激光測距儀 激光測距望遠鏡等激光技術(shù)被廣泛應用于各個(gè)領(lǐng)域 世界上**臺激光器誕生于1960年，我國于1961年研制出**臺激光器，40多年來(lái)，激光技術(shù)與應用發(fā)展迅猛，已與多個(gè)學(xué)科相結合形成多個(gè)應用技術(shù)領(lǐng)域，比如光電技術(shù)，激光醫療與光子生物學(xué)，激光加工技術(shù)，激光檢測與計量技術(shù)，激光全息技術(shù)，激光光譜分析技術(shù)，非線(xiàn)性光學(xué)，超快激光學(xué)，激光化學(xué)，量子光學(xué)，激光雷達，激光制導，激光分離同位素，激光可控核聚變，激光武器等等。這些交叉技術(shù)與新的學(xué)科的出現，大大地推動(dòng)了傳統產(chǎn)業(yè)和新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

　　一、激光技術(shù)應用簡(jiǎn)介

　　激光加工技術(shù)是利用激光束與物質(zhì)相互作用的特性對材料(包括金屬與非金屬)進(jìn)行切割、焊接、表面處理、打孔、微加工以及做為光源，識別物體等的一門(mén)技術(shù)，傳統應用*大的領(lǐng)域為激光加工技術(shù)。激光技術(shù)是涉及到光、機、電、材料及檢測等多門(mén)學(xué)科的一門(mén)綜合技術(shù)，傳統上看，它的研究范圍一般可分為：

　　1.激光加工系統。包括激光器、導光系統、加工機床、控制系統及檢測系統。

　　2.激光加工工藝。包括切割、焊接、表面處理、打孔、打標、劃線(xiàn)、微調等各種加工工藝。

　　激光焊接：汽車(chē)車(chē)身厚薄板、汽車(chē)零件、鋰電池、心臟起搏器、密封繼電器等密封器件以及各種不允許焊接污染和變形的器件。目前使用的激光器有YAG激光器，CO2激光器和半導體泵浦激光器。

　　激光切割：汽車(chē)行業(yè)、計算機、電氣機殼、木刀模業(yè)、各種金屬零件和特殊材料的切割、圓形鋸片、壓克力、彈簧墊片、2mm以下的電子機件用銅板、一些金屬網(wǎng)板、鋼管、鍍錫鐵板、鍍亞鉛鋼板、磷青銅、電木板、薄鋁合金、石英玻璃、硅橡膠、1mm以下氧化鋁陶瓷片、航天工業(yè)使用的鈦合金等等。使用激光器有YAG激光器和CO2激光器。

　　激光打標：在各種材料和幾乎所有行業(yè)均得到廣泛應用，目前使用的激光器有YAG激光器、CO2激光器和半導體泵浦激光器。

　　激光打孔：激光打孔主要應用在航空航天、汽車(chē)制造、電子儀表、**等行業(yè)。激光打孔的迅速發(fā)展，主要體現在打孔用YAG激光器的平均輸出功率已由5年前的400w提高到了800w至1000w。國內目前比較成熟的激光打孔的應用是在人造金剛石和天然金剛石拉絲模的生產(chǎn)及鐘表和儀表的寶石軸承、飛機葉片、多層印刷線(xiàn)路板等行業(yè)的生產(chǎn)中。目前使用的激光器多以YAG激光器、CO2激光器為主，也有一些準分子激光器、同位素激光器和半導體泵浦激光器。

　　激光熱處理：在汽車(chē)工業(yè)中應用廣泛，如缸套、曲軸、活塞環(huán)、換向器、齒輪等零部件的熱處理，同時(shí)在航空航天、機床行業(yè)和其它機械行業(yè)也應用廣泛。我國的激光熱處理應用遠比國外廣泛得多。目前使用的激光器多以YAG激光器，CO2激光器為主。

　　激光快速成型：將激光加工技術(shù)和計算機數控技術(shù)及柔性制造技術(shù)相結合而形成。多用于模具和模型行業(yè)。目前使用的激光器多以YAG激光器、CO2激光器為主。

　　激光涂敷：在航空航天、模具及機電行業(yè)應用廣泛。目前使用的激光器多以大功率YAG激光器、CO2激光器為主。

　　二、激光加工技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)

