激光加工有哪些用途？;激光加工行业知识库

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1楼
激光用途
（l）激光通信
用光传递信息今天十分普遍比舰船用灯语通信交通灯用红、黄、绿三色调度所有些用普通光传递信息方式都只能局限短距离内要想把信息通过光直接传递遥远地方能用普通光而只能动用激光
何传递激光呢我们知道电沿着铜线输送光能沿着普通金属线输送此科学家们研制出来种能够传输光细丝叫作光导纤维简称光纤光纤用特种玻璃材料制成直径比人头发丝还要细通常50～150
微米而且非常柔软
实际上光纤内芯高折射率透明光学玻璃而外面包皮层则用低折射率玻璃或塑料制成样结构方面能使光沿着内芯折射前进像水自来水管里往前流动电导线往前传输样即使千绕百折也没有影响另方面低折射率包皮层又能阻止光外泄像水管会渗水电线绝缘层会导电样
光导纤维出现解决了传递光途径并说有了把任何光都能传送远远地方去只有亮度高、颜色纯、方向性好激光才传递信息理想光源从光纤端输入几乎没有损失又从另端输出因此光通信实质上激光通信具有容量大、质量高、材料来源广、保密性强、经久耐用等优点被科学家们誉通信领域场革命技术革命辉煌成之
激光通信先进哪里激光通信优点首先容量大容量有多大呢当我们平时打电时讲着讲着有时会串进来相干说声种打架现象由于对电线上只能通过路电另外串进来路电正常通双方会受干扰假有10对人同时用对电线通等于20人同时讲根本无法通了了解决问题必须采用载波等方法使各路电分别处各频段上由于普通电频率范围300～400赫而对电线上高频率只有1500千赫所对电线上只能同时通过十几路电显样电信容量远远能满足当今信息社会要求
我们把普通电传输信息量比作小推车激光通信则汽车由于激光频率要比无线电波高得多所激光通信信息容量要比电气通信大10亿倍根比头发丝还细光纤传输几万路电或几千路电视节目由20根光纤组成光缆只有支铅笔样粗细每天通76200人次相比之下由1800根铜线组成电缆直径约7.6厘米每天却只能通900人次
尤其令人惊讶光纤通信特别适合于电视、图像和数字传递据报道对光纤分种内传递全套《大英百科全书》
此外制造光导纤维材料地球上处都有砂子--石英只要几克石英能制造出1千米长光纤样仅原材料取之尽、用之竭还大大节约铜和铝材正因此目前世界上发达国家都竞相研究激光通信于激光通信成了争相发展宠儿
通信技术史上光纤通信技术发展之快前所未有拿通信技术史上几里程碑来看电从发明应用花费了60年左右时间并且电通信至今仍大量、普遍使用无线电技术（例电报）从发明应用也花了30年左右时间电视技术虽发展较快仍孕育了约14年而激光通信从第根低损耗光导纤维诞生应用总共只有5年时间现激光通信仅应用广泛而且形成了巨大光纤市场
1977年5月美国有家大公司叫电报电公司芝加哥市内两电局之间敷设了世界上第条短距离光导纤维通信线路此全美国近百地方建立了总长几百千米短距离激光通信线路意味着短距离内激光通信已开始取代普通电气通信了1983年美国纽约波士顿之间长达600千米光导纤维通信已投入使用
紧跟美国面日本1984年日本完成了从北海道札幌至九州福冈长距离光导纤维通信干线全长达2800千米间联结着30多城市1993年12月国和日本之间横跨东海光纤电缆已铺设成功日本和美国之间横跨太平洋长达1万千米海底光缆也设计
由于光导纤维通信蓬勃发展美、日、英、法等工业发达国家相继成立了光导纤维、光缆生产企业世界上三大着名光纤光缆公司--美国西电公司、康宁公司和日本住友公司光导纤维产量每年都12万千米上
