隨著科學技術的發展和社會(hui) 需求的多樣化，產(chan) 品的競爭(zheng) 越來越激烈，更新換代的周期也越來越短。為(wei) 此，要求不但能根據市場的要求盡快設計出新產(chan) 品，而且能在盡可能短的時間內(nei) 製造出原型，從(cong) 而進行性能測試和修改，最終形成定型產(chan) 品。而在傳(chuan) 統製造係統中，需要大量的模具設計、製造和調試等工作，成本高，周期長，已不能適應日新月異的市場變化。為(wei) 了提高研發和生產(chan) 速度，快速而精確地製作出高質量、低成本的模具和產(chan) 品，能對市場變化做出敏捷響應，人們(men) 作了大量的研究和探索工作。隨著工業(ye) 激光器價(jia) 格的不斷下降和工業(ye) 激光加工技術的日益成熟，給模具製造和產(chan) 品生產(chan) 工藝帶來了重大變革。本文首先介紹了工業(ye) 加工激光器，然後在模具激光製造、模具表麵激光強化和替代、模具激光修複、模具激光清洗等幾個(ge) 方麵進行了介紹和分析。
　　
　　工業(ye) 加工激光器
　　
　　目前，用於(yu) 激光加工的工業(ye) 激光器主要有兩(liang) 大類：固體(ti) 激光器和氣體(ti) 激光器。其中，固體(ti) 激光器以Nd:YAG激光器為(wei) 代表；而氣體(ti) 激光器則以CO2激光器為(wei) 代表。隨著激光技術的發展，目前人們(men) 也開始在某些加工應用場合使用大功率光纖激光器和大功率半導體(ti) 激光器。
　　
　　1) Nd:YAG激光器
　　
　　Nd:YAG激光器的激光工作物質為(wei) 固態的Nd:YAG棒，其激光波長為(wei) 1.06μm。由於(yu) 該種激光器的激光轉換效率較低，同時受到YAG棒體(ti) 積和導熱率的限製，其激光輸出平均功率不高。但由於(yu) Nd:YAG激光器可以通過Q開關(guan) 壓縮激光輸出的脈衝(chong) 寬度，在以脈衝(chong) 方式工作時可獲得很高的峰值功率（108W），適用於(yu) 需要高峰值功率的激光加工應用；其另一大優(you) 點是可以通過光纖傳(chuan) 輸，避免了複雜傳(chuan) 輸光路的設計製作，在三維加工中非常有用。此外，還可以通過三倍頻技術將激光波長轉換為(wei) 355nm（紫外），在激光立體(ti) 造形技術中得到應用。
　　
　　2) CO2激光器
　　
　　CO2激光器的激光工作物質為(wei) CO2混合氣體(ti) ，其主要應用的激光波長為(wei) 10.6μm。由於(yu) 該種激光器的激光轉換效率較高，同時激光器工作產(chan) 生的熱量可以通過對流或擴散迅速傳(chuan) 遞到激光增益區之外，其激光輸出平均功率可以做到很高的水平（萬(wan) 瓦以上），滿足大功率激光加工的要求。
　　
　　國內(nei) 外用於(yu) 激光加工的大功率CO2激光器，主要是橫流、軸流激光器。①橫流激光器：橫流激光器的光束質量不太好，為(wei) 多模輸出，主要用於(yu) 熱處理和焊接。我國目前已能生產(chan) 各種大功率橫流CO2激光器係列，可滿足了國內(nei) 激光熱處理和焊接的需求。②軸流激光器：軸流激光器的光束質量較好，為(wei) 基模或準基模輸出，主要用於(yu) 激光切割和焊接，我國激光切割設備市場主要由國外軸流激光器所占領。盡管國內(nei) 激光器廠商在國外軸流激光器上做了許多工作，但由於(yu) 主要配件還需進口，產(chan) 品價(jia) 格難以大幅度下降，普及率低。
　　
　　武漢博萊科技發展有限公司研製了一種旋流CO2激光器，如圖1所示，以新型的旋轉氣體(ti) 流動方式，使旋流CO2激光器同時具有了軸流CO2激光器光束質量好和橫流CO2激光器造價(jia) 低、體(ti) 積小的優(you) 點。該種工業(ye) 加工激光器的推廣應用，將對我國激光加工產(chan) 業(ye) 的發展和普及起到積極的促進作用。
　　
　　
　　圖1.武漢博萊科技發展有限公司
　　500W旋流CO2激光器
　　
　　模具激光製造
　　
　　1) 激光間接成模工藝
　　
