世界上第一台激光器誕生於(yu) 1960年，我國於(yu) 1961年研製出第一台激光器，40多年來，激光技術與(yu) 應用發展迅猛，已與(yu) 多個(ge) 學科相結合形成多個(ge) 應用技術領域，比如光電技術，激光醫療與(yu) 光子生物學，激光加工技術，激光檢測與(yu) 計量技術，激光全息技術，激光光譜分析技術，非線性光學，超快激光學，激光化學，量子光學，激光雷達，激光製導，激光分離同位素，激光可控核聚變，激光武器等等。這些交叉技術與(yu) 新的學科的出現，大大地推動了傳(chuan) 統產(chan) 業(ye) 和新興(xing) 產(chan) 業(ye) 的發展。
一、激光技術應用簡介
激光加工技術是利用激光束與(yu) 物質相互作用的特性對材料(包括金屬與(yu) 非金屬)進行切割、焊接、表麵處理、打孔、微加工以及做為(wei) 光源，識別物體(ti) 等的一門技術，傳(chuan) 統應用最大的領域為(wei) 激光加工技術。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(chuan) 統上看，它的研究範圍一般可分為(wei) ：
1.激光加工係統。包括激光器、導光係統、加工機床、控製係統及檢測係統。
2.激光加工工藝。包括切割、焊接、表麵處理、打孔、打標、劃線、微調等各種加工工藝。
激光焊接：汽車車身厚薄板、汽車零件、鋰電池、心髒起搏器、密封繼電器等密封器件以及各種不允許焊接汙染和變形的器件。目前使用的激光器有YAG激光器，CO2激光器和半導體(ti) 泵浦激光器。
激光切割：汽車行業(ye) 、計算機、電氣機殼、木刀模業(ye) 、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、
激光打標：在各種材料和幾乎所有行業(ye) 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(ti) 泵浦激光器。
激光打孔：激光打孔主要應用在航空航天、汽車製造、電子儀(yi) 表、化工等行業(ye) 。激光打孔的迅速發展，主要體(ti) 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(nei) 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(si) 模的生產(chan) 及鍾表和儀(yi) 表的寶石軸承、飛機葉片、多層印刷線路板等行業(ye) 的生產(chan) 中。目前使用的激光器多以YAG激光器、CO2激光器為(wei) 主，也有一些準分子激光器、同位素激光器和半導體(ti) 泵浦激光器。
激光熱處理：在汽車工業(ye) 中應用廣泛，如缸套、曲軸、活塞環、換向器、齒輪等零部件的熱處理，同時在航空航天、機床行業(ye) 和其它機械行業(ye) 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(wei) 主。
激光快速成型：將激光加工技術和計算機數控技術及柔性製造技術相結合而形成。多用於(yu) 模具和模型行業(ye) 。目前使用的激光器多以YAG激光器、CO2激光器為(wei) 主。
#p#分頁標題#e#激光塗敷：在航空航天、模具及機電行業(ye) 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(wei) 主。
二、激光加工技術及產(chan) 業(ye) 發展研究開發的重點
目前激光加工技術及產(chan) 業(ye) 發展研究開發的重點可歸納為(wei) ：
(1)新一代工業(ye) 激光器研究，目前處在技術上的更新時期，其標誌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(ti) 激光器及準分子激光器的機型研究，開發和研製專(zhuan) 用配套的激光加工機床，提高激光器產(chan) 品在生產(chan) 線上穩定運行的周期。
(4)加工係統智能化，係統集成不僅(jin) 是加工本身，而是帶有實時檢測、反饋處理，隨著專(zhuan) 家係統的建立，加工係統智能化已成為(wei) 必然的發展趨勢。
(5)建立激光加工設備參數的檢測手段，並進行方法研究。
(6)激光切割技術研究。對現有的激光切割係統進行二次開發和產(chan) 業(ye) 化，提供性能好、價(jia) 格便宜的2-3軸數控CO2切割機，並開展相應的切割工藝的研究，使該工藝廣泛用於(yu) 材料加工、汽車、航天及造船等領域。為(wei) 此應著重在激光器外圍裝置，如：導光係統、過程監測和控製、噴咀、浮動裝置的設計和研製以及CAD/CAM等方麵開展工作。#p#分頁標題#e#
