激光器技术的应用现状及发展趋势_百度文库讲解
激光器行业发展概况与市场趋势分析
激光器行业发展概况与市场趋势分析一、激光产业链分析激光具有单色性好、亮度高、方向性好等特点，广泛应用于军用和民用领域。
在民用领域，激光加工工艺在机械、汽车、航空、钢铁、造船、电子等大型制造业产业中正在逐步替代传统加工工艺，在军事领域，激光能量武器成为各国重点支持和发展的新概念武器。
随着中国激光行业的不断升级,激光产业以形成了较为完整的产业链,上游为激光晶体、光学镜片、各类激光器、数控系统等,中游为激光切割机、激光焊接机等激光设备,下游则为材料加工、电子信息等应用行业。
激光器位于激光产业链的中游，是激光的发生装置，主要由泵浦源、增益介质、谐振腔三大核心功能部件组成。
泵浦源为激光器提供光源，增益介质吸收泵浦源提供的能量后将光放大，谐振腔为泵浦光源与增益介质之间的回路，振腔振荡选模输出激光。
二、全球激光器市场规模2018年，全球激光器市场规模约为137.5亿美元，2009年至2018年年均复合增速为11.14%。
现阶段，得益于激光器产品特性的突出优势以及广泛的应用领域，全球激光器市场处于稳步增长的态势，市场容量逐渐扩大，未来有巨大增长空间。
材料加工、通信和光存储市场占全球激光器下游需求约44.8%、27.8%，为最主要应用。
2018年应用于材料加工、通信和光储存的激光器销售收入分别为61.6亿美元和38.2亿美元，分别占全球激光器收入的44.8%和27.8%。
其余科研和军事、医疗和美容、仪表和传感器、其他市场收入分别为12.8亿美元、10.3亿美元、10.2亿美元和4.4亿美元，分别占全球激光器收入的9.3%、7.5%、7.4%和3.2%。
工业激光器为激光器主要应用领域，2018年占激光器总市场规模的36.77%。
2013-2018年全球各类工业激光器的销售收入持续增长，2018年达50.58亿美元，同比增长4.18%，占全球激光器行业比例从2013年的27.74%增长至36.77%。
工业激光器主要用于切割、金属焊接、打标、半导体、金属精加工等领域其中，其中，材料加工中的切割领域占据全球工业激光器约1/3的市场需求。
激光器在材料加工中的应用与技术进展
激光器在材料加工中的应用与技术进展激光器是一种能够产生高能量、高亮度的激光光束的装置，具有高聚光性和定向性强的特点。
随着科技的不断发展和进步，激光器在材料加工领域扮演着越来越重要的角色。
本文将介绍激光器在材料加工中的应用和技术进展，并探讨其未来的发展趋势。
首先，激光器在材料切割方面的应用非常广泛。
激光器能够产生高能量、高密度的光束，可以快速而精确地切割金属板材、非金属材料等。
激光器切割技术具有切缝窄、精度高、加工速度快等优点，广泛应用于汽车制造、航空航天、电子设备等工业领域。
同时，激光器切割还能够实现复杂形状的切割，提高了产品的制造效率和质量。
其次，激光器在材料焊接方面的应用也有很大的潜力。
激光器焊接技术可以在无接触的情况下，将材料的两个或多个部分连接在一起，具有焊接速度快、焊缝窄、熔池深度浅等优点。
激光器焊接技术广泛应用于汽车制造、船舶制造、宇航装备等领域，能够提高焊接效率和产品的质量。
此外，激光器焊接具有对材料要求低、不易产生变形等优点，可以应用于一些薄板和高热膨胀系数材料的焊接。
激光器还在表面处理和改性方面发挥着重要的作用。
激光器能够通过在材料表面加热或者融化的方式，实现表面的熔化、固溶、重结晶以及涂层的烧结等处理过程。
通过激光器进行表面处理，可以提高材料的表面硬度、耐磨性、抗腐蚀性等性能，改善材料的表面质量和功能。
激光器表面处理技术广泛应用于汽车制造、航空航天、电子设备等领域，为产品的寿命和性能提供了保障。
此外，激光器还在3D打印领域展现了强大的应用潜力。
激光器3D打印技术是一种通过激光熔化或固化粉末或液体材料，逐层堆叠构建物体的新兴技术。
激光器3D打印技术具有无模具、制造周期短、产品自由度高等特点，可以实现个性化定制、快速制造和复杂结构制造等需求。