　　①立體(ti) 光造形(Stereo Lithography Apparatus，簡稱SLA)工藝是利用紫外激光束逐層掃描光固化膠的方法形成三維實體(ti) 工件的。1986年美國3D Systems公司推出了商品化樣機SLA-1。SLA工藝的最高加工精度能達到0.05mm。②薄層疊片製造(Laminated Object Manufacturing，簡稱LOM)工藝采用薄片材料，如紙、塑料薄膜等，由美國Helisys公司於(yu) 1986年研製成功。通過反複CO2激光器切割和材料粘貼，得到分層製造的實體(ti) 工件。LOM工藝的特點是適合製造大型工件，其精度達到0.1mm。③選擇性激光燒結(Selective Laser Sintering，簡稱SLS)工藝是利用粉末狀材料成形的，由美國德克薩斯大學奧斯汀分校的於(yu) 1989年研製成功，通過用高強度的CO2激光器逐層有選擇地掃描燒結材料粉末而形成三維工件，SLS工藝最大的優(you) 點在於(yu) 選材較為(wei) 廣泛。
　　
　　上述三種激光快速成形技術由於(yu) 發展時間長，技術相對比較成熟，在國內(nei) 外都得到了較為(wei) 廣泛的應用。但上述方法形成的三維工件都不能直接作為(wei) 模具使用，需要進行後續的處理，所以稱之為(wei) 激光間接成模工藝。主要的處理方法有：①快速成形工件處理後用作模具。LOM製作的紙模經表麵處理直接代替砂型鑄造木模；或者用LOM製作的紙模具經表麵處理直接用作低熔點合金鑄模、注塑模；或失蠟鑄造中蠟模的成形模。SLS製作的工件經滲銅後，作為(wei) 金屬模具使用。②用快速成形件作母模澆注矽橡膠、環氧樹脂、聚氨脂等材料製作軟模具。③用快速成形件翻製硬模具。一種是直接用LOM製作紙基模具，經表麵金屬電弧噴鍍和拋光後研成金屬模；另一種是金屬麵硬背襯模具。上述硬模具可用於(yu) 砂型鑄造、消失模的壓型製作、注塑模以及簡易非鋼質拉伸模。#p#分頁標題#e#
　　
　　用上述激光間接成模工藝製作模具，既避開了複雜的機械切削加工，又可以保證模具的精度，還可以大大縮短製模時間、節省製模費用，對於(yu) 形狀複雜的精度模具，其優(you) 點尤為(wei) 突出。但是，目前還存在著模具壽命相對較短的缺點，所以上述激光間接成形模具較適合於(yu) 小批量生產(chan) 。
　　
　　2) 激光直接成模工藝
　　
　　選擇性激光熔化(Selective Laser Melting，簡稱SLM)技術是在選擇性激光燒結(SLS)技術的基礎上發展起來的。SLM的特點為(wei) ：(1)使用高功率密度，小光斑的激光束加工金屬，使得金屬零件具有0.1毫米的尺寸精度；(2)熔化金屬製造出來的零件具有冶金結合的實體(ti) ，相對密度幾乎能達到100％，大大改善了金屬零件的性能； (3)由於(yu) 激光光斑直徑很小，因此能以較低的功率熔化高熔點的金屬，使得用單一成分的金屬粉末來製造零件成為(wei) 可能。圖2所示為(wei) 德國EOS GmbH公司利用選擇性激光熔化(SLM)工藝製造的全金屬零件。
　　
　　圖2 德國EOS GmbH公司用選擇性激光熔化
　　(SLM)工藝製造的全金屬零件
　　
　　激光多層（或稱三維/立體(ti) ）熔覆直接快速成形技術是在快速原型技術的基礎上結合同步送料激光熔覆技術所發展起來的一項高新製造技術，其實質是計算機控製下的三維激光熔覆。由於(yu) 激光熔覆的快速凝固特征，所製造出的金屬零件具有均勻細密的枝晶組織和優(you) 良的質量，其密度和性能與(yu) 常規金屬零件相當。激光多層熔覆發展出了多種方法，其中最具代表性的是美國Sandia國家實驗室（Sandia National Laboratories）研發的稱作激光工程化淨成形技術(Laser Engineered Net Shaping，簡稱LENS)的金屬件快速成形技術。采用該方法已成功製造了不鏽鋼，馬氏體(ti) 時效鋼，鎳基高溫合金，工具鋼，鈦合金，磁性材料以及鎳鋁金屬間化合物工件，零件致密度達到近乎100%。圖3為(wei) 美國Sandia國家實驗室以LENS技術製造的金屬模具。
　　
　　圖3 美國Sandia National Laboratories用激光
　　工程化淨成形工藝(LENS)製造的全金屬模具
　　
　　選擇性激光熔化(SLM)技術和激光工程化淨成形(LENS)技術由於(yu) 成形件致密性好，且具有冶金結合組織及精度高，製成的模具壽命長的特點，已得到了工業(ye) 界和學術界的普遍重視，在國外已推出了多種設備樣機，有的甚至開始商品化了；而國內(nei) 目前的研究和應用還處於(yu) 起步階段。
