关于激光的简介
时间:2016年08月16日   信息来源:本站原创    【 字体:


一.什么是激光:

激光的产生原理:在组成物质的原子中,有不同数量的粒子(电子)分布在不同的能级上,在高能级上的粒子受到某种光子的激发,会从高能级跳到(跃迁)到低能级上,这时将会辐射出与激发它的光相同性质的光,而且在某种状态下,能出现一个弱光激发出一个强光的现象。这就叫做受激辐射的光放大 一段激活物质就是一个激光放大器。

二.激光的特点:

1)定向发光  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。

2)亮度极高  因为激光的亮度极高,所以能够照亮远距离的物体。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。 

3)颜色极纯  激光器输出的光,波长分布范围非常窄,光辐射的波长分布区间越窄,单色性越好,因此颜色极纯。

4)能量密度极大  激光能量并不算很大,但是它的能量密度很大(因为它的作用范围很小,一般只有一个点),短时间里聚集起大量的能量,用做武器也就可以理解了。

三.激光的应用:

1)目前激光技术及其应用研究内容包括: ①超快超强激光;②新型激光器研究;③激光医疗;④激光化学。 

2激光技术在日常生活中的应用  激光技术是涉及到光、机、电、材料及检测等多门学科的一门综合技术,传统上看,它的研究范围一般可分为:激光加工系统。包括激光器、导光系统、加工机床、控制系统及检测系统激光加工工艺。包括切割、焊接、表面处理、打孔、打标、划线、微调等各种加工工艺。

激光技术发展研究开发的重点  

目前激光加工技术及产业发展研究开发的重点可归纳为: 
    (1)新一代工业激光器研究,目前处在技术上的更新时期,其标志是二极管泵浦全固态激光器的发展及应用。 
    (2)激光微细加工的应用研究。 
    (3)激光加工用大功率CO2和固体激光器及准分子激光器的机型研究,开发和研制专用配套的激光加工机床,提高激光器产品在生产线上稳定运行的周期。 
    (4)加工系统智能化,系统集成不仅是加工本身,而是带有实时检测、反馈处理,随着专家系统的建立,加工系统智能化已成为必然的发展趋势。 
    (5)建立激光加工设备参数的检测手段,并进行方法研究。 
    (6)激光切割技术研究。对现有的激光切割系统进行二次开发和产业化,提供性能好、价格便宜的2-3轴数控CO2切割机,并开展相应的切割工艺的研究,使该工艺广泛用于材料加工、汽车、航天及造船等领域。    

(7)激光焊接技术研究。开展激光焊接工艺及材料、焊接工艺对设备要求及焊接过程参数监测和控制技术研究,从而掌握普通钢材、有色金属及特殊钢材的焊接工艺。 
    (8)激光表面处理技术研究。开展CAD/CAM技术、激光表面处理工艺、材料性能及激光表面处理工艺参数监测和控制研究,使激光表面处理工艺能较大幅度地应用于生产。 
    (9)激光加工光束质量及加工外围装置研究。研究各种激光加工工艺对激光光束的质量要求、激光光束和加工质量监控技术,光学系统及加工头设计和研制。 
   (10)开展激光加工工艺技术研究,重点是材料表面改性和热处理方面的研究和推广应用;开展激光快速成形技术的应用研究,拓宽激光应用领域。

五.中国激光产业发展现状及投资前景

我国激光加工产业经过10年的黄金期发展,取得可喜的成果。2015年中国激光产业市场中,在工业、信息、商业、医用和科研领域的激光设备(含进口)市场销售总收入高达336亿元,较2014年同比增长了4.7%。全球能量激光和信息激光的总产值超过1000亿美元,其中能量激光产业300亿美元,国际领先企业的收入状况表明:整体激光产业的增长幅度将在10%左右;具有先进技术的领先企业增长速度将超过50%;激光设备整体销量受宏观经济影响较大。激光器产品在航空航天、能源、交通运输、医疗设备以及金属制品等不受经济衰退影响的市场领域,业绩增长良好。2014年光纤激光器销售额大幅飙升了38%,其主要贡献来源于金属板材切割,CO2激光器实现14%高增长。

产业格局分析 中国激光加工产业的4个产业带:珠江三角洲、长江三角洲、华中地区和环渤海地区,其侧重原本有所不同,但随着国内多个省市地区把光电子和激光产业作为地方规划发展的重点方向,国内激光产业的区域格局已在悄然发生改变。武汉地区在全国乃至全球,首先提出了建设光电器件及激光产业体系的思路。光电器件及激光产业体系由光电器件及激光产业服务链、光电及激光装备产业链和光电及激光制品应用链构成。三条链相辅相成,互为支撑,将服务、装备、应用连为一体。这三条链建成后,湖北省的光电与激光产业将进一步加快光电器件及激光产业自主创新步伐,实现以市场为导向、资本为纽带,吸引社会资本,增强产业配套能力,完善光电器件及激光产业体系,武汉光谷将成为世界光谷

产业特征分析  中国经过几十年的发展已经进入光制造时代,其特征表现在:(1)产业规模大。2014年,我国激光产业链产值约1010亿元,其中:上游产业——激光元器件及激光器产业规模为210亿元左右,占比20.8%;中游产业——激光装备产业规模最大,为350亿元,占比34.7%(其中,用于切割、打标和焊接的高功率激光设备占据了67%的市场份额);下游激光加工在重工业、电子工业、轻工业、军用、医疗等行业的应用达到450亿元,占比44.6%。(2)应用领域广泛激光制造技术已涵盖国民经济的所有领域,并且随着3D打印技术的成熟和发展,将颠覆性的改变设计、制造和检测等理念和方法。(3)技术水平高。我国激光技术无论从研发的队伍、研发的投入、研发的水平均达到较高的水平和规模,研发的激光器涵盖了目前激光制造所需的各种波段和时域,技术水平有些已达到国际先进水平。 

激光显示迎来发展新机遇  现在激光显示已经开发出另一个独特的市场:激光微型投影机。市场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,亮度达到700流明。微投为时尚用户、便携商务等提供了一个差异化的选择。激光光源在微投市场的发力,将彻底将投影机的所有产品线都带入一个统一的激光标准时代。从电影院、博物馆、体育场到家庭、学校教室、企业办公室,以及户外野营,激光时代的投影市场是空前的和不同以往的。激光显示技术的意义不仅仅局限在工程上的成功,更会成为在诸多维度改变每一个人的生活、乃至人类文明进步的力量。未来激光显示推广到生产生活的方方面面,至少每个人隔几天就会遇到激光显示产品、甚至每天使用激光显示产品。不管是机遇还是挑战,可以预见到的是新一轮科技革命的到来,中国制造业产业升级的迫切需要将助推中国激光产业再续黄金十年。在未来5年内,激光行业将会保持每年15%的平均增长速度。
 . 总结:

21世纪全球业界公认的发展最快的、应用日趋广泛的最重要的高新技术就是光电技术。而在光电技术中,其基础技术之一就是激光技术。21世纪的激光技术与产业的发展将支撑并推进高速、宽带、海量的光通信以及网络通信,并将引发一场照明技术革命,小巧、可靠、寿命长、节能半导体(LED)将主导市场。光电技术将继微电子技术之后再次推动人类科学技术的革命和进步,激光产品已成为现代武器的"眼睛""神经"。激光的研究必将对相关领域进步起到巨大推动作用。