　　目前激光加工技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)可歸納為：

　　(1)新一代工業(yè)激光器研究，目前處在技術(shù)上的更新時(shí)期，其標志是二極管泵浦全固態(tài)激光器的發(fā)展及應用。

　　(2)激光微細加工的應用研究。

　　(3)激光加工用大功率CO2和固體激光器及準分子激光器的機型研究，開(kāi)發(fā)和研制專(zhuān)用配套的激光加工機床，提高激光器產(chǎn)品在生產(chǎn)線(xiàn)上穩定運行的周期。

　　(4)加工系統智能化，系統集成不僅是加工本身，而是帶有實(shí)時(shí)檢測、反饋處理，隨著(zhù)專(zhuān)家系統的建立，加工系統智能化已成為必然的發(fā)展趨勢。

　　(5)建立激光加工設備參數的檢測手段，并進(jìn)行方法研究。

　　(6)激光切割技術(shù)研究。對現有的激光切割系統進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，提供性能好、價(jià)格便宜的2-3軸數控CO2切割機，并開(kāi)展相應的切割工藝的研究，使該工藝廣泛用于材料加工、汽車(chē)、航天及造船等領(lǐng)域。為此應著(zhù)重在激光器外圍裝置，如：導光系統、過(guò)程監測和控制、噴咀、浮動(dòng)裝置的設計和研制以及CAD/CAM等方面開(kāi)展工作。

　　(7)激光焊接技術(shù)研究。開(kāi)展激光焊接工藝及材料、焊接工藝對設備要求及焊接過(guò)程參數監測和控制技術(shù)研究，從而掌握普通鋼材、有色金屬及特殊鋼材的焊接工藝。

　　(8)激光表面處理技術(shù)研究。開(kāi)展CAD/CAM技術(shù)、激光表面處理工藝、材料性能及激光表面處理工藝參數監測和控制研究，使激光表面處理工藝能較大幅度地應用于生產(chǎn)。

　　(9)激光加工光束質(zhì)量及加工外圍裝置研究。研究各種激光加工工藝對激光光束的質(zhì)量要求、激光光束和加工質(zhì)量監控技術(shù)，光學(xué)系統及加工頭設計和研制。

　　(10)開(kāi)展激光加工工藝技術(shù)研究，重點(diǎn)是材料表面改性和熱處理方面的研究和推廣應用；開(kāi)展激光快速成形技術(shù)的應用研究，拓寬激光應用領(lǐng)域。

　　三、激光技術(shù)是光電技術(shù)及產(chǎn)業(yè)的基礎，將取代和推動(dòng)傳統電子信息產(chǎn)業(yè)

　　21世紀知識經(jīng)濟占主導地位，大力發(fā)展高新技術(shù)是迎接知識經(jīng)濟時(shí)代到來(lái)的必然選擇。目前全球業(yè)界公認的發(fā)展*快的、應用日趨廣泛的*重要的高新技術(shù)就是光電技術(shù)，他必將成為21世紀的支柱產(chǎn)業(yè)。而在光電技術(shù)中，其基礎技術(shù)之一就是激光技術(shù)?？茖W(xué)界預測，到2005年，光電產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值將達到電子產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值水平，到2010年，以光電信息技術(shù)為主導的信息產(chǎn)業(yè)將形成5萬(wàn)億美元的產(chǎn)業(yè)規模，到2010年至2015年，光電產(chǎn)業(yè)可能會(huì )取代傳統電子產(chǎn)業(yè)。光電技術(shù)將繼微電子技術(shù)之后再次推動(dòng)人類(lèi)科學(xué)技術(shù)的**和進(jìn)步。

　　21世紀的激光技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將支撐并推進(jìn)高速、寬帶、海量的光通信以及網(wǎng)絡(luò )通信，并將引發(fā)一場(chǎng)照明技術(shù)**，小巧、可靠、壽命長(cháng)、節能半導體(LED)將主導市場(chǎng)，此外將推出品種繁多的光電子消費類(lèi)產(chǎn)品(如VCD、DVD、數碼相機、新型彩電、掌上電腦電子產(chǎn)品、智能手機、手持音響播放設備、攝影、投影和成像、辦公自動(dòng)化光電設備如激光打印、傳真和復印等)以及新型的信息顯示技術(shù)產(chǎn)品(如CRT、LCD及PDP、FED、OEL平板顯示器等)并進(jìn)入人們的日常生活中。激光產(chǎn)品已成為現代武器的"眼睛"和"神經(jīng)"，光電子**裝備將改變21世紀戰爭的格局。