　　
　　另外，還有一種基於(yu) 激光精細切割的金屬零件分層製造技術（LOM），具有可快速、低成本製造大型、複雜形狀的模具的特點。日本中川威雄研究室早在80年代就應用金屬薄板LOM技術實現了金屬模具的分層快速製造。經過發展，金屬薄板LOM技術已逐漸應用於(yu) 諸如汽車等大型內(nei) 外飾件模具及具有複雜流道注塑模的製造。
　　
　　模具表麵激光改性
　　
　　模具表麵處理一直是機械加工領域中所重視的問題。隨著新技術新工藝的發展，有許多傳(chuan) 統的處理方式已不太適用。對形狀複雜的模具，最理想的表麵處理方式是用激光進行，它幾乎不變形，表麵硬度比常規處理方式的硬度高，並且更耐磨，使用壽命更長。
　　
　　1) 激光相變硬化
　　
　　激光相變硬化又稱激光淬火。由於(yu) 激光淬火時冷卻速度遠遠超過常規淬火冷卻速度，從(cong) 而可以獲得極細的馬氏體(ti) 組織。激光相變硬化的優(you) 點為(wei) 硬度較常規淬火高、變形小、可實現表麵薄層和局部淬火，不影響基材的機械性能等。
　　
　　2) 激光衝(chong) 擊強化
　　
　　激光衝(chong) 擊強化是高功率密度、短脈衝(chong) 的激光束與(yu) 物質相互作用產(chan) 生的強衝(chong) 擊波來改變材料表麵物理及機械性能的技術。在激光衝(chong) 擊過程中，由於(yu) 激光誘導產(chan) 生的衝(chong) 擊波峰值應力大於(yu) 材料的動態屈服應力，從(cong) 而使材料產(chan) 生密集、均勻以及穩定的位錯結構，使金屬表麵發生塑性變形，並形成較深殘餘(yu) 壓應力，從(cong) 而提高金屬零件的強度、耐磨性、耐腐蝕性和疲勞壽命。其主要優(you) 點為(wei) ：衝(chong) 擊壓力高，強化深度達到傳(chuan) 統的噴丸強化深度4～8倍；能夠加工傳(chuan) 統工藝不能處理的部位，如小槽、小孔以及輪廓線之類；激光衝(chong) 擊強化後的金屬表麵不產(chan) 生畸變和機械損傷(shang) ，無熱應力損傷(shang) ，不會(hui) 引起相變等。
　　
　　3) 激光合金化和激光熔覆
　　
　　激光合金化和激光熔覆是將一層與(yu) 模具基體(ti) 成分不同而具有一定性能的材料塗覆在模具基體(ti) ，同時用高能激光束照射塗覆區域。激光合金化通過調節激光輸出功率使塗覆材料與(yu) 部分基體(ti) 一起熔化並發生合金化過程；而激光熔覆是塗覆層在激光作用下與(yu) 基體(ti) 表麵通過融合迅速結合再一起，它與(yu) 激光合金化的主要區別在於(yu) 經激光作用後塗層的化學成分基本不變化，基體(ti) 的成分基本上不進入塗層內(nei) 。基於(yu) 快速凝固新材料合成與(yu) 製備的激光表麵合金化及激光熔覆表麵改性新技術，是提高模具材料在高溫下耐磨耐蝕等高溫性能的最有效方法之一。#p#分頁標題#e#
　　
　　模具激光修複
　　
　　模具的失效事實上均因其表層局部材料磨損等原因而報廢，而且金屬模具的加工周期長、加工費用高。模具使用壽命取決(jue) 於(yu) 抗磨損和抗機械損傷(shang) 能力，一旦磨損過度或機械損傷(shang) ，須經修複才能恢複使用。目前常采用的維修技術有電鍍、堆焊和熱噴塗等。電鍍層較薄，而且與(yu) 基體(ti) 結合差，形狀損壞部位難於(yu) 修複；在堆焊、噴塗時，熱量注入大，模具熱影響區大。而應用激光進行模具維修，由於(yu) 激光束的高能量密度所產(chan) 生的近似絕熱的快速加熱，對基體(ti) 的熱影響較小，引起的畸變可以忽略。模具的激光修複可采用的方法主要有兩(liang) 種：
　　
　　1) 激光熔覆模具修複
　　
　　利用激光熔覆的方法實現對模具的修複。用高功率CO2激光束以恒定功率與(yu) 金屬粉流同時入射到模具表麵上，金屬熔化產(chan) 生熔池，然後快速凝固形成冶金結合的覆層。此方法一般采用大功率CO2激光器作為(wei) 熱源，適用於(yu) 體(ti) 積較大、磨損麵積較大的模具修複，以及象鋼鐵軋輥一類的大型工件的修複。
　　
　　2) 激光沉積焊接模具修複
　　
