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關于激光的簡介
時間:2016年08月16日   信息來源:本站原創    【 字體:


一.什么是激光:

激光的產生原理:在組成物質的原子中,有不同數量的粒子(電子)分布在不同的能級上,在高能級上的粒子受到某種光子的激發,會從高能級跳到(躍遷)到低能級上,這時將會輻射出與激發它的光相同性質的光,而且在某種狀態下,能出現一個弱光激發出一個強光的現象。這就叫做受激輻射的光放大 一段激活物質就是一個激光放大器。

二.激光的特點:

1)定向發光  激光器發射的激光,天生就是朝一個方向射出,光束的發散度極小,大約只有0.001弧度,接近平行。

2)亮度極高  因為激光的亮度極高,所以能夠照亮遠距離的物體。激光亮度極高的主要原因是定向發光。大量光子集中在一個極小的空間范圍內射出,能量密度自然極高。 

3)顏色極純  激光器輸出的光,波長分布范圍非常窄,光輻射的波長分布區間越窄,單色性越好,因此顏色極純。

4)能量密度極大  激光能量并不算很大,但是它的能量密度很大(因為它的作用范圍很小,一般只有一個點),短時間里聚集起大量的能量,用做武器也就可以理解了。

三.激光的應用:

1)目前激光技術及其應用研究內容包括: ①超快超強激光;②新型激光器研究;③激光醫療;④激光化學。 

2激光技術在日常生活中的應用  激光技術是涉及到光、機、電、材料及檢測等多門學科的一門綜合技術,傳統上看,它的研究范圍一般可分為: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激光加工工藝。包括切割、焊接、表面處理、打孔、打標、劃線、微調等各種加工工藝。

激光技術發展研究開發的重點  

目前激光加工技術及產業發展研究開發的重點可歸納為: 
    (1)新一代工業激光器研究,目前處在技術上的更新時期,其標志是二極管泵浦全固態激光器的發展及應用。 
    (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,開發和研制專用配套的激光加工機床,提高激光器產品在生產線上穩定運行的周期。 
    (4)加工系統智能化,系統集成不僅是加工本身,而是帶有實時檢測、反饋處理,隨著專家系統的建立,加工系統智能化已成為必然的發展趨勢。 
    (5)建立激光加工設備參數的檢測手段,并進行方法研究。 
    (6)激光切割技術研究。對現有的激光切割系統進行二次開發和產業化,提供性能好、價格便宜的2-3軸數控CO2切割機,并開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、航天及造船等領域。    

(7)激光焊接技術研究。開展激光焊接工藝及材料、焊接工藝對設備要求及焊接過程參數監測和控制技術研究,從而掌握普通鋼材、有色金屬及特殊鋼材的焊接工藝。 
    (8)激光表面處理技術研究。開展CAD/CAM技術、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。 
    (9)激光加工光束質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量要求、激光光束和加工質量監控技術,光學系統及加工頭設計和研制。 
   (10)開展激光加工工藝技術研究,重點是材料表面改性和熱處理方面的研究和推廣應用;開展激光快速成形技術的應用研究,拓寬激光應用領域。

五.中國激光產業發展現狀及投資前景

我國激光加工產業經過10年的黃金期發展,取得可喜的成果。2015年中國激光產業市場中,在工業、信息、商業、醫用和科研領域的激光設備(含進口)市場銷售總收入高達336億元,較2014年同比增長了4.7%。全球能量激光和信息激光的總產值超過1000億美元,其中能量激光產業300億美元,國際領先企業的收入狀況表明:整體激光產業的增長幅度將在10%左右;具有先進技術的領先企業增長速度將超過50%;激光設備整體銷量受宏觀經濟影響較大。激光器產品在航空航天、能源、交通運輸、醫療設備以及金屬制品等不受經濟衰退影響的市場領域,業績增長良好。2014年光纖激光器銷售額大幅飆升了38%,其主要貢獻來源于金屬板材切割,CO2激光器實現14%高增長。

產業格局分析 中國激光加工產業的4個產業帶:珠江三角洲、長江三角洲、華中地區和環渤海地區,其側重原本有所不同,但隨著國內多個省市地區把光電子和激光產業作為地方規劃發展的重點方向,國內激光產業的區域格局已在悄然發生改變。武漢地區在全國乃至全球,首先提出了建設光電器件及激光產業體系的思路。光電器件及激光產業體系由光電器件及激光產業服務鏈、光電及激光裝備產業鏈和光電及激光制品應用鏈構成。三條鏈相輔相成,互為支撐,將服務、裝備、應用連為一體。這三條鏈建成后,湖北省的光電與激光產業將進一步加快光電器件及激光產業自主創新步伐,實現以市場為導向、資本為紐帶,吸引社會資本,增強產業配套能力,完善光電器件及激光產業體系,武漢光谷將成為世界光谷

產業特征分析  中國經過幾十年的發展已經進入光制造時代,其特征表現在:(1)產業規模大。2014年,我國激光產業鏈產值約1010億元,其中:上游產業——激光元器件及激光器產業規模為210億元左右,占比20.8%;中游產業——激光裝備產業規模最大,為350億元,占比34.7%(其中,用于切割、打標和焊接的高功率激光設備占據了67%的市場份額);下游激光加工在重工業、電子工業、輕工業、軍用、醫療等行業的應用達到450億元,占比44.6%。(2)應用領域廣泛激光制造技術已涵蓋國民經濟的所有領域,并且隨著3D打印技術的成熟和發展,將顛覆性的改變設計、制造和檢測等理念和方法。(3)技術水平高。我國激光技術無論從研發的隊伍、研發的投入、研發的水平均達到較高的水平和規模,研發的激光器涵蓋了目前激光制造所需的各種波段和時域,技術水平有些已達到國際先進水平。 

激光顯示迎來發展新機遇  現在激光顯示已經開發出另一個獨特的市場:激光微型投影機。市場上的激光投影重量至少都有10斤以上,但是光峰小明只有700克的重量,亮度達到700流明。微投為時尚用戶、便攜商務等提供了一個差異化的選擇。激光光源在微投市場的發力,將徹底將投影機的所有產品線都帶入一個統一的激光標準時代。從電影院、博物館、體育場到家庭、學校教室、企業辦公室,以及戶外野營,激光時代的投影市場是空前的和不同以往的。激光顯示技術的意義不僅僅局限在工程上的成功,更會成為在諸多維度改變每一個人的生活、乃至人類文明進步的力量。未來激光顯示推廣到生產生活的方方面面,至少每個人隔幾天就會遇到激光顯示產品、甚至每天使用激光顯示產品。不管是機遇還是挑戰,可以預見到的是新一輪科技革命的到來,中國制造業產業升級的迫切需要將助推中國激光產業再續黃金十年。在未來5年內,激光行業將會保持每年15%的平均增長速度。
 . 總結:

21世紀全球業界公認的發展最快的、應用日趨廣泛的最重要的高新技術就是光電技術。而在光電技術中,其基礎技術之一就是激光技術。21世紀的激光技術與產業的發展將支撐并推進高速、寬帶、海量的光通信以及網絡通信,并將引發一場照明技術革命,小巧、可靠、壽命長、節能半導體(LED)將主導市場。光電技術將繼微電子技術之后再次推動人類科學技術的革命和進步,激光產品已成為現代武器的"眼睛""神經"。激光的研究必將對相關領域進步起到巨大推動作用。