利于促进激光晶体材料生产企业的发展。 2、我国丰富的稀土资源有利于激光晶体材料生产规模的扩大。当前，近90%的激光晶体是通过掺入稀土作为激活离子的，所以稀土已成为激光晶体中一族很重要的元素。因此，激光晶体材料的发展必须有充足的稀土资源做保证。我国稀土储量世界第一，尤其是相对短缺的中重稀土-在军事领域有重要意义，稀土产量占世界稀土商品量的80%-90%。这些都为我国激光晶体材料产业的发展提供了支持。 3、高技术含量的激光晶体缺乏。我国要想在激光技术领域取得全面发展，能够获得充足的基础性的激光晶体材料及其元器件是关键之一，然而我国大部分高技术含量，高附加值的激光器要依靠从国外引进。军用激光武器的发展也处在跟踪和模仿阶段，这些都反映了我国在激光晶体材料基础研究方面的薄弱。 4、技术链和产业链的缺乏，国外在激光晶体研制方面趋向于晶体的应用方面，重视对整机的研制。我国则趋向于基础材料及其性能的研究。这样造成了我国在

激光器市场格局及发展趋势

激光器市场格局及发展趋势一、激光器产业发展概况激光加工技术是一种新型的绿色先进制造技术，相比传统机械加工具备明显优势，其加工方式以非接触方式进行，加工过程能耗低、环保效益高、加工速度快、低噪音、热影响小、适应性强，可加工超高硬度、高脆性、高熔点材料，并可实现自动控制，在精密加工、复杂结构加工、批量自动化生产等领域具备明显优势，被公认为“未来制造系统的共同加工手段”。随着技术不断进步，激光技术应用领域不断拓展，适用于激光加工的材料包括金属及合金、塑料、陶瓷、玻璃、木材、皮革、树脂、橡胶等，在广泛应用于打标、雕刻、切割、焊接、钻孔、熔覆、微加工及表面改性等工业加工领域的同时，还应用于信息通讯数据储存、医疗美容、科研军事、仪器传感、显示、增材制造等新兴领域。作为激光加工设备的核心部件的激光器，自1960年第一台红宝石激光器明问世以来，随着技术的发展，发生了巨大的变化，极大地推动了其他科学技术的发展，被认为是二十世纪人类最伟大的发明之一。近十几年来，激光器的发展更为迅速，出现了种类繁多的激光器，按照增益介质的不同，可分为光纤、固体、气体、半导体激光器等，特定增益介质输出特定波长的激光，本质决定了激光输出功率和应用领域。图表1 激光器主要性能参数对

二、全球激光器市场规模随着激光器技术的发展，市场应用领域不断扩宽，全球市场规模在近两年保持快速增长，到2017年市场规模达到113.3亿美元，同比增长8.9%。2017年激光器市场规模的增长驱动力主要来自于材料加工和通信领域的激光器需求持续释放。图表 2 2012-2017年全球激光器市场规模及增长率（单位：亿美元）

激光切割机特点及发展趋势详解

激光切割机特点及发展趋势详解随着我国激光切割机行业的不断发展和强大，激光切割机种类数目的不断增多，激光切割机机型的不断丰富，各大激光切割机企业生产的产品质量不断地提高。改革开放以来，我国激光切割机虽然在来获得了快速的发展，但其面临的问题依然不少，国内激光切割机技术含量和质量较高的制造商寥寥无几，且大多停留在中低速水平。同国外的同类产品相比，无论在装备的发展水平技术含量和应用推广方面都不尽人意在市场分配中，国产的激光切割机只是在中低档市场上略占优势，而高档市场几乎全部被国外产品所占据。除了一些专业生产激光切割机的厂商以外，国内的一些大学和科研院所也参与到激光切割机的研制生产中来相信依托各个大学和科研院所的科研实力。国产激光切割机的研制生产在不久的将来会有重大的突破。随着我国激光切割机市场规模的日趋增大，产品种类的日益繁多，激光切割机厂家的不断增多，生产自动化程度的不断提高，市场对激光切割机的需求也在不断地膨胀。当前，国内的相关企业必将面临外商的强有力的竞争，国内的企业要敢于参与竞争，不仅在国内市场上参与竞争，更要积极参加国际市场的竞争这就对国内的相关企业提出了更高的要求和更广阔的市场空间，国内企业应该立足国内，放眼国际，积极参与竞争。激光切割机的技术特点及应用随着激光技术的不断发展与成熟，激光设备已经被广泛的应用在各行各业中，如激光打标机、激光焊接机、激光打孔机及激光切割机等等，特别是数控激光切割机械设备在最近几年内飞速发展，被广泛应用在钣金、五金制品、钢结构、精密机械、汽车配件、眼镜、首饰、铭牌、广告、工艺品、电子、玩具、包装等行业。数控激光切割机相比其他切割设备的显著优势主要体现在以下几个方面： 1、切割速度快，切割质量好，精度高： 2、切缝窄，切割面光滑，不损伤工件; 3、不受工件形状的影响，不受被切材料的硬度影响; 4、除对金属材质进行加工外，还可以对非金属进行切割加工; 5、节约模具投资，节省材料，更有效的节省成本; 6、操作简单，安全，性能稳定，提高新产品开发速度，具有广泛的适应性和灵活性。数控金属激光切割设备机架是该激光设备最主要的部件，不仅绝大多数零部件都安装于机架上，而且还要承受工作台重力以及加、减速过程中的全部惯性冲击载荷。