　　激光沉積焊接模具修複采用中小功率脈衝(chong) Nd:YAG激光器，模具的缺陷用激光束和絲(si) 狀填充材料來填補。激光束使焊絲(si) 和工件的表麵同時熔化，所需沉積物的高度是通過多層焊接的方法來達到的；焊接完畢，模具部件再加工成最終尺寸。此方法適用於(yu) 體(ti) 積較小的精密模具。Rofin-Sinar公司製造的StarWeld焊接機是比較具有代表性的此類設備，如圖4所示。
　　
　　圖4 Rofin-Sinar公司生產(chan) 的StarWeld激光焊接機
　　
　　模具激光清洗
　　
　　應用高能激光脈衝(chong) 去除模具在使用過程中產(chan) 生的表麵汙物是激光技術在模具行業(ye) 中的又一用途。其清洗機理有兩(liang) 個(ge) ：一是直接利用激光加熱汙物，使之氣化揮發、或瞬間受熱膨脹並被蒸汽帶離模具基體(ti) 表麵；還有就是在高能量密度、高頻率的脈衝(chong) 激光作用下，汙物層內(nei) 產(chan) 生分裂應力，而與(yu) 模具基體(ti) 脫離。與(yu) 傳(chuan) 統的噴沙清洗方法相比，激光清洗具有清洗速度快、不損傷(shang) 模具表麵、在線清洗(可節約大量拆卸、安裝、調試時間)的優(you) 點。目前，德國JET激光係統公司生產(chan) 的激光清洗設備相對較為(wei) 先進。
　　
　　結束語
　　
　　激光的高亮度、高方向性和高單色性使激光束經透鏡聚焦後，能在焦點附近產(chan) 生數千度乃至上萬(wan) 度的高溫，這就使其能加工幾乎所有的材料。激光加工在國外各個(ge) 製造領域和行業(ye) 已得到了廣泛的應用；而國內(nei) 也一直在激光加工設備和激光加工工藝兩(liang) 個(ge) 方麵投入大量的人力物力進行研究和發展。模具是工業(ye) 產(chan) 品成型的重要工業(ye) 裝備之一，在很大程度上決(jue) 定企業(ye) 在市場競爭(zheng) 中的應變能力，模具成型已成為(wei) 現代工業(ye) 產(chan) 品重要的手段和工藝發展方向。激光加工應用於(yu) 模具製造和在某些場合取代模具(如激光切割取代鈑金件中的衝(chong) 切模具、激光打標取代衝(chong) 模打標)方麵具有很大優(you) 勢。如何在實際生產(chan) 中應用激光加工技術來縮短模具製造周期（T）、保證模具製造質量（Q）和降低模具製造成本（C），需要進行不斷的深入研究和探索。
　　
　　(今日五金采編)
　　
　　一、美國激光產(chan) 業(ye) 發展現狀
　　
　　目前尚未見到全麵介紹美國激光——光電子產(chan) 業(ye) 發展現狀的完整資料，現隻能根據有關(guan) 文獻進行綜述。
　　1994年美國光電子工業(ye) 發展協會(hui) 對1993年世界激光——光電子市場作了統計，總產(chan) 值為(wei) 750億(yi) 美元；美國光電子工業(ye) 發展協會(hui) 把顯示器、光存貯、光通訊及硬拷貝稱之為(wei) 光電子技術產(chan) 業(ye) ，並認為(wei) 這個(ge) 領域目前是日本占主導地位，在750億(yi) 美元產(chan) 值中日本約占50%，因此美國認為(wei) 當前應注意發展光電子技術產(chan) 業(ye) ，使美國在這個(ge) 領域能占有較大的份額。下麵主要介紹美國激光加工和激光醫療方麵的發展情況。
　　根據1996年《工業(ye) 激光評論》雜誌報導，1995年世界範圍銷售的激光加工係統約11億(yi) 美元，美國占31%、歐州32%、日本35%，其它 2%。在美國比較著名的激光公司有：相幹公司、光譜物理公司、聯合工藝（URTC）公司、PRC公司、燃燒工程公司、Lumonics公司、Synrad 公司、M arted Lasers公司、Electrox公司和ESI公司等。相幹公司和光譜物理公司是美國最大的兩(liang) 個(ge) 激光公司，占美國激光公司總銷售額的40%以上。光譜物理公司的工業(ye) 激光部的高功率CO2激光器股權已為(wei) 德國Rofin-Sinar公司所收購，主要生產(chan) 1.5kW-6kW橫流CO2激光器。聯合工藝公司主要生產(chan) 5kW-30kW高功率橫流CO2激光器，並且和德國一公司合資在德國製造這類設備；PRC公司主要生產(chan) 0.5-3.5kW軸快流CO2激光器，現已累計銷售了1000台高功率CO2激光器；燃燒工程公司生產(chan) 1kW、5kW和10kW的高功率橫流CO2激光器（以色列MLI公司的專(zhuan) 利）。Synrad 公司主要生產(chan) 200W以下封離型射頻激勵CO2激光器。#p#分頁標題#e#