总之工业发达国家都已建立了全国性光纤通信网络便彻底替代目前铜质电线电缆项浩大技术工程估计2000年告完成时候激光通信给我们地球带来巨大变化例足出户利用光纤网络家处理文件或参加会议；或者家光纤网络与购物心相连同置身超级市场样坐家选购需要商品货款只须与电子金融购物系统结算各地医疗心也从屏幕上查看病人病情和化验报告并据此开出处方单从而真正做"秀才出门知天下事""运筹于帷幄之决胜于千里之外"
激光和光纤还传送图像首先要直径比人头发丝还要细单根光导纤维组合成纤维束传送信息过程常用纤维束有两种：种叫传光束另种叫传像束传光束任务光从头传另头传光束结构比较简单由多根单丝胶合起再其端面抛光、研磨便减少光进入光纤时反射和散射损失传光束外面套上塑料护套
由于根光纤只能传送光点要传送整幅图像必须光导纤维根根整齐地排列起来样组成光纤束叫传像束
传像束全部光纤都排列得整整齐齐两端头所处位置都严格对应点也混乱像把整齐筷子样比某根光纤头传像束处于第八排第八列位置上另头也同样处于八、八位置上
传像束传送图像时首先图像分割成网眼状即幅图像被无数根光纤分解成无数像元再传送出去根光纤负责传送像元无数根光纤便能整幅图像传送另端要使图像传送得清晰要尽能选用直径较细光纤因光纤越细定传像束上能容纳进更多光束样能传送更多像元显像元越多图像越清晰
现应用传像束由上万根光纤组成要把多光纤整齐地排列起来件容易事排列好再用种叫作环氧树脂有机粘合剂两端胶合使光纤粘结固定保证两端光纤对应对两端面还要磨平和抛光至于间部分则必粘牢而像二胡弦样松散只须外面加上保护塑料套管样传像束既柔软又任意弯曲
除了传送图像处传像束还能传送般符号或数字及放大图像或缩小图像
要放大图像传像束做成端大、端小像锥体样当图像元从小端传大端时整幅图像被放大反之图像从大端发送小端整幅图像被缩小了
此外利用光纤还改变图像根据需要有意打乱光导纤维排列使出口端像元并落原先对应点上而落主观构思点上于图像改变了图像元进口端光纤做成方形而出口端光纤做成圆环形能方形图像元变成圆环形像元
总之光纤传像束有大发展潜力未来光信息处理技术日益显示其独特作用
（2）材料加工
钻孔、切割、焊接及淬火加工金属材料时常用操作自从引进了激光加工强度、质量及范围等方面开创了全新局面除了金属材料外激光还能加工许多非金属材料
激光钻孔机激光钻孔机问世之前对各种机械零件钻孔靠电动钻孔机或冲床机械钻孔仅效率低而且钻出孔洞表面够光洁
激光钻孔原理利用激光束聚集使金属表面焦点温度迅速上升温升达每秒l00万度当热量尚未发散之前光束烧熔金属直至汽化留下小孔激光钻孔受加工材料硬度和脆性限制而且钻孔速度异常快快几千分之秒乃至几百万分之秒内钻出小孔
比需要金属薄板上钻出几百连人眼都难察觉出来微孔用电动钻孔机显能胜任用激光钻孔机却能1～2秒钟内全部完成用放大镜对些微孔作番细查发现微孔面十分整齐光洁
激光钻孔还用来加工手表钻石每秒钟钻
20～30孔比机械加工效率高几百倍而且质量高同时激光钻孔与下面我们要讲激光切割样加工过程非接触式即像机械加工样靠钢钻头逐渐钻透金属材料因此激光操作自动化连续加工或者超净、真空特殊环境发挥作用
激光切割机知道了激光钻孔原理容易理解激光切割金属材料了：只要移动工件或者移动激光束使钻出孔洞连边成线自能材料切割下来了而且论样材料钢板、钛板、陶瓷、石英、橡胶、塑料、皮革、化纤、木材等激光都柄削铁泥削木灰光剑而且切割边缘非常光洁
激光焊接机激光之所能用来焊接因功率密度高所谓功率密度高指每平方厘米面积上能集极高能量激光功率密度有多高呢我们作比较：工厂里通常用于焊接乙炔火焰能两块钢板焊起种火焰功率密度达每平方厘米1000瓦；氩弧焊设备功率密度还要高达每平方厘米10000瓦两种焊接火焰根本无法与激光相比因激光功率密度要比们高出千万倍样高功率密度仅焊接般金属材料还焊接又硬又脆陶瓷