半导体激光器的发展与运用

半导体激光器的发展与运用 0 引言激光器的结构从同质结发展成单异质结、双异质结、量子阱（单、多量子阱）等多种形式, 制作方法从扩散法发展到液相外延（LP日、气相外延（VPE）、分子束外延（MBE）、金属有机化合物气相淀积（MOCVD）、化学束外延（CBE 以及它们的各种结合型等多种工艺[5].半导体激光器的应用范围十分广泛，而且由于它的体积小，结构简单,输入能量低,寿命长,易于调制和价格低等优点, 使它已经成为当今光电子科学的核心技术,受到了世界各国的高度重视。 1 半导体激光器的历史半导体激光器又称激光二极管（LD）。随着半导体物理的发展,人们早在20 世纪50 年代就设想发明半导体激光器。 20 世纪60 年代初期的半导体激光器是同质结型激光器, 是一种只能以脉冲形式工作的半导体激光器。在1962 年7 月召开的固体器件研究国际会议上,美国麻省理工学院林肯实验室的两名学者克耶斯（KeyeS和奎斯特（Quist、报告了砷化镓材料的光发射现象。半导体激光器发展的第二阶段是异质结构半导体激光器,它是由两种不同带隙的半导体材料薄层，如GaAs,GaAIAs所组成的激光器。单异质结注人型激光器（SHLD，它是利用异质结提供的势垒把注入电子限制在GaAsP 一N 结的P 区之内,以此来降低阀值电流密度的激光

器。 1970 年,人们又发明了激光波长为9 000? 在室温下连续工作的双异质结GaAs-GaAlAs（砷化稼一稼铝砷）激光器. 在半导体激光器件中,目前比较成熟、性能较好、应用较广的是具有双异质结构的电注人式GaAs 二极管激光器. 从20 世纪70 年代末开始, 半导体激光器明显向着两个方向发展,一类是以传递信息为目的的信息型激光器;另一类是以提高光功率为目的的功率型激光器。在泵浦固体激光器等应用的推动下, 高功率半导体激光器（连续输出功率在100W 以上,脉冲输出功率在5W 以上, 均可称之谓高功率半导体激光器）在20 世纪90 年代取得了突破性进展,其标志是半导体激光器的输出功率显著增加,国外千瓦级的高功率半导体激光器已经商品化,国内样品器件输出已达到600W另外，还有高功率无铝激光器、红外半导体激光器和量子级联激光器等等。其中,可调谐半导体激光器是通过外加的电场、磁场、温度、压力、掺杂盆等改变激光的波长,可以很方便地对输出光束进行调制。 20 世纪90 年代末,面发射激光器和垂直腔面发射激光器得到了迅速的发展。目前,垂直腔面发射激光器已用于千兆位以太网的高速网络,为了满足21 世纪信息传输宽带化、信息处理高速化、信息存储大容量以及军用装备小型、高精度化等需要,半导体激光器的发展趋势主要是向高速宽带LD大功率LD短波长LD盆子线和量子点激光器、中红外LD