　　 在未來(lái)推動(dòng)光電產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的進(jìn)程中，激光技術(shù)與其他技術(shù)應用領(lǐng)域的結合有以下方面：

　　1.激光化學(xué)：傳統的化學(xué)過(guò)程，一般是把反應物混合在一起，然后往往需要加熱(或者還要加壓)。加熱的缺點(diǎn)，在于分子因增加能量而產(chǎn)生不規則運動(dòng)，這種運動(dòng)破壞原有的化學(xué)鍵，結合成新的鍵，而這些不規則運動(dòng)破壞或產(chǎn)生的鍵，會(huì )阻礙預期的化學(xué)反應的進(jìn)行。

　　但是如果用激光來(lái)指揮化學(xué)反應，不僅能克服上述不規則運動(dòng)，而且還能獲得更大的好處。這是因為激光攜帶著(zhù)高度集中而均勻的能量，可**地打在分子的鍵上，比如利用不同波長(cháng)的紫外激光，打在硫化氫等分子上，改變兩激光束的相位差，則控制了該分子的斷裂過(guò)程。也可利用改變激光脈沖波形的方法，十分**和有效地把能量打在分子身上，觸發(fā)某種預期的反應。

　　激光化學(xué)的應用非常廣泛。制藥工業(yè)是**個(gè)得益的領(lǐng)域。應用激光化學(xué)技術(shù)，不僅能加速**的合成，而又可把不需要的副產(chǎn)品剔在一旁，使得某些**變得更**可靠，價(jià)格也可降低一些。又如，利用激光控制半導體，就可改進(jìn)新的光學(xué)開(kāi)關(guān)，從而改進(jìn)電腦和通信系統。激光化學(xué)雖然尚處于起步階段，但其前景十分光明。

　　2.激光醫療：激光在醫學(xué)上的應用分為兩大類(lèi)：激光診斷與激光**，前者是以激光作為信息載體，后者則以激光作為能量載體。多年來(lái)，激光技術(shù)已成為臨床**的有效手段，也成為發(fā)展醫學(xué)診斷的關(guān)鍵技術(shù)。它解決了醫學(xué)中的許多難題，為醫學(xué)的發(fā)展做出了貢獻?，F在，在基礎研究、新技術(shù)開(kāi)發(fā)以及新設備研制和生產(chǎn)等諸多方面都保持持續的、強勁的發(fā)展勢頭。

　　當前激光醫學(xué)的出色應用研究主要表現在以下方面：光動(dòng)力療法治癌；激光**心血管**；準分子激光角膜成形術(shù)；激光**前列腺良性增生；激光美容術(shù)；激光纖維內窺鏡手術(shù)；激光腹腔鏡手術(shù)；激光胸腔鏡手術(shù)；激光關(guān)節鏡手術(shù)；激光碎石術(shù)；激光外科手術(shù)；激光在吻合術(shù)上的應用；激光在口腔、頜面外科及牙科方面的應用；弱激光療法等。

　　激光醫療近期研究重點(diǎn)包括：

　　(1)研究激光與生物組織間的作用關(guān)系，特別是在諸多有效療法中已獲得重要應用的激光與生物組織間的作用關(guān)系；研究不同激光參數(包括波長(cháng)、功率密度、能量密度與運轉方式等)對不同生物組織、****組織及病變組織的作用關(guān)系，取得系統的數據；

　　(2)研究弱激光的細胞生物學(xué)效應及其作用機制，包括；弱激光與細胞生物學(xué)現象(基因調控和細胞凋亡)的關(guān)系、弱激光鎮痛的分子生物學(xué)機制以及弱激光與細胞**(**、抗**、抗病毒等)的關(guān)系及其機制；

　　(3)深入開(kāi)展有關(guān)光動(dòng)力療法機制、激光介入**、激光心血管成形術(shù)與心肌血管重建機制的研究，積極開(kāi)拓其他新的激光醫療技術(shù)。