　　根據《世界激光集錦》雜誌報導，1995年美國激光—光電子生產(chan) 者委員會(hui) 成員公司，前半年的訂貨率比1994年同期增長了24%。在金融市場上，1995 年激光公司原始股票的價(jia) 格達到了有史以來的最高值，使這些公司獲得了巨額的利潤。1996年世界激光器市場的銷售分布狀態也有了變化，美國占55%，歐洲占22%，日本和太平洋地區占23%。
　　美國是世界上最早建立激光加工站的國家，許多加工站建立於(yu) 70年代中期，1996年的統計結果表明，美國激光加工站的年收入已逾60-80億(yi) 美元，在美國激光加工站已超過1765家，這對於(yu) 在美國推廣激光加工技術起著重要的作用。美國也是最早將高功率激光器引入汽車工業(ye) 的，例如在美國汽車工業(ye) 中心——底特律地區就有40餘(yu) 家激光加工站，用於(yu) 汽車板金件的切割和齒輪的焊接，使汽車改型的周期從(cong) 5年縮短至2年。美國通用汽車公司已采用22條激光加工生產(chan) 線；美國輻特汽車公司采用Nd：YAG激光器結合工業(ye) 機械人焊接轎車車體(ti) ，極大地降低了製造成本。據報導，到2000年美國三大汽車公司50%的電阻點焊生產(chan) 線將被激光焊生產(chan) 線所取代。1995年世界銷售的激光加工係統予計為(wei) 1950台，其中美國640台，占34%。
　　在激光加工中主要使用CO2激光器和Nd：YAG激光器。在美國CO2激光器58%用於(yu) 切割、12% 用於(yu) 焊接、11%用於(yu) 標記、1%用於(yu) 熱處理、其它為(wei) 18%；Nd：YAG激光器24%用於(yu) 焊接，39%用於(yu) 標記，7%用於(yu) 切割，18%用於(yu) 微電子加工， 3%用於(yu) 打孔，其它9%。
　　在激光醫療方麵，美國處於(yu) 世界領先地位。激光醫療設備不僅(jin) 在美國獲得廣泛應用，而且大量出口，美國的激光醫療設備由美國食品藥物管理局（FDA）統一管理，隻有經過批準注冊(ce) 方可使用和生產(chan) ，這樣就保證了激光醫療設備的產(chan) 品的質量和可靠性與(yu) 安全性。據統計，1986年美國醫院進行的 2100萬(wan) 例手術中已有 250萬(wan) 例使用CO2激光手術刀，占總手術的12%，美國全國2/3的門診機構已擁有激光醫療設備。在美國新的激光醫療儀(yi) 器和醫療技術不斷出現，例如，美國每年有20-25萬(wan) 椎間盤突出病人，其中10-20%可以用激光進行切除；美國有1400萬(wan) 人希望除去身上的紋身，美國每年診斷有45萬(wan) 例患者有腎結石，其中1/3用內(nei) 窺鏡技術或激光碎石術治療，用準分子激光作角膜刻劃來矯正視力已作了2萬(wan) 多例，1995年已為(wei) 美國FDA批準使用，預計1996年可能有200-300台準分子激光器在美國銷售，用於(yu) 治療近視眼，產(chan) 值約8000-12000萬(wan) 美元；1995年又推廣了CO2激光美容手術，特別是去掉皮膚皺紋的手術受到歡迎，這兩(liang) 項手術的推廣導致1995年醫用激光器的收入增加。這種去掉皮膚皺紋的方法稱為(wei) 皮膚再光滑激光療法，在美國每次治療的價(jia) 格從(cong) 800美元到4500美元（不包括保險費），由此估算出皮膚再光滑的市場規模可達15億(yi) 美元，因而吸引了至少8家公司為(wei) 皮膚饣す飭品ㄍ瞥鯟O2激光係統。據預測第一代軟組織的激光牙科機在九十年代初期銷售可達幾千台，銷售額0.9億(yi) 美元，第二代硬組織激光牙科機可能替代大部分的機械牙鑽市場。
　　
　　二、日本激光產(chan) 業(ye) 發展現狀
　　
　　1994年初日本光電子產(chan) 業(ye) 技術振興(xing) 協會(hui) 公布了日本激光—光電子產(chan) 業(ye) 1992-1993年的產(chan) 值，這裏隻介紹1993年的情況。1993年日本光電產(chan) 業(ye) 預測產(chan) 值為(wei) 37850億(yi) 日元（若以110日本：1美元計算，則應為(wei) 344億(yi) 美元），比1992年的35066億(yi) 日元增長7.9%。