激光测距仪操作规程

1.使用方法触按电源开关，接通电源，“电源、测试指示灯”为绿色。触按档位选择开关，选择适合的档位。 2.将仪表测量端子的两个电流输出端子用两根测试线接到被测导体的两个端子，两个电压输入端子也接到被测导体的两个端子。 3. 如图所示，电压端子应位于电流端子的内侧，并尽量靠近被测试品，以减少引线电阻引入的误差。 4.接线完毕后，触按一下 TESTE 键，“电源、测试指示灯”为红色，显示屏显示的值即为测得的电阻值。 5.当被测导体开路或阻值大于选定量程时, 显示屏首位显示“1”，后三位数字熄灭。 6.注意事项 a）本仪表使用6 节1.5V（LR6，AA）电池供电。当显示屏出现欠压符号“”时,请更换电池，以保障得到正确的试值。换下的旧电池请勿乱扔,以免造成污染。B)仪器应避免受潮、雨淋、跌落、暴晒等。

1.目的：建立超声波测厚仪标准操作规程。 2.适用范围：试验室所有检验人员执行本规程，部门领导监督，检查本规程的执行。一、操作规程 1、机器校准仪器壳下方有一个厚度为4mm的试块，按“菜单”键进入菜单，经过“上下”箭头选择“声速”，在选择“声速设置”，把声速设置为5920m/s，并在试块上涂抹耦合剂，把探头放在试块中央轻轻压紧，按一下“下箭头”，能够看到仪器显示试块厚度为4.000mm，如果试块厚度测试值不为4.000mm请在进行校准，直到试块测量厚度为 4.000mm。仪器校准完成后即能够正常测量了。 2、测试块准备准备50mm的测试医用消毒超声耦合剂样品三份，以备测试。 3、声速测试将探头与已准备好的测试样品耦合，确保探头不晃动并耦合良好，此时能够看到显示屏上耦合标志。选择声速测试界面，输

2016年激光现状研究和发展趋势

中国激光行业现状研究分析及市场前景预测报告（2016年）报告编号：1685212

行业市场研究属于企业战略研究范畴，作为当前应用最为广泛的咨询服务，其研究成果以报告形式呈现，通常包含以下内容：一份专业的行业研究报告，注重指导企业或投资者了解该行业整体发展态势及经济运行状况，旨在为企业或投资者提供方向性的思路和参考。一份有价值的行业研究报告，可以完成对行业系统、完整的调研分析工作，使决策者在阅读完行业研究报告后，能够清楚地了解该行业市场现状和发展前景趋势，确保了决策方向的正确性和科学性。中国产业调研网https://www.360docs.net/doc/be10261753.html,基于多年来对客户需求的深入了解，全面系统地研究了该行业市场现状及发展前景，注重信息的时效性，从而更好地把握市场变化和行业发展趋势。

一、基本信息报告名称：中国激光行业现状研究分析及市场前景预测报告（2016年）报告编号：1685212←咨询时，请说明此编号。优惠价：￥7380 元可开具增值税专用发票网上阅读：_QiTaHangYe/12/JiGuangChanYeXianZhuangYuFaZhanQianJing.html 温馨提示：如需英文、日文等其他语言版本，请与我们联系。二、内容介绍产业现状近十几年以来，经中国政府、技术专家和企业及广大从业人员的共同努力，中国激光产业已取得了超乎寻常的发展，并且初现中国激光产业的雏形，在国内部分激光产品市场上，中国激光产业又重新占有主导地位。随着国内经济状况的不断改善，我国激光产业获得了飞速的发展。激光产业发展50多年来，已初具规模，主要涉及工业、医疗、军事和文化等方面。近年来，国内更是加大了激光产业发展，各个地区在政府的领导和激光企业配合下潜心科研、提升技术、开拓市场，并建设激光产业园，其中温州激光与光电产业集群、鞍山激光产业园就是近几年建设起来并处于全力发展阶段。 2014 年国内激光企业销售额（限激光业务）市场容量激光技术在我国经过40多年的发展，有了较为雄厚的技术基础，锻炼培养了一支素质较高的队伍。以中科院四大光机所及各部委所属研究机构和一批大学为代表，形成了我国激光器系统技术研究开发的重要力量。如华中科技大学、清华大学、北京工业大学、哈工大、长春理工、北理工、浙工大、信息产业部11所（北京）、北京光电所、上海光机所、上海激光所、长春光机所、西安光机所、安徽光机所、北京中科院半导体所、209所。在部分激光器研究开发的核心技术上，形成了5个国家级的激光技术研究中心，10多个研究机构。据中国产业调研网发布的中国激光行业现状研究分析及市场前景预测报告（2016年）显示，国内激光企业主要分布在湖北、北京、江苏、上海、深圳等地，已基本形成以上述省市为主体的华中、环渤海、长三角、珠三角四大激光产业基地，其中有一定规模的企业约300家。2014年我国激光产业链产值约为800亿元。主要包括：激光加工装