激光器3D打印技术已经在航空航天、医疗器械、汽车制造等领域得到了广泛应用，并有望在未来进一步推动工业制造的革新。
随着技术的进步和创新，激光器在材料加工领域的应用还将继续扩展。
激光技术发展趋势及未来应用方向
激光技术发展趋势及未来应用方向在过去几十年中，激光技术已经成为科学和工业领域中不可或缺的工具。
从初始的实验室研究到如今的各行各业的应用，激光技术的发展一直在持续前进。
本文将探讨激光技术的发展趋势及未来应用方向。
随着技术的不断进步，激光技术正不断扩展其应用领域。
激光技术在医疗领域的应用已经取得了巨大的成功。
例如，激光手术可以在微创手术中取代传统的切割工具，减少创伤和出血。
激光还可以用于激光疗法，用于治疗癌症和其他疾病。
此外，激光还可以用于眼科手术，如激光近视手术和激光白内障手术。
随着医疗技术的进一步发展，激光技术将继续在医疗领域发挥重要作用。
除医疗领域外，激光技术在制造业中也扮演着重要的角色。
激光切割、焊接和打孔等技术已经成为现代制造业中常见的工艺。
由于激光技术具有高精度、高效率和无接触的特点，它在制造业中的应用前景非常广阔。
未来，随着激光技术的进一步改进和创新，它有望在3D打印、光学制造和纳米技术等领域发挥更大的作用。
另一个激光技术的未来应用方向是通信和信息技术领域。
激光技术已经成为光纤通信中的核心技术。
激光器的高功率和高频率特性使得光信号能够长距离传输，并且具有较高的传输速度和低的能量损耗。
激光通信技术的不断改进将带来更高的数据传输速度和更稳定可靠的通信网络。
此外，激光技术在能源领域也有着广泛的应用前景。
激光技术可以用于太阳能光伏电池的制造，提高太阳能的转换效率。
激光还可以用于核聚变研究，帮助实现可控核聚变反应，为未来的清洁能源提供可能性。
激光还可以用于地下能源勘探和矿产资源开发，提高勘探和开采效率，减少环境破坏。
激光技术的发展趋势也包括对激光器本身的改进。
高功率激光器的研发一直是激光技术的重要方向。
高功率激光器可以用于材料加工、激光武器和科学实验等领域，但目前还面临着能量损耗、散热和成本等问题。
随着材料科学和激光技术的进步，预计高功率激光器将变得更加高效、稳定和可靠。
另外，激光技术的微型化和便携化也是未来的趋势之一。
光纤激光器的应用及我国发展现状分析
光纤激光器的应用及我国发展现状分析
一、光纤激光器的应用
光纤激光器是一种新型的集成芯片激光器，它是由光纤、光学元件、
电子器件等元件制成的集成系统，具有较强的传输特性、低消耗、稳定、
可靠等特点。
由于其低成本、高性能的优点，光纤激光器已经成为光通信、光传感、光显示、生物检测、标记与追踪等多个领域的重要光源。
1、光纤传输
光纤激光器是一种全光电转换器件，可以将电信号转换成光信号，消
除电缆带来的信号损耗，可以在较长的距离内传输高速数据，是高精度、
高速度的数据传输的核心元件。
光纤通信网络的关键部件是光源，由光纤
激光器制成。
2、生物检测
由于光纤激光器的输出功率稳定，可以将其用于生物检测，如分子遗
传学技术、特异性抗体检测技术等，以及荧光以及酶联免疫测定、两性测
定技术等技术。
3、标记与追踪
近年来，我国激光技术的发展取得了显著成就，尤其是在光纤激光器
技术的发展上，在一定时期内取得了长足的进步，大大提高了我国激光光
技术水平。
激光的发展与应用前景展望
激光的发展与应用前景展望激光技术始于20世纪60年代，迄今为止已经发展了近60年。
作为一种高度聚焦的能量源，激光技术在各个领域的应用越来越广泛。
本文将探讨激光的发展历程以及未来的应用前景。
第一部分：激光的发展历程激光技术最早出现在科幻作品中，然而，1960年美国物理学家梅澜斯发明了世界上第一台激光器，标志着激光技术的诞生。
最初的激光器是由具有受激发射能力的固体晶体制成的，但是随着科技的进步，激光器的类型也不断扩展，包括气体激光器、液体激光器和半导体激光器等。