　　光電子產(chan) 業(ye) 包括光電子設備和光電子元件兩(liang) 部分，其中光電子設備為(wei) 28086億(yi) 日元（約255億(yi) 元），光電子元件為(wei) 9764億(yi) 日元（約89億(yi) 美元）。
　　從(cong) 光電子設備的細目來看，光盤為(wei) 14897億(yi) 日元（占53%），光輸入輸出設備8462億(yi) 日元（30%），光傳(chuan) 輸設備2446億(yi) 日元（9%），光傳(chuan) 感器1005億(yi) 日元（4%），激光加工設備420億(yi) 日元（2%）。
　　從(cong) 光電子元件細目來看，顯示元件4787億(yi) 日元（占49%），發光元件1387日元（包括激光器，占14%），光纖1269億(yi) 日元（13%），光敏元件（光接近元件）1115億(yi) 日元（11%），複合光元件572億(yi) 日元（6%），光傳(chuan) 輸網絡163億(yi) 日元（2%），太陽能電池157億(yi) 日元（2%）。
　　按美國光電子工業(ye) 發展協會(hui) 的看法，日本在顯示器、光存儲(chu) 、光通訊及硬拷貝組成的光電子產(chan) 業(ye) 中已超過了美國和歐洲，在世界上占主導地位。從(cong) 上麵的數字也可以看出日本的激光加工設備及醫療設備則占比例極小。在80年代初激光加工設備曾占日本光電產(chan) 業(ye) 總產(chan) 值的37%，後來由於(yu) 光存儲(chu) 、光通訊、顯示器及半導體(ti) 激光器的迅速發展，十多年來已發生了很大的變化。
　　八十年代初，日本產(chan) 業(ye) 界積極采用激光加工，並逐步擴大到焊接、釺焊。統計表明，日本占當今世界上工業(ye) 用激光設備的30%左右，激光加工是日本重要的基礎製造技術之一。日本現用於(yu) 材料加工的是大功率二氧化碳激光器和Nd：YAG激光器，少量準分子激光器也已使用，而新開發的氣體(ti) 激光器有波長 10.6微米二氧化碳激光器、波長5微米一氧化碳激光器、波長1.3 微米的碘激光器及二極管激勵固體(ti) 激光器的紫外準分子激光器等。現在的二氧化碳激光器功率多為(wei) 500W，而理論上可高達100KW，近期報導已達到 20kW。且其功率越大，效果越好，故日本對二氧化碳激光器開發研究寄以期望。
　　大功率一氧化碳激光器是日本業(ye) 創造研究所和三菱重工聯合研製的，89年實現了連續4小時5kW，短時間達7kW振蕩輸出。93年其輸出功率已達到 20kW，它在切割焊接中正嶄露頭角，而高功率的碘激光器是日本產(chan) 業(ye) 創造研究和川崎重工一起開發的，1989年實現了近紅外的振蕩，它是化學激光器，特征是振蕩效率極高，5kW一氧化碳激光器、1kW碘激光器裝置已設立在92年4月成立的激光應用工學中心。
　　此外，弧光燈激勵固體(ti) 激光器放大都為(wei) 3kW，因其存在功率增大導致光束發散角偏大和脈衝(chong) 振蕩重複頻率低的缺點，日本正努力研製半導體(ti) 激勵YAG激光器來取而代之。據報導，1kW二極管激勵YAG激光器由正由日本國立研究所製成。#p#分頁標題#e#
　　目前，大功率準分子激光器及其在材料加工中的應用開發研究引起人們(men) 極大興(xing) 趣。它可利用短波長高能光子不產(chan) 生熱量的分子水平的加工。86年日本通產(chan) 省工業(ye) 技術院提出的18家民間企業(ye) 與(yu) 3所國製成2kW級Xecl準分子激光設備。
　　激光加工切割的靈活性、高精度、高速度、高可靠性、高效率等優(you) 點，不僅(jin) 在薄板工業(ye) 上，而且在金屬、塑料、陶瓷業(ye) 中也廣為(wei) 使用。最近5軸或6軸三維激光切割機器人已在日本汽車、機械、電機重工中大顯身手。
　　同時，激光焊接在日本電子、電機、汽車、車輛零部件，OA機器等小件、大批量生產(chan) 中得到迅速發展。是本產(chan) 業(ye) 界生產(chan) 線上成功應用激光焊為(wei) 世界所矚目。如在汽車車體(ti) 製造中日本大膽采用有坯料時就將薄鋼板實施激光焊接後衝(chong) 壓成型的新方法（Tailorcd Blank Welding），現已為(wei) 世界上絕大多數汽車廠家所仿效。
