随着激光技术的飞速发展和广泛应用,激光已成为工业生产,科学探测和现代军事战争中极为重要的工具。激光技术在工业生产,军事,国防,医疗等行业中的应用领域的蓬勃发展。
激光,具有普通光源发出的光的所有光学特性,是上世纪 60 年代诞生和发展起来的新技术。但它又不是普通的光,其特性是任何光都无法比拟的。激光能量密度高,其亮度比太阳表面还高数百亿倍;激光方向性强,其发散度仅为毫弧度量级,所以用途非常广泛。由于激光的优异特性,使激光在工业生产,科技探测,军事等方面得到了广泛应用,激光渗透到社会的各个行业,而且发展潜力还非常大,激光也成为了当代科学发展最快的科学领域之一。
激光在工业上(如我们方圆集团上海激光科技一有限公司的激光焊接机、激光切割机、激光达标及以及半导体激光治疗仪)的各种应用:
一、激光焊接技术: 激光能量密度高,方向性强,激光焊接就是应用激光发生器产生的光经过光学处理后照射在待焊接材料的部位上,并产生热量以形成永久性连接的工艺过程。激光焊机是激光技术在焊接领域的应用。激光技术采用偏光镜反射激光产生的光束使其集中在聚焦装置中产生巨大能量的光束,如果焦点靠近工件,工仵就会在几毫秒内熔化和蒸发,这一效应可用于焊接工艺,大功率CO2气体激光器能够产生平均为 10.6μm的红外激光,可以连续工作并输出很高的功率,标准激光功率在2~15kW之间。激光焊接的特点是被焊接工件变形极小,几乎没有连接间隙,焊接深度/宽度比高,因此焊接质量比传统焊接方法高。激光在激光发生器中产生,当快门打开后,激光通过光闸被传输到激光束导向系统中,激光束导向系统是闭环管路,由装在激光发生器与焊接区域之间,保证了激光束传播不失控,当激光束离开激光发生器,它将被激光导向系统传输到焊接区域,导向是靠安装在导向系统中的铜镜完成的,在激光工作头处的最后一个偏向镜为聚焦镜,激光聚焦的点很小但强度很高,一般激光束是由原来的35mm 变成 0.2mm。激光束通过传动机构在焊接区域进行运动,强大的激光能量将焊接处的带钢熔化,最终完成焊接。
二、激光切割技术: 目前业界讨论最多的激光划片技术主要有几种,其主要特征都是由激光直接作用于晶圆切割道的表面,以激光的能量使被作用表面的物质脱离,达到去除和切割的目的 但是这种工艺 MDCC移动开发者大会精彩荟萃智能硬件 移动开发 产品体验 粉丝经济 社交游戏 在工作过程中会产生巨大的热量,并导致对器件本身的热损伤,甚至会产生热崩边,被剥离物的沉积等难以有效解决的问题。ALSI公司开发的激光划片系统成功解决了激光划片工艺中的一些技术问题,并将该系统推广到砷化镓晶圆厂,取得了较好的效果。一些公司使用激光切割比传统的金刚石工艺能提高5倍的产量,这将为投资者带来极具吸引力的回报。激光切割不仅加工速度快,还尽可能地减小了芯片的尺寸 有效地增加每块晶片乃至整流器晶圆厂的产量。在晶片加工过程中,在晶片的特定位置制作激光标识码,可有效增强晶片的可追溯性,同时也为生产管理提供了一定的方便目前,在晶片上制作激光标识码已成为一种潜在的行业标准,广泛地应用于硅、锗等材料。
三、激光技术在机床工业中的应用: 机床导轨和滑板直线度测量 在激光准直仪问世以前,准直技术主要是用拉钢丝法或采用光学准直望远镜,但它们都存在着一定的缺点。由于激光具有良好的方向性,因而是准直技术理想的光源。激光准直技术已在大型、精密机床导轨和滑板直线度测量中获得应用。在测量直线度时,激光准直仪与光学准直望远镜相比有以下优点:测量结果无需进行数学处理。测量记录结果即为机床工作台的运动误差曲线。可同时测量垂直与水平方向的机床导轨 工作台的直线度,故大大提高了测量效率。在测量长导轨时,光学准直望远镜由于光能损失较大,故成像不够清晰。而激光准直仪无此缺点,可测量长达20mm以上的导轨运动的直线度。