这些不同类型的激光器具有不同的特点和应用领域，例如气体激光器广泛应用于切割、焊接和材料加工等领域，而半导体激光器则用于通信和激光照明等领域。
第二部分：激光技术在医疗领域的应用激光技术在医疗领域的应用已经发展了几十年，目前已经成为一种重要的治疗工具。
例如，激光手术已经在眼科、整形外科和皮肤科等领域取得了显著成果。
激光手术具有创伤小、恢复快的特点，对患者来说是一种低风险的治疗方式。
此外，激光技术还可用于准确定位和破坏癌细胞，从而为肿瘤治疗提供了新的途径。
第三部分：激光技术在通信领域的应用随着互联网的快速发展，人们对高速、高容量的通信需求也在不断增加。
激光通信技术因其高速、安全的特点被认为是未来通信的重要方向。
激光通信利用激光脉冲传输信息，具有比传统电信号传输更高的带宽和传输速度。
此外，激光通信还具有抗干扰能力强、难以窃听的特点，可以在军事通信和机密文件传输等领域发挥重要作用。
第四部分：激光技术在工业领域的应用激光技术在工业领域的应用也越来越广泛。
激光切割、激光焊接和激光打标等成为现代工业生产中重要的工具。
激光切割技术可以在减少材料浪费的同时提高生产效率，激光焊接技术可以实现高精度的焊接，激光打标技术可以在各种材料上实现标记和编码。
这些激光应用不仅提高了生产效率，还提高了产品质量和精度。
第五部分：未来激光技术的挑战与展望尽管激光技术在各个领域都取得了重要的进展，但仍存在一些挑战和限制。
2024年光纤激光器市场发展现状
2024年光纤激光器市场发展现状引言光纤激光器作为一种重要的激光器类型，具有高效、稳定、可靠和多功能等特点，被广泛应用于通信、材料加工、医疗、科研等领域。
本文将从市场规模、应用领域和技术发展等方面分析光纤激光器市场的发展现状。
市场规模光纤激光器市场在过去几年经历了快速增长，预计未来几年仍将保持良好的增长势头。
根据市场研究报告，2019年全球光纤激光器市场规模已经超过X亿美元，并且预计到2026年将达到X亿美元。
市场增长的主要驱动因素包括通信行业对高速、大容量光纤通信的需求增加，以及制造业对高精度、高效率光纤激光器的不断需求。
此外，医疗、科研等领域对光纤激光器的需求也在不断增加，进一步推动了市场的发展。
应用领域光纤激光器在各个领域具有广泛的应用，其中最主要的应用领域包括通信、材料加工、医疗和科研。
1.通信：光纤激光器在通信领域中主要用于光纤通信系统的发送端。
其高速、长距离传输的特点，使光纤通信具备了巨大的优势，逐渐替代了传统的电信号传输方式。
2.材料加工：光纤激光器在材料加工领域中被广泛应用于切割、焊接、打标等工艺。
其高能量密度、高光束质量和可调谐性等特点，使其能够满足各种材料加工的需求。
3.医疗：光纤激光器在医疗领域中主要应用于激光治疗、激光手术和激光诊断等方面。
其高度聚焦、无创伤和精确控制等特点，使其在医疗领域有着广泛的应用前景。
4.科研：光纤激光器在科研领域中被广泛应用于光谱分析、光学显微镜和激光拉曼光谱等方面。
其高光强度、波长可调和稳定性等特点，为科研工作者提供了强大的实验工具。
技术发展光纤激光器的技术发展是推动市场发展的关键因素之一。
随着近年来光纤通信技术的快速发展，光纤激光器的技术水平也不断提高。
目前，光纤激光器主要分为连续波激光器和脉冲激光器两大类。
1.连续波激光器：连续波光纤激光器具有高功率、高光束质量和高效率的特点。
随着半导体激光器和光纤技术的进步，连续波激光器在通信和材料加工领域得到了广泛应用。
激光科技发展趋势与应用研究
激光科技发展趋势与应用研究序言随着科技的不断发展和进步，激光技术在各个领域中得到广泛的应用。
激光技术作为一种高精度、高效率、高质量的现代技术，弥补了传统工艺的不足，让许多科技难题得到了有效的解决。
本文将介绍激光科技的发展趋势及其在不同领域的应用研究，希望为读者提供有益的参考。
第一章激光科技发展趋势1.高功率激光技术高功率激光技术是目前激光科技发展的重要趋势，其主要表现在以下几个方面：（1）高功率固体激光器：在工业、医疗、军事等领域应用广泛，具有很高的市场需求，研究重点是解决高功率固体激光器的发热问题。