　　(4)對醫學(xué)光子技術(shù)中重要的、新穎的光子器件和儀器設置進(jìn)行開(kāi)發(fā)性研究，例如：研制醫用半導體激光系統、角膜成形與血管成形用準分子激光設備、激光美容(換皮去皺、植發(fā))設備或其他新激光設備，開(kāi)拓新工作波段的醫用激光系統以及開(kāi)發(fā)Ho：YAG及Er：YAG激光手術(shù)刀等。

　　3.超快**激光：超快**激光主要以飛秒激光的研究與應用為主，作為一種獨特的科學(xué)研究的工具和手段，飛秒激光的主要應用可以概括為三個(gè)方面，即飛秒激光在超快領(lǐng)域內的應用、在**領(lǐng)域內的應用和在超微細加工中的應用。

　　飛秒激光在超快現象研究領(lǐng)域中所起到的是一種快速過(guò)程診斷的作用。飛秒激光尤如一個(gè)極為精細的時(shí)鐘和一架超高速的"相機"可以將自然界中特別是原子、分子水平上的一些快速過(guò)程分析、記錄下來(lái)。

　　飛秒激光在**領(lǐng)域中的應用(又稱(chēng)為強場(chǎng)物理)歸因于具有一定能量的飛秒脈沖的峰值功率和光強可以非常之高。這樣的強光所對應的電磁場(chǎng)會(huì )遠大于原子中的庫侖場(chǎng)，從而很容易地將原子中的電子統統剝落出去。因此，飛秒激光是研究原子，分子體系高階非線(xiàn)性、多光子過(guò)程的重要工具。與飛秒激光相應的能量密度只有在核爆炸中才可能存在。飛秒強光可以用來(lái)產(chǎn)生相干X射線(xiàn)和其它極短波長(cháng)的光，可以用于受控核聚變的研究。

　　飛秒激光用于超微細加工是飛秒激光用于超快現象研究和**現象研究之外的又一個(gè)飛秒激光技術(shù)的重要的應用研究領(lǐng)域。這一應用是近幾年才開(kāi)始發(fā)展起來(lái)的，目前已有了不少重要的進(jìn)展。與飛秒超快和飛秒**研究有所不同的是飛秒激光超微細加工與**的制造技術(shù)緊密相關(guān)，對某些關(guān)鍵工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展可以起到更直接的推動(dòng)作用。飛秒激光超微細加工是當今世界激光、光電子行業(yè)中的一個(gè)極為引人注目的前沿研究方向。

　　4.新型激光器研究：激光測距儀是激光在**上應用的起點(diǎn)，將其應用到火炮系統，大大提高了火炮射擊精度。激光雷達相比于無(wú)線(xiàn)電雷達，由于激光發(fā)散角小，方向性好，因此其測量精度大幅度提高。由于同樣的原因，激光雷達不存在"盲區"，因此尤其適宜于對導彈初始階段的跟蹤測量。但由于大氣的影響，激光雷達并不適宜在大范圍內搜索，還只能作為無(wú)線(xiàn)電雷達的有力補足。還有**的激光制導導彈，以及模擬戰場(chǎng)上使用的激光武器技術(shù)運用。在激光實(shí)戰演習的戰場(chǎng)上，酷似實(shí)際戰爭場(chǎng)面。

　　 激光武器的優(yōu)點(diǎn)；無(wú)需進(jìn)行彈道計算；無(wú)后坐力；操作簡(jiǎn)便，機動(dòng)靈活，使用范圍廣；無(wú)放射性污染，效費比高。

　　激光武器的分類(lèi)：不同功率密度，不同輸出波形，不同波長(cháng)的激光，在與不同目標材料相互作用時(shí)，會(huì )產(chǎn)生不同的殺傷破壞效應。激光器的種類(lèi)繁多，名稱(chēng)各異。按工作介質(zhì)區分，目前有固體激光器、液體激光器和分子型、離子型、準分子型的氣體激光器等。按其發(fā)射位置可分為天基、陸基、艦載、車(chē)載和機載等類(lèi)型，按其用途還可分為戰術(shù)型和戰略型兩類(lèi)，即戰術(shù)激光武器和戰略激光武器