四、激光清洗: 激光清洗法是一种全新的清洗方法,它的出现源于激光独特的材料选择性:一定功率的 YAG激光器能轻松地切割金属却不能穿透一张纸的厚度,而一定功率的 CO2 激光器能轻易地切割木材 塑料却不能切割一张铝箔 网穴中残余的墨膜囤积物多为非金属材质而网纹的材料多为金属,这就为激光材料选择性的应用提供了空间,采用 CO2 激光清洗技术可以成功地对囤积物进行汽化却对网纹丝毫没有破坏。激光清洗技术具有如下特点:(1)它是一种干式清洗,不需要清洁液或其它化学溶液,因此没有化学清洗产生的环境污染问题,并且清洁度比较理想;(2)清除污物的范围和适用的基材范围十分广泛;(3)激光清洗是一种非接触加工,可方便地实现远距离操作,如通过光导纤维传输,清洗有些方法不易达到的部位 并且可避免传统清洗方法的近距离操作对清洗物体表面的机械作用力容易损伤物体表面的缺点;(4)通过调控激光工艺参数,可以在不损伤基材表面的基础上,有效去除材料表面的不同类型的污染物,使表面干净如新 此外,激光清洗还可以方便地实现自动化操作,符合智能印刷;(5)激光清洗设备可以长期使用,一般只需要电费和维护费用,长期使用的运行成本比较低;(6)激光清洗技 术是一种绿色清洗工艺,对环境基本上不造成污染。该技术还有望应用于国产压延铝板表面凹坑内油脂的清洗,适合于PS版或CTP版的生产线中铝板的预处理工艺。
五、激光在军事上的应用: 战舰用激光测距仪,是激光在海军最成功的也是最主要的应用,他主要和电视跟踪器、红外跟踪器和大型计算机组成光电火控系统。这个火控系统在小型战舰上可以作为主要火控,在大型战舰可以作为辅助的火控系统。出来水面战舰用激光测距仪,潜艇潜望镜也用的激光测距仪,可见,这个测距技术也是激光在军事上运用比较成熟的一个例子。不过激光在军事上运用最成熟的应该是激光制导武器,如激光制导导弹,激光制导炸弹,激光制导炮弹,激光制导鱼雷等等。所谓激光制导,就是以激光为信息载体,把导弹、炮弹或炸弹引向目标而实施精确打击的先进技术。精准,是激光制导武器的鲜明特点,由于激光的单色性好,光束的发散角小,敌方很难对制导系统实施有效干扰,因而使它具有了其他制导方式无法匹敌的优势。激光制导导弹由三部分组成:导引头,战斗部、尾翼。激光制导导弹并不能发射激光,主要是接受激光。激光和导弹也不是安装在一块的,它的发射作用于两架飞机:一架叫激光照射机,一架是导弹携带机。激光照射机常在万米高空作业,它完全避开了地面火炮(导弹)的射程;激光照射机在对地面欲打击目标进行照射后,激光制导导弹的引导头立即接收到了回射的激光,经过滤光片由聚焦透镜聚焦到探测仪上,形成误差信号;误差信号再经计算机变成控制信号,再传送到执行系统最终操纵导弹飞向打击目标。 激光制导通常有“视线式”和“寻的式”。“视线式”的典型代表是激光驾束制导,“寻的式”的典型代表是激光半主动式寻的制导,也是目前最常用的激光制导方式。激光驾束制导简言之就是激光制导系统瞄准目标并连续发射激光,位于弹尾的激光接收器接收激光,控制弹体像“骑”着激光一样沿光束中心飞行。激光制导武器自问世以来,便在现代战争中大显身手,备受世人关注。目前,世界各军事强国都纷纷加强激光制导武器的研制。从激光制导技术的发展来看,其多样化的发展趋势十分明显:智能化——让激光主动寻的。远程化—增大作用距离。小型化——减小制导系统的体积和重量。复合化——着力发展复合制导。此外,激光制导武器还在向采用对人眼安全波段、新的激光编码方式、以及标准化和模块化方向发展。 现代激光技术在军事领域的广泛应用不仅可以提高现有常规武器的精确打击能力, 还可为军队提供新型战术战略武器。激光技术在军事上除上述应用外还有许多其他应用, 诸如激光拦截、 激光防护、 激光对抗、 激光引信等等。它们的成功应用将大大提高军队在高技术战争中的对敌打击与自我防护能力。 激光技术的民用化也大大促进了民用科技的迅速发展,如激光测速、 激光反伪、 反偷拍 等都将逐步替代这些领域原有的仪器或技术。此外,激光技术在光纤通信,船舶维修,在作物育种,在材料加工领域等等方面的发展都是很可观的,未来发展的潜力也是非常巨大。
激光,自从人们认识到它优异的特性以后,便把激光用于各个行业的工业生产,军事,科技探测。随着激光技术研究的逐渐深入,那些现在才刚刚技术起步的技术,如激光合金化与熔覆,激光毛化,激光纳米材料等技术还有很大的发展空间。随着军用激光技术的不断成熟,不但可以使我们军事力量的提升,更加在战术,甚至在战略上对我国军事部署有重大意义。
随着科技的发展,激光技术必将得到更加广泛的应用于我们世界的各个方面,使人类的科技不断进步。
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2014-1013
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