激光淬火传统淬火方法十分简单先刀刃烧红骤浸冷水里经过热冷处理刀刃硬度大提高过样淬火显太方便效也定理想
激光淬火用激光扫描刀具或零件上需要淬火部位使被扫描区域温度升高而未被扫描部位仍维持常温由于金属散热快激光束刚扫过部位温度急骤下降降温越快硬度也越高再对扫描过部位喷速冷剂能获得远比普通淬火要理想得多硬度
（3）激光照相排版
照相排版实际上引入了光学摄影原理用活字排版必须根据书稿依样画葫芦地检出各种大小、字体同铅字和符号进行排版而照相排版要简便多通过排字机上透镜来改变字样大小和形状至于用透镜能改变字样大小和形状实际上等于我们照"哈哈镜"
用照相排版时只需光源通过透镜把需要文字和符号感光相纸上成像再经过显影和定影形成了照相底片只要像印照片样印刷行
照相排版使用两种光源刚才讲普通光源相比之下激光排版省时省力由于激光亮度高颜色浅大大改善图像清晰度印出来书质量自高原理样呢首先通过计算机把文字变成点用点来控制激光扫描感光底片才真正拍摄出全息照相
全息照相与立体照相两回事尽管立体彩色照片看上去色彩鲜艳、层次分明富有立体感总归仍单面图像再好立体照也代替了真实实物比正方形木块立体照论我们样改变观察角度只能看照片上画面全息照同了我们只要改变下观察角度看正方块六方面因全息技术能物体全部几何特征信息都记录底片上也全息照相重要特点
全息照相第二重要特点能斑而知全豹当全息照被损坏即使大半损坏情况下我们仍从剩下小半上看张全息照上原有物体全貌对于普通照片来说行即使损失只角只角上画面也看了
全息照第三特点张全息底片上分层记录多幅全息照而且们显示画面时会互相干扰正种分层记录使得全息照能够存储巨大信息量激光全息照底片特种玻璃也乳胶、晶体或热塑等块小小特种玻璃把大型图书馆里上百万册藏书内容全部存储进去全息照相用途日益广泛
全息照相珍贵历史文物记录下来万有文物古迹遭严重破坏即使荡无存我们仍根据全息照相重建比像北京圆明园样名胜当年被八国联军焚毁现虽打算重建因知道原来整面貌难完全恢复全息照相提早100年发明事情好办了
全息照相工业上还用作无损检测无损检测呢说用激光全息技术既检查出产品有没有微小毛病又点也会损伤些产品
更令人感兴趣目前全息照相还被用来拍摄全息电影和电视久观众会看真实生活图像画面了即用激光"撞"击底片上感光涂料留下无数对应点些点经显影、定影重新变成文字或图像里激光束相当于电子束感光底片相当于电视机荧屏接下来用载有文字和图像底片去印书报杂志了彩色电视机之所能显示红、绿、蓝三色由于荧屏上涂有三色荧光粉们电子撞击下会显出三种颜色而激光照相排版也采用类似原理印刷出优美彩色画面来
（4）激光医学上应用
激光应用医疗器械领域成多扮演钻头、手术刀、焊枪等多种角色
焊枪和钻头眼科激光主要用来治疗视网膜剥离视网膜剥离种棘手疾病患者视网膜与眼球内壁脱开无法产生视觉激光没有问世之前病人恐怕难免失明苦难
现医生用激光器对准病人眼底使激光器发射出束激光通过加热使视网膜重新与眼球内壁合起整过程要了几分钟激光束像焊枪样病人视网膜焊接好了
除了焊接外激光把焊枪也用于切割
白内障老年人常见病病人眼球前部凸透镜--晶状体由原来透明弹性体渐渐变得混浊无弹性光线能通过晶状体落眼底视网膜上病人逐渐看见东西治疗白内障传统办法眼球前部切开条口子从小口子伸进根细金属针根金属针温度极低浑浊晶状体冻得粘针上起从小口子带出显整手术比较麻烦
用医用激光器来治疗仅方便而且效好只要激光束对准眼球内晶状体前表面或表面发射迅速切除掉晶状体表面混沌膜