（2）高功率半导体激光器：主要用于信息通讯、材料加工等领域，近年来迅速发展，其主要瓶颈在于提高发光效率。
（3）高功率光纤激光器：在超快激光加工、激光成像等领域应用广泛，具有优异的成本效益和稳定性，研究重点是提高光束的质量。
2.超快激光技术超快激光技术是未来激光科技发展的一大趋势，其主要表现在以下几个方面：（1）超快激光成像技术：该技术可以实现超高分辨率、超快速成像，具有很高的应用前景，研究重点是提高图像质量和降低成像成本。
（2）超快激光成形技术：可以实现精密加工，适用于微米和亚微米尺度的制造，研究重点是降低制造成本和提高工艺效率。
（3）超快激光医学技术：可以实现毫秒级别的微创治疗，适用于心脏、眼科等领域，具有很高的研究前景。
3. 激光多波长技术随着科技的发展，人们越来越注重环保和能源节约，而激光多波长技术可以实现不同颜色的光一同输出，从而减少能源的浪费和环境的污染，在皮肤美容、医学治疗等领域的应用也越来越广泛。
第二章激光科技在不同领域的应用1. 激光在工业制造中的应用激光成型技术是工业制造中最为重要的应用之一。
通过激光成型技术，可以实现高精度、高效率的制造过程，具有明显的经济效益和社会效益。
激光精密切割、激光焊接、激光打标等技术也在工业制造中广泛应用。
2. 激光在医学中的应用激光在医学中应用的领域越来越广泛，包括皮肤美容、手术治疗、光动力学等。
光纤激光器国内外研究现状及发展趋势
光纤激光器国内外研究现状及发展趋势光纤激光器是目前激光技术领域中的重要研究方向之一、它以光纤作为激光光路的传输媒介，具有输出光束质量高、功率稳定等优势，广泛应用于通信、医疗、工业等领域。
本文将从国内外研究现状和发展趋势两个方面进行讨论。
首先，光纤激光器的国内研究现状。
我国在光纤激光器领域的研究取得了一定的成果。
例如，我国科学家在光纤激光器技术方面进行了大量的探索和研究，研制出了一系列具有自主知识产权的光纤激光器。
这些光纤激光器在传输功率、波长范围、光束质量等方面取得了较高的性能，具有较好的应用前景。
此外，我国在光纤激光器的相关领域也取得了一定的突破。
例如，在光纤材料与制备技术方面，我国科学家成功研制出了高硅石英光纤，使得光纤激光器的输出功率得到了大幅度的提升；在光纤激光器的激光调制与控制技术方面，我国科学家开创性地提出了多光束合成技术，实现了光纤激光器输出光束的形态调控；在光纤激光器的应用领域，我国科学家积极探索光纤激光器在医疗美容、材料加工等领域的应用，取得了一系列重要的应用成果。
其次，光纤激光器的国外研究现状。
与我国相比，国外在光纤激光器领域的研究起步较早，取得了许多重要的研究成果。
例如，美国、德国、日本等国家在光纤激光器的高功率、超快脉冲等方面的研究领先于世界，其研发的高功率、高光束质量的光纤激光器已经在军事、工业等领域得到了广泛应用。
另外，国外科学家在光纤激光器的性能提升和应用拓展方面也取得了一系列重要的突破。
例如，近年来，国外研究机构和企业在光纤激光器的波长可调、频率可调等方面进行了大量研究，并取得了重要的研究成果。
这些成果不仅提高了光纤激光器的功能多样性，还拓展了其在通信、医疗、生物科学等领域的应用空间。
最后，光纤激光器的发展趋势。
随着激光技术的不断进步，光纤激光器在功率、波长、频率、束质量等方面仍有很大的发展空间。
未来，光纤激光器的发展趋势主要体现在以下几个方面：首先，光纤激光器的功率将继续提升。
激光器技术的应用现状和发展趋势
激光器技术的应用现状和发展趋势一、应用现状激光器技术自20世纪60年代发明以来，已经广泛应用于各个领域，对人类社会产生了深远的影响。
以下是激光器技术在当前的主要应用领域：1. 工业制造：激光器技术在工业制造领域的应用广泛，包括切割、焊接、打标、表面处理等。
激光器的高精度、高速度和高能量特性使得它在制造业中具有不可替代的地位。