　　日本以5kW及10kW二氧化碳激光焊代替了閃光對焊進行製鋼業(ye) 軋鋼卷材的連接。在薄、中厚板鋼管、高級薄型不鏽鋼製造時，與(yu) 高頻電焊、TIG焊相結合，保證了質量的穩定性。
　　日本致力於(yu) 激光超薄板焊接的研究，如板厚100微米以下的箔片，無法熔焊，但通過有特殊輸出功率波形的YAG激光焊得以成功，顯示了激光焊的廣闊前途。日本引以為(wei) 自豪的是在世界上首次成功開發了將YAG激光焊用於(yu) 核反應堆中蒸氣發生器細管的維修，這是日本最大限度地利用YAG激光（波長1.06微米）能以石英光纖遙控傳(chuan) 輸和集周邊設備之大成的尖端技術。隨著今後3kW以上的高功率、高亮度且控製維修性皆佳的YAG激光器和新一代二極管激光激勵大功率固體(ti) 激光器的誕生，軟硬件的配套，預計這一領域的激光技術還會(hui) 有新的突破。
　　據1992年東(dong) 京大學研究與(yu) 發展研究所T·Fujioka報道，日本CO<SUB< SUB>激光加工機年銷售額為(wei) 558 億(yi) 日元，YAG激光加工機年銷售額為(wei) 177億(yi) 日元，總計為(wei) 735億(yi) 元日。CO2激光加工機主要應用於(yu) 切割和打孔（占總台數的94.8%），焊接（2.8%）；而YAG激光加工機主要應用於(yu) 標記（34.5% ），焊接（27.7%），微調（10%）和切割、打孔（8.9%）。日本生產(chan) CO2激光器的廠商有60家，生產(chan) CO2激光加工機的主要製造廠商為(wei) 三菱電氣、鬆下電氣、Amada和Mazak等公司，占日本激光加工市場70%左右。另外德國Rofin-Sinar激光公司和日本Marubeni及 Nippei Toyama公司合資經營；德國的Trumpf激光技術公司和日本石川島播磨重工合資經營，這表明德國的CO2激光加工機已進入了日本激光加工市場。日本生產(chan) YAG激光器的有日本電氣、富士電視、東(dong) 芝等30家生產(chan) 廠家。約70-80%的CO2激光器用於(yu) 切割，約有70%的YAG激光器用於(yu) 電子工業(ye) 。另外，據統計，到1995年為(wei) 止日本已建立了1500家激光加工站。近來年，以每年新建200-300家的速度在遞增。
　　日本激光醫療始於(yu) Ar激光眼底凝固、外科二氧化碳激光刀、內(nei) 科Nd：YAG激光內(nei) 窺鏡等迎來了光能熱利用激光醫療第一代。隨著激光技術的進步，激光化學效益治療法誕生，開辟了激光醫療的康莊大道，現今，日本所有醫療領域中都應用了激光。
　　日本利用Nd：YAG倍頻激光（532nm）的醫用激光器，其基波功率為(wei) 60W，調諧波功率約20W，通過KTP變換波長，已在醫療上廣泛使用。
　　Er：YAG激光的2.94微米光較之二氧化碳激光的10.6微米更易被水、Ca、P等所吸收，多用於(yu) 切開、切除多水份的身體(ti) 軟組織及骨切開術，性能大大優(you) 於(yu) 二氧化碳激光刀。由於(yu) 可以光纖傳(chuan) 導，今後，若3微米帶的穩定光功率纖維開發成功，將用於(yu) 體(ti) 腔內(nei) 患部的非切開、切除手術。此外，稀土類元素 Ho：YAG 激光器也已開始使用。
　　日本利用激光治療癌症十分積極，主要是Ar激光激勵、閃光燈激勵、準分子激勵的染料激光器。隨著光纖技術的發展，它們(men) 是非切開治療體(ti) 腔內(nei) 癌的劃時代的新手段，還能治療血管狹窄、閉塞、給心髒外科帶來革命。光纖腹腔鏡已順利走上應用軌道，不動手術的腹腔內(nei) 疾患激光治療法，對高齡人口結構的日本具有重要的、現實的意義(yi) 。
　　準分子的紫外光束有良好的光化學效應，適宜於(yu) 非熱性切開、切除、並能抑止紅外光束所常見的切立研究所參與(yu) 的“超尖端加工係統”，就是以準分子激光和離子束為(wei) 中心工具，其目標是在93年研開部的熱變性和炭化，一部分ArF激光器（角臘在193nm附近有吸收帶）適用於(yu) 角膜切開，進行眼科近視治療的角膜手術，但能否保持治療效果仍有疑問。ArF激光有優(you) 秀的骨切開功能，在整形外科中大有用武之地。日本防衛醫科大學最近在臨(lin) 床試用準分子激光清除嚴(yan) 重燒傷(shang) （死）皮膚組織，時間短、痛苦少，並能有選擇地控製照射，無紫外線過量而致癌之憂的新技術。