(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製技術研究，從(cong) 而掌握普通鋼材、有色金屬及特殊鋼材的焊接工藝。
(8)激光表麵處理技術研究。開展CAD/CAM技術、激光表麵處理工藝、材料性能及激光表麵處理工藝參數監測和控製研究，使激光表麵處理工藝能較大幅度地應用於(yu) 生產(chan) 。
(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，光學係統及加工頭設計和研製。
(10)開展激光加工工藝技術研究，重點是材料表麵改性和熱處理方麵的研究和推廣應用;開展激光快速成形技術的應用研究，拓寬激光應用領域。
三、激光技術是光電技術及產(chan) 業(ye) 的基礎，將取代和推動傳(chuan) 統電子信息產(chan) 業(ye)
21世紀知識經濟占主導地位，大力發展高新技術是迎接知識經濟時代到來的必然選擇。目前全球業(ye) 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，他必將成為(wei) 21世紀的支柱產(chan) 業(ye) 。而在光電技術中，其基礎技術之一就是激光技術。科學界預測，到2005年，光電產(chan) 業(ye) 的產(chan) 值將達到電子產(chan) 業(ye) 產(chan) 值水平，到2010年，以光電信息技術為(wei) 主導的信息產(chan) 業(ye) 將形成5萬(wan) 億(yi) 美元的產(chan) 業(ye) 規模，到2010年至2015年，光電產(chan) 業(ye) 可能會(hui) 取代傳(chuan) 統電子產(chan) 業(ye) 。光電技術將繼微電子技術之後再次推動人類科學技術的革命和進步。
21世紀的激光技術與(yu) 產(chan) 業(ye) 的發展將支撐並推進高速、寬帶、海量的光通信以及網絡通信，並將引發一場照明技術革命，小巧、可靠、壽命長、節能半導體(ti) (LED)#p#分頁標題#e#將主導市場，此外將推出品種繁多的光電子消費類產(chan) 品(如VCD、DVD、數碼相機、新型彩電、掌上電腦電子產(chan) 品、智能手機、手持音響播放設備、攝影、投影和成像、辦公自動化光電設備如激光打印、傳(chuan) 真和複印等)以及新型的信息顯示技術產(chan) 品(如CRT、LCD及PDP、FED、OEL平板顯示器等)並進入人們(men) 的日常生活中。激光產(chan) 品已成為(wei) 現代武器的"眼睛"和"神經"，光電子軍(jun) 事裝備將改變21世紀戰爭(zheng) 的格局。
在未來推動光電產(chan) 業(ye) 快速發展的進程中，激光技術與(yu) 其他技術應用領域的結合有以下方麵：
1.激光化學：傳(chuan) 統的化學過程，一般是把反應物混合在一起，然後往往需要加熱(或者還要加壓)。加熱的缺點，在於(yu) 分子因增加能量而產(chan) 生不規則運動，這種運動破壞原有的化學鍵，結合成新的鍵，而這些不規則運動破壞或產(chan) 生的鍵，會(hui) 阻礙預期的化學反應的進行。
但是如果用激光來指揮化學反應，不僅(jin) 能克服上述不規則運動，而且還能獲得更大的好處。這是因為(wei) 激光攜帶著高度集中而均勻的能量，可精確地打在分子的鍵上，比如利用不同波長的紫外激光，打在硫化氫等分子上，改變兩(liang) 激光束的相位差，則控製了該分子的斷裂過程。也可利用改變激光脈衝(chong) 波形的方法，十分精確和有效地把能量打在分子身上，觸發某種預期的反應。
激光化學的應用非常廣泛。製藥工業(ye) 是第一個(ge) 得益的領域。應用激光化學技術，不僅(jin) 能加速藥物的合成，而又可把不需要的副產(chan) 品剔在一旁，使得某些藥物變得更安全可靠，價(jia) 格也可降低一些。又如，利用激光控製半導體(ti) ，就可改進新的光學開關(guan) ，從(cong) 而改進電腦和通信係統。激光化學雖然尚處於(yu) 起步階段，但其前景十分光明。#p#分頁標題#e#
2.激光醫療：激光在醫學上的應用分為(wei) 兩(liang) 大類：激光診斷與(yu) 激光治療，前者是以激光作為(wei) 信息載體(ti) ，後者則以激光作為(wei) 能量載體(ti) 。多年來，激光技術已成為(wei) 臨(lin) 床治療的有效手段，也成為(wei) 發展醫學診斷的關(guan) 鍵技術。它解決(jue) 了醫學中的許多難題，為(wei) 醫學的發展做出了貢獻。現在，在基礎研究、新技術開發以及新設備研製和生產(chan) 等諸多方麵都保持持續的、強勁的發展勢頭。
當前激光醫學的出色應用研究主要表現在以下方麵：光動力療法治癌;激光治療心血管疾病;準分子激光角膜成形術;激光治療前列腺良性增生;激光美容術;激光纖維內(nei) 窺鏡手術;激光腹腔鏡手術;激光胸腔鏡手術;激光關(guan) 節鏡手術;激光碎石術;激光外科手術;激光在吻合術上的應用;激光在口腔、頜麵外科及牙科方麵的應用;弱激光療法等。