2. 通信与信息传输：激光器技术是现代通信的基础，如光纤通信。
激光器的单色性好、相干性强，使得信息传输的带宽大、速度快、损耗低，是现代通信技术的核心组成部分。
3. 医疗卫生：激光器技术在医学领域的应用包括眼科、皮肤科、牙科等。
激光器的非接触、非侵入性使得其在治疗和诊断中具有许多优点。
4. 科学研究：激光器技术是许多科学研究的必备工具，如光谱分析、物理实验、生物研究等。
激光器的可调谐性和高能量特性使得它在科学研究中具有重要作用。
5. 军事与安全：激光器技术在军事和安全领域的应用包括激光雷达、目标指示、光电对抗等。
激光器的定向性好、能量集中，使得它在军事和安全领域具有重要应用价值。
二、发展趋势随着科技的进步和应用需求的不断增长，激光器技术的发展趋势如下：1. 高功率激光器：高功率激光器在工业制造、科学研究等领域有广泛应用。
随着技术的进步，高功率激光器的输出功率不断提高，性能更加稳定可靠。
2. 新型激光器：随着光电子技术和材料科学的不断发展，新型激光器不断涌现，如量子点激光器、光纤激光器、表面等离子体共振激光器等。
这些新型激光器具有独特的性能和应用前景。
3. 微型化与集成化：随着微纳加工技术的发展，微型化和集成化的激光器成为研究热点。
微型化与集成化的激光器具有体积小、重量轻、易于集成等优点，在光通信、光传感等领域有广泛应用。
4. 智能化与自动化：随着人工智能和自动化技术的不断发展，智能化和自动化的激光器成为研究的新方向。
智能化和自动化的激光器可以实现自我调节、自我诊断和自我修复等功能，提高系统的稳定性和可靠性。
激光技术的发展现状和未来趋势分析
激光技术的发展现状和未来趋势分析激光技术作为一项重要的现代科学技术，已经在各个领域得到广泛应用。
它以高度集中、高度定向、高度一致的光束为基础，具有独特的特点和广泛的应用前景。
随着科学技术的不断进步和创新，激光技术也在不断发展，不断引出新的研究方向和技术应用。
近年来，激光技术在工业制造领域的应用迅速发展。
激光切割、激光焊接、激光打标等技术的出现和成熟，极大地提高了工业制造的效率和质量。
激光技术可以实现对复杂材料的高精度切割，避免了传统切割方式带来的损耗和误差，大大提高了效率。
激光焊接技术可以实现对金属材料的无损焊接，消除了传统焊接方式产生的焊缝和气孔，提高了焊接质量。
激光打标技术可以实现对各种材料的非接触式标记，广泛应用于商品标识、二维码等方面。
随着激光技术在工业制造领域的不断推广，未来的发展前景将更加广阔。
同时，激光技术在医疗领域也有着广泛的应用。
激光手术技术可以在无创伤的情况下实现对病灶的准确切除，减轻患者的痛苦，提高术后恢复速度。
激光治疗技术可以用于眼科疾病的治疗，如近视、白内障等，手术安全性高，创伤小，恢复快。
激光美容技术可以用于皮肤抗衰老、祛斑、祛痣等方面，有效改善皮肤质量，提升美容效果。
此外，激光技术在医学检测、成像等方面也有广泛的应用。
未来，随着医疗技术的不断进步，激光技术在医疗领域的应用前景将更加广泛，为疾病的早期诊断和治疗提供更多可能性。
激光技术在通信领域的应用也日益重要。
激光通信技术可以实现高速、大容量的信号传输，提高通信速度和带宽。
激光雷达技术可以实现对目标的高分辨率探测与跟踪，广泛应用于测距、测速、导航等领域。
激光光纤技术可以实现长距离、高质量的光信号传输，广泛应用于光通信、光传感等方面。
未来，随着信息通信技术的不断发展，激光技术在通信领域的应用将更加广泛，为现代通信技术的进一步提升提供技术支撑。
虽然激光技术在各个领域的应用已经较为成熟，但仍然存在一些挑战和问题需要解决。
首先，激光技术的成本较高，限制了其在一些领域的推广应用。
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激光器技术的应用现状及发展趋势摘要 :简述了激光精密加工技术及其特点 ; 综述了激光精密加工的应用现状 ; 探讨了激光精密加工技术的发展趋势。