　　波長780-830nm，功率10-1200mW的GaAlAs激光器用眼科白內(nei) 障、眼瞼異常治療、外科皮膚肌肉切開、神經科神經纖維伸長抑製、循環係的血流、皮膚溫度控製、減輕疼痛等。不久的將來，半導體(ti) 激光激勵小型激光器一旦實現，激光醫療應用將會(hui) 出現飛躍。自由電子激光器將是今後醫療領域的台柱，是未來醫用激光設備的代表。激光醫療的主要課題是治癌，並為(wei) 治療艾滋病、疑難怪症帶來福音。
　　日本激光醫學研究雖然比較活躍，但是從(cong) 日本光電子產(chan) 業(ye) 技術振興(xing) 協會(hui) 1994年初發表的統計數字來看，日本1993年醫用激光裝置的總產(chan) 值約30億(yi) 日元，按目前美元對日元的比價(jia) 不足3000萬(wan) 美元，在日本光電子設備中所占份額是最小的。
　　
　　三、德國激光產(chan) 業(ye) 發展現狀
　　
　　在歐洲地區激光產(chan) 業(ye) 發展最快的是德國，特別是激光材料加工方麵處於(yu) 世界領先的地位。1986年德國提出了1987-1992年《激光研究與(yu) 激光技術》資助重點的BMFT資助計劃，在這五年期間實際投資為(wei) 2億(yi) 6千2百萬(wan) 馬克，資助重點與(yu) 經費分配為(wei) ：激光器與(yu) 元件36%，應用技術與(yu) 係統集成 48.9%，激光測量與(yu) 激光分析12.2%，其它2.3%；也就是說約72%的經費用於(yu) 激光材料加工的課題（光源、元件、係統和方法）。承擔課題的有科研集團（FHG、 MPG、GFE）6個(ge) 科研所，9個(ge) 大的激光中心，高校研究所中的30個(ge) 科研組，共約900名科研人員參加。在這期間建立的比較著名的研究所和中心有：夫朗和費激光技術研究所、柏林固體(ti) 激光研究所、漢諾威激光中心、斯圖加特光束應用研究中心等。#p#分頁標題#e#
　　根據德國機械製造協會(hui) ——激光材料加工工作聯盟1994年的統計，用於(yu) 材料加工的光源（CO2）和YAG激光器）總共生產(chan) 了1364台，產(chan) 值 1.65億(yi) 馬克，比1993年增長13%；激光器件台數增長了39%。特別是用於(yu) 標記和牙科方麵的小功率激光器即YAG激光器出現了超比例的增長率。因此德國用於(yu) 加工技術的激光器，高於(yu) 以前任何時期。用於(yu) 材料加工的光源，德國企業(ye) （主要是Rofin-sinar激光公司、Trumpf激光技術公司、 Haas固體(ti) 激光公司、Lambda Physik公司等）幾乎占了世界市場的40%，處於(yu) 領先地位。與(yu) 此同進，還簽訂了1544台激光器的訂貨合同，價(jia) 值1.77億(yi) 馬克。1994年激光係統的營業(ye) 額也蠓鵲腦齔ぃ瓿閃?860個(ge) 係統的生產(chan) 額，價(jia) 值為(wei) 2.35億(yi) 馬克，台數增長率為(wei) 51%，銷售額增長率為(wei) 17%。與(yu) 此同時，還簽訂了937個(ge) 係統合同，價(jia) 值2.49億(yi) 馬克（台數增長率58%，產(chan) 值增長率18%），這些合同與(yu) 1995年預測的生產(chan) 額接近。
　　在激光光源方麵CO2占42%，Nd:YAG占35%；在激光係統方麵CO2激光加工係統占56%，YAG 激光加工係統占40%，CO2激光加工係統Trumpf公司是自行配套，而Rofin-Sinar公司則與(yu) 格瑞斯海姆有限公司合作配套，已形成 Lascontur係列激光加工機。出口部分的增長表明，在國際上德國企業(ye) 有強大的競爭(zheng) 能力，德國激光工業(ye) 目前仍處於(yu) 上升階段。
　　在完成1987-1992年BMFT“激光研究與(yu) 激光技術”資助計劃後，1993年德國又提出了“激光2000”新的資助計劃。
　　戰略目標是：
　　* 開創21世紀激光技術領域科學技術基礎。
　　* 支持革新激光技術，以保持和加強激光器生產(chan) 與(yu) 激光工業(ye) 應用在國際上的競爭(zheng) 能力。
　　* 消除激光應用中的科學技術障礙。