激光醫療近期研究重點包括：
(1)研究激光與(yu) 生物組織間的作用關(guan) 係，特別是在諸多有效療法中已獲得重要應用的激光與(yu) 生物組織間的作用關(guan) 係;研究不同激光參數(包括波長、功率密度、能量密度與(yu) 運轉方式等)對不同生物組織、人體(ti) 器官組織及病變組織的作用關(guan) 係，取得係統的數據;
(2)研究弱激光的細胞生物學效應及其作用機製，包括#p#分頁標題#e#;弱激光與(yu) 細胞生物學現象(基因調控和細胞凋亡)的關(guan) 係、弱激光鎮痛的分子生物學機製以及弱激光與(yu) 細胞免疫(抗菌、抗毒素、抗病毒等)的關(guan) 係及其機製;
(3)深入開展有關(guan) 光動力療法機製、激光介入治療、激光心血管成形術與(yu) 心肌血管重建機製的研究，積極開拓其他新的激光醫療技術。
(4)對醫學光子技術中重要的、新穎的光子器件和儀(yi) 器設置進行開發性研究，例如：研製醫用半導體(ti) 激光係統、角膜成形與(yu) 血管成形用準分子激光設備、激光美容(換皮去皺、植發)設備或其他新激光設備，開拓新工作波段的醫用激光係統以及開發Ho：YAG及Er：YAG激光手術刀等。
3.超快超強激光：超快超強激光主要以飛秒激光的研究與(yu) 應用為(wei) 主，作為(wei) 一種獨特的科學研究的工具和手段，飛秒激光的主要應用可以概括為(wei) 三個(ge) 方麵，即飛秒激光在超快領域內(nei) 的應用、在超強領域內(nei) 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域中所起到的是一種快速過程診斷的作用。飛秒激光尤如一個(ge) 極為(wei) 精細的時鍾和一架超高速的"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程分析、記錄下來。
飛秒激光在超強領域中的應用(又稱為(wei) 強場物理)歸因於(yu) 具有一定能量的飛秒脈衝(chong) 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會(hui) 遠大於(yu) 原子中的庫侖(lun) 場，從(cong) 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(ti) 係高階非線性、多光子過程的重要工具。與(yu) 飛秒激光相應的能量密度隻有在核爆炸中才可能存在。飛秒強光可以用來產(chan) 生相幹#p#分頁標題#e#X射線和其它極短波長的光，可以用於(yu) 受控核聚變的研究。
飛秒激光用於(yu) 超微細加工是飛秒激光用於(yu) 超快現象研究和超強現象研究之外的又一個(ge) 飛秒激光技術的重要的應用研究領域。這一應用是近幾年才開始發展起來的，目前已有了不少重要的進展。與(yu) 飛秒超快和飛秒超強研究有所不同的是飛秒激光超微細加工與(yu) 先進的製造技術緊密相關(guan) ，對某些關(guan) 鍵工業(ye) 生產(chan) 技術的發展可以起到更直接的推動作用。飛秒激光超微細加工是當今世界激光、光電子行業(ye) 中的一個(ge) 極為(wei) 引人注目的前沿研究方向。
4.新型激光器研究：激光測距儀(yi) 是激光在軍(jun) 事上應用的起點，將其應用到火炮係統，大大提高了火炮射擊精度。激光雷達相比於(yu) 無線電雷達，由於(yu) 激光發散角小，方向性好，因此其測量精度大幅度提高。由於(yu) 同樣的原因，激光雷達不存在"盲區"，因此尤其適宜於(yu) 對導彈初始階段的跟蹤測量。但由於(yu) 大氣的影響，激光雷達並不適宜在大範圍內(nei) 搜索，還隻能作為(wei) 無線電雷達的有力補足。還有精確的激光製導導彈，以及模擬戰場上使用的激光武器技術運用。在激光實戰演習(xi) 的戰場上，酷似實際戰爭(zheng) 場麵。
激光武器的優(you) 點;無需進行彈道計算;無後坐力;操作簡便，機動靈活，使用範圍廣;無放射性汙染，效費比高。
激光武器的分類：不同功率密度，不同輸出波形，不同波長的激光，在與(yu) 不同目標材料相互作用時，會(hui) 產(chan) 生不同的殺傷(shang) 破壞效應。激光器的種類繁多，名稱各異。按工作介質區分，目前有固體(ti) 激光器、液體(ti) 激光器和分子型、離子型、準分子型的氣體(ti) 激光器等。按其發射位置可分為(wei) 天基、陸基、艦載、車載和機載等類型，按其用途還可分為(wei) 戰術型和戰略型兩(liang) 類，即戰術激光武器和戰略激光武器。
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