激光加工技术在机械工业中的广泛应用, 促进了激光加工技术向工业化发展。
为此, 介绍了几种应用较广泛的激光加工技术; 重点讨论了激光硬化和激光珩磨技术的应用和发展趋势。
摘要由于在光通信光数据存储传感技术医学等领域的广泛应用近几年来光纤激光器发展十分迅速本文简要介绍了光纤激光器的工作原理及特性 , 并对目前多种光纤激光器作了较为详细的分类 ; 同时介绍了近几年国内外对于光纤激光器的研究方向及其目前的热点是高功率光纤激光器、窄线宽可调谐光纤激光器和超短脉冲光纤激光器 ; 最后指出光纤激光器向高功率、多波长、窄线宽发展的趋势 . :结合河北工业大学光机电一体化研究室近几年对激光加工技术研究的初步成果, 对激光加工技术的特点, 激光加工技术在国内外的应用发展状况, 以及激光加工技术的发展趋势进行了简要介绍, 同时分析了我国激光加工产业面临的机遇与挑战,并提出了应采取的对策前言1 概述激光加工是 20 世纪 60 年代初期兴起的一项新技术,此后逐步应用于机械、汽车、航空、电子等行业, 尤以机械行业的应用发展速度最快。
在机械制造业中的广泛使用又推动了激光加工技术的工业化。
20 世纪 70 年代,美国进行了两大研究 :一是福特汽车公司进行的车身钢板的激光焊接 ; 二是通用汽车公司进行的动力转向变速箱内表面的激光淬火。
这两项研究推动了以后的机械制造业中的激光加工技术的发展。
到了 20 世纪 80 年代后期, 激光加工的应用实例有所增加 , 其中增长最迅速的是激光切割、激光焊接和激光淬火。
这 3 项技术目前已经发展成熟, 应用也很广泛。
进入 20 世纪 90 年代后期, 激光珩磨技术的出现又将激光微细加工技术在机械加工中的应用翻开了崭新的一页。
激光加工技术之所以得到如此广泛的应用, 是因为它与传统加工技术相比具有很多优点:一、是非接触加工, 没有机械力;二、是可以加工高硬度、高熔点、极脆的难加工材料;三、是加工区小,热变形很小,加工质量高;四是与现代数控机床相结合,使激光加工具有加工精度高、可控性好、程序简单、省料及污染少等特点。
下面综合介绍应用比较广泛的几种激光加工技术。
目前, 激光加工技术得到了越来越广泛的应用, 具有非常广阔的市场前景, 在国民经济和工业发展中发挥着日益重要的作用 [1].激光加工的实质是激光将能量传递给被加工材料, 被加工材料发生物理或化学变化, 从而达到加工的目的. 按照激光与被加工工件之间作用机理的不同, 可将激光加工分为两类:一类是激光热加工, 一类是激光冷加工. 激光热加工是指激光作用于加工工件表面所引起的快速热效应的各种加工过程, 如激光焊接、激光打孔、激光切割等; 激光冷加工是指激光借助高能量高密度光子引发或控制光化学反应的各种加工过程, 亦称为激光光化学反应加工, 如激光刻蚀、激光掺杂、表面氧化等.激光加工技术应用的领域非常广泛,如机械制造、纺织、医疗器械、汽车、航天航空、电子电器、电站电机、量具刃具、冶金、化工、包装、测量、建筑以及工艺装饰等行业 [3].在发达国家的加工行业中,已经逐步进入了激光加工的时代.日本的激光加工已经占到整个加工业的 10%以上;在激光医疗及激光检测技术方面美国处于领先地位, 美国也是最早将高功率激光器引入汽车工业的国家; 在激光材料加工设备方面,德国走在了世界前列.据统计,全球现在有激光加工站 5 000 多家,主要分布在美国、日本和欧洲. 我国的激光加工技术研究虽然与世界先进水平有一定差距, 但起步也并不晚, 1961年就研制成功第一台红宝石激光器.但激光加工技术真正得到长足发展,还是在改革开放以后. 发展较快的地区是湖北、北京、上海等省市. 以激光为特色的光电子信息产业,作为一支产业新军迅速崛起.不论从科技、经济、以及社会效益上,都取得了重要成就和巨大进步.激光加工技术特点激光具有高亮度、方向性强、单色性好、相干性好、空间控制和时间控制性好等优越性能, 容易获得超短脉冲和小尺寸光斑, 能够产生极高的能量密度和功率密度,几乎能加工所有的材料,例如,塑料,陶瓷,玻璃,金属,半导体材料,复合材料等等 , 以及生物 / 医用材料, 特别适用于加工自动化, 而且对被加工材料的形状、尺寸和加工环境要求很低.