牙科激光代替牙钻根据世界卫生组织统计儿童龋齿发病率相当高大约达75％用激光治牙病人几乎没有舒服感觉而且只要发炎次治疗能解决问题牙科激光器激光器小弟弟功率小只有3瓦相当于支节能灯几乎产生热量发射端实际上像头发丝细光导纤维
治疗时只须光纤发射端接近龋齿灶发出激光束龋处组织会分解用清水冲洗掉龋齿仅浅度牙珐琅质受损激光束会受损处细微孔隙封死样便阻止乳酸腐蚀牙本质已出现了龋孔用激光束钻孔、清洗即人造珐琅质材料填入空洞再用激光加热接合处使人造珐琅质材料与牙珐琅质融体激光治牙仅无痛、迅速而且治疗效也好
激光手术刀要使用激光刀给病人膀胱、心脏、肝脏、胃、肠等重要内脏动手术难度大了激光能进入人内脏里去呢要靠医生手件宝贝了件宝贝激光纤维内窥镜
所谓内窥镜医生用来插人体内直接观察器官光学装置通常内窥镜体积比较大也比较粗糙只能从病人口腔沿食道插胃里观察插胃十分难受病人会感痛苦激光纤维内窥镜则完全同用光导纤维做成内窥镜又软、又细、又能弯曲当插入病人胃里时会有痛苦除了胃光纤内窥镜还能进入其重要脏器内激光纤维内窥镜方面用来检查病人脏器否有病变更主要激光能量输入体内脏器对病变组织进行照射也即加切除起手术刀作用而且用激光刀切割伤口能自动止血需要结扎出血点大大缩短了手术时间伤口也会发炎用激光刀切除恶性肿瘤还防止癌细胞扩散呢
（5）激光武器
激光导弹海湾战争美国首多国部队向伊拉克境内发动大规模空袭摧毁伊拉克许多重要军事目标场战争伊拉克失败而告终有人说海湾战争场先进武器较量确有道理
美国飞机上装有激光瞄准器能发射出红外激光当架担任侦察任务飞机空发现地面目标时边空盘旋边用激光瞄准器断地向目标发射激光束种激光束实际上起着向导作用时担任攻击任务另些飞机随飞来向目标扔下激光制导导弹些激光制导导弹上装有自动跟踪系统种自动跟踪系统等于导弹眼睛当导弹扑向目标时能根据从目标上反射回来向导激光断地修正飞行航向从而准确无误地击目标
其实类激光制导导弹早70年代美国越南战场上使用过现仅有空对地导弹而且有地对地、空对空、地对空等多种激光导弹
今天人们已能够无线电搜索雷达、激光雷达结合起来组成作战系统比当无线电雷达发现空目标（敌机或导弹）目标高度、方位和速度准确测量出来只要目标进入定范围内激光雷达会开启发射出束细激光束紧紧盯住并精确测量出目标位置发射激光导弹会根据激光雷达提供向导激光束准确地命目标其摧毁类激光导弹方便地部署卡车上也改装成反坦克导弹
目前研制成反坦克激光导弹既从地面上发射也从直升飞机上发射导弹上装有半导体激光器起着自动跟踪目标作用使导弹能百发百地击坦克
激光雷达虽精度高、体积小、操作灵巧、转移方便也有缺点容易受气象条件限制也适于大范围内搜索目标因此般都与无线电雷达配合使用互相取长补短
激光枪和激光炮所谓激光枪和激光炮都属于激光战术武器们外形像枪和炮们发射子弹和炮弹而激光束使敌方人员伤亡或失明类枪炮威力大小与本身能量和射击距离有关现激光枪和激光炮有效射程还远所死光威力有限
死光武器前景无法估量旦激光束能量加大、有效距离增加会成名副其实死光比用激光炮打1万米高空飞机由于激光束前进速度每秒30万千米因此只需三万分之秒时间能击飞机而短短瞬间飞机空仅够向前移动几厘米样对于死光来说活动飞机实际上成了死目标必死无疑照此计算即使射向几千千米外导弹死光也只需花几十分之秒而瞬间内导弹也只能够向前飞行几十米因此死光有充分时间导弹摧毁外层空间
此外激光还断改变方向对准各目标逐摧毁而且从经济上来说制造激光炮要比制造洲际导弹便宜得多
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