激光打标机原理优点和常识

激光打标机原理优点和常识一、激光打标机五种故障解读激光打标机原理优点和常识首先在激光打标机出现问题的时候，如果不能及时解决问题将会影响到产品的交付时间，虽然激光打标机的维修是比较麻烦的，但是它的原理是较简单的，有很多问题是可以自行解决而不需要专业技术人员维修的，下面就是激光打标机常见的五种故障。 A(激光打标机的标识图案局部不清晰 B(激光打标机的标识图案暗淡无光 C(激光打标机的标识图案发白高。 D(激光打标机的标识薄膜粘版 E(激光打标机的标识图案一块清楚一块模糊二、激光打标机在打码受宠作用原因: 激光喷码机应用于酒类行业防伪防地区窜货行为的发生: 大的酒业品牌通常为了防止同行业的仿冒和地域性销售管理，生产厂家会用科技含量较高的防伪手段来标识自己的产品。激光喷码机标识以它独特的不可涂抹的防伪性在酒行业中得到了广泛的应用，应用于多个行业。激光喷码机的工作原理是将激光以极高的能量密度聚集在被刻标的物体表面，在极短的时间内，将其表层的物质气化，并通过控制激光束的有效位移，精确地灼刻出精致的图案或文字。激光标记清晰永久，不可擦涂和更改。同时激光标记的不可擦涂性使其也具有一定的防伪效果，有许多企业已经开始利用激光打标来进行防伪，并取得了良好的效果。真假识别,,千种商品识别方法

除了防伪和环保健康问题，跨区域窜货也是许多酒品企业为之头疼的事情。由于墨水喷码机的油墨比较容易擦掉，经常有一些经销商对酒品外箱所标识的专卖区域或区域代码进行涂改，这既危害了经销商的利益，也损害了制酒企业的利益。激光标码的不可擦涂性正是标记地区代码的最佳选择。酒品地区之间窜货问题可是品牌商家最不好把握的问题，耗费了财力、人力购买耗材和需要专门维护的喷墨机，但由于外箱上使用的油墨喷印标识很容易被擦涂，窜货问题屡禁不止。针对此种情况，创想激光科技公司根据众多消费者反馈的情况做出了性价比最优的标识解决方案，从而使厂家在维护了经销商利益的同时也稳定了市场。其实激光喷码机在医药、食品行业代替喷墨机也是同样道理。在生产地代号方面也是作用显著的。三、2015放眼看未来激光打标机趋势: 激光喷码机广受包装行业所宠～随着科学技术的不断发展，大家已经意识到激光喷码机取代油墨喷码机也已成为发展趋势。放眼看未来，激光喷码机已经成为包装行业宠儿。我国经过数年来的不断完善改进，新一代的激光喷码机功能更齐全，性能更可靠，运行更稳定，安装更为方便。激光喷码机喷射的是一个无法擦掉的永久性标记，它是通过激光直接在物体表面瞬间气化而成，无需借助任何辅助工具即可肉眼分辨，便于消费者识别。且无耗材，维护更方便。激光喷码机突破了传统油墨喷码技术的规范性和单一性，创造出一种全新的喷射方式，突出了产品的特色和品牌的差异性，提升了产品在日益激烈的市场中的竞争能力，同时为缩短产品升级换代周期、柔性生产提供了有力的工具。由于激光设备一般都包含计算机结合在一起的，用户只要在计算机上编程，即可实现激光各种样式喷射输出。激光打标独特效果，不易仿制。采用激光喷码的特殊功能，有效防止