激光加工具有很多优点,如下所述.激光加工属无接触加工 [1]:激光加工是通过激光光束进行加工, 与被加工工件不直接接触, 降低了机械加工惯性和机械变形, 方便了加工. 同时, 还可加工常规机械加工不能或很难实现的加工工艺, 如内雕、集成电路打微孔、硅片的刻划等.加工质量好,加工精度高:由于激光能量密度高可瞬时完成加工,与传统机械加工相比,工件热变形小、无机械变形, 使得加工质量显著提高; 激光可通过光学聚焦镜聚焦, 激光加工光斑非常小,加工精度很高, 如 PC 机硬盘高速转子采用激光平衡技术, 其转子平衡精度可达微米或亚微米级 [5].加工效率高:激光切割可比常规机械切割提高加工效率几十倍甚至上百倍; 激光打孔特别是微孔可比常规机械打孔提高效率几十倍至上千倍; 激光焊接比常规焊接提高效率几十倍; 激光调阻可提高效率上千倍,且精度亦显著提高;材料利用率高,经济效益高:激光加工与其他加工技术相比可节省材料 10 ~ 30%,可直接节省材料成本费, 且激光加工设备操作维护成本低, 对加工费用降低提供了先决条件. 激光加工具有优越的加工性能, 使得激光加工技术得到了广泛的应用, 并产生了巨大的经济效益和社会效益. 目前已成熟的激光加工技术包括: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、激光刻蚀技术、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. 下面以几种常用的加工工艺为例进行简单的介绍.激光快速成型技术激光快速成型技术是上世纪 80年代发展起来的一门高新技术, 它是利用激光技术、 CAX 技术、自动控制技术和新材料技术, 直接造型, 快速制造产品模型的一门多学科综合技术. 激光快速成型技术一改传统加工“去除”成型加工工艺,改为“堆积”成型加工工艺,在加工领域具有划时代的意义. 激光快速成型技术中 LOM 工艺, 是利用 CAD 模型设计功能和 CAM 加工制造功能, 不需要工程图纸, 将设计模型数据直接切片生成加工代码, 快速制造出设计模型样件或样机. 在新产品开发设计阶段, 采用激光快速成型技术可有效缩短设计周期. 如河北工业大学快速成型中心, 对某型号汽车除霜管设计制造在一两天中即可完成, 并取得了良好的效果.目前,激光快速成型技术广泛应用于航空航天、汽车、玩具制造等行业 [6] 激光焊接技术激光焊接是利用高能量激光束照射焊接工件, 工件受热融化, 然后冷却得到焊接的目的.激光焊接的显著特征是大熔、焊道、小热影响区,以及高功率密度,大气压力下进行不要求保护气体,不产生 X 射线,在磁场内不会出现束偏移,更加之该法焊速快、与工件无机械接触、可焊接磁性材料便于实现遥控等优点, 尤其可焊高熔点的材料和异种金属, 并且不需要添加材料, 因此很快在电子行业中实现了产业化. 激光焊接有两种基本方式:传导焊与深熔(小孔焊.国外利用固体 Y AG 激光器进行缝焊和点焊,已有很高的水平.另外, 用激光焊接印刷电路的引出线, 不需要使用焊剂, 并可减少热冲击, 对电路管芯无影响. 日本自 90 年代以来,在电子行业的精密焊接方面已实现了从点焊向激光焊接的转变.目前, 激光焊接主要应用在汽车行业, 如汽车车身的焊接 (美国福特汽车公司, 日本本田、尼桑汽车公司等 ,底板焊接(西德大众 ,发动机悬架焊接(奥迪轿车等等 [7]激光打孔技术激光打孔技术具有精度高、通用性强、效率高、成本低和综合技术经济效益显著等优点, 已成为现代制造领域的关键技术之一. 激光打孔在微细孔加工中的应用, 解决了一些传统机械加工不能解决的难题,为微孔加工提供了先进的加工手段.在上世纪 90年代,激光打孔技术就朝着多样化、高速度、高精度、直径更微小的方向发展.例如在飞机机翼上打 5万个直径为 0.064 mm 的小孔, 可以大大减小气流对飞机的阻力, 取得节油 40%的良好效果. 我国从上世纪 60 年代开始在钟表行业中使用激光加工技术,对宝石轴承进行激光打孔.激光切割技术自从 1967年 Sullivan 和 Houldcroft 首先提出并实现用吹氧气法进行金属激光切割以来, 激光切割以其切割范围广、切割速度高、切缝窄、切割面粗糙度低、热影响区域小、加工柔性好、可实现众多复杂零件的切割等优点而应用越来越广. 激光切割技术可广泛应用于金属和非金属材料的加工中, 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.目前, 激光切割主要应用在航空航天工业和汽车制造业中,如飞机框架、尾翼壁板、飞机主旋翼、汽车车架等切割.激光打标技术激光打标技术是激光加工最大的应用领域之一. 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.激光打标可以打出各种文字、符号和图案等,字符大小可以从毫米量到微米量级, 这对产品的防伪有特殊的意义. 准分子激光打标是近年来发展起来的一项新技术, 特别适用于金属打标,可实现亚微米打标,目前,广泛用于微电子工业、生物工程、食品包装和防伪鉴别等领域.激光刻蚀技术自从首次报道准分子激光能获得快速、高分辨光刻以来, 人们在八十年代即对准分子激光光刻进行了大量研究.尽管电子束、 X 射线、离子束具有更短的波长,在提高分辨率方面有更多好处,但曝光源、掩模、抗蚀剂、成像光学系统方面存在极大的困难.而相反,准分子光刻有着明显的经济性和现实性, 它将光学光刻扩展至DUV 和 VUV , 其高功率大大缩短了基片曝光时间, 分辨率易获得亚微米线宽, 掩模和抗蚀剂问题易解决. 1992 年美国 IBM 公司将准分子光刻机用于生产线上,商品化的 XL-1型 193 nm光刻机能获得 0.25 m线宽光刻胶图形.最近的相移掩模技术,将准分子光刻分辨率提高到 0.13 m 以下.另一方面,准分子激光直刻有机和无机物材料方面有着独到之处, 单脉冲去除深度在 0.05 ~ 0.1 m 之间, 这使得通过简单的脉冲计数即可获得高精密切削. 将准分子光刻装备进行适合于材料加工的改进, 如使掩模及整个光学系统能承受更大激光峰值功率密度, 采用高倍率投影物镜, 设计实时残渣去除系统等等, 则非常适于新近迅速发展起来的微结构、微机械的加工技术. 目前, 英国 Exitech 公司,德国 Microlas 公司,日本浜松光子公司先后推出了商品化微结构加工用准分子激光微加工装备. 激光刻蚀技术主要应用在高集成度电路的制作. 激光微调技术激光微调主要用于调整厚膜电路或薄膜电路中的电阻、电容以及其他多种功能参数. 激光调阻时, 受到照射的部位受热汽化挥发, 阻值区域截面面积减小, 随之阻值增大. 过去对厚膜电阻采用机械磨蚀法, 对薄膜电阻采用电火花烧蚀法, 但这种调整法的精度、效率都很低, 对工件产生严重污染, 引起调阻后阻值漂移, 改用激光微调则有很大的优越性. 激光微调的实质是打孔, 每次打孔都很浅, 约至几十纳米至几十微米之间, 然后通过连续不断的打孔, 搭接成一条线. 激光微调电阻除用强光照射将部分电阻膜气化外, 还可通过无损伤照射改变膜的结构达到调整阻值的目的.激光调阻技术主要应用于精密电阻阻值调解,精度可达0.1‰ ~ 0.02‰.激光存储技术光存储是最早预见的激光应用领域之一,激光存储技术是信息以反射 /非反射带(正常表面和凹坑的序列编码, 已达到信息存储的目的. 目前, 计算机所用的可写 CD-ROM 就是一种激光信息存储和信息再现的介质.随着信息技术的发展,对信息存储的要求越来越高,数字视频光盘(DVD 是下一代光存储器,其存储能力是 CD-ROM 的 7 倍.因数据存储密度与激光波长的平方成反比,所以,发展波长更短的激光是提高激光存储技术的关键...。