近年來，激光焊和激光切割加工在工業(ye) 應用中的比例迅速增長。例如，自動化工業(ye) 中鋼板的生產(chan) 、鍍鋅汽車車體(ti) 的焊接以及鋁合金汽車部件的焊接。不管是哪種加工類型，都存在一個(ge) 缺點，那就是會(hui) 產(chan) 生一定量的廢品。尤其是對於(yu) 鋁合金，廢品率較高。與(yu) 此同時，激光光源及加工係統每年以超20%的速度增長，且三分之二的激光器都用於(yu) 材料的加工。不久的將來，在金屬加工工業(ye) ，尤其是自動化工業(ye) 生產(chan) 中，越來越多的激光器將會(hui) 與(yu) 生產(chan) 相結合起來，形成一個(ge) 龐大的激光加工市場。

在現代生產(chan) 策略中，對產(chan) 品質量的控製更多的是通過安全的控製監測技術，而不是對有缺陷的產(chan) 品進行後處理。而在激光加工中，對加工零部件的高質量要求隻能通過在線監測生產(chan) 過程以及控製生產(chan) 部件的特殊特征來保證。在線監測係統在檢測到異常情況時就會(hui) 馬上停止加工過程或者將產(chan) 品標記為(wei) 有缺陷的產(chan) 品，而閉環控製係統通過合適的反饋行為(wei) 對質量下降進行補償(chang) ，從(cong) 而使得加工過程能夠繼續進行。一般來說，閉環控製要比在線監測難度更大，這是因為(wei) 它暗含了過程輸入輸出特性的知識。人們(men) 必須清楚地知道如何改變輸入參數來獲得想要的輸出結果。

要實現可靠的在線監測，監測係統必須能夠對激光與(yu) 材料作用區和鄰近區域的實時條件進行準確的反映。這就意味著監測過程必須是無接觸的操作，保證不對加工過程產(chan) 生幹擾。

激光焊接中，激光-材料相互作用區不同的物理效應能夠發射出各種可用於(yu) 檢測的信息。這些信息包括：

1、由等離子體(ti) 產(chan) 生的很大波長範圍內(nei) 的電磁輻射（紫外輻射UV，可見光和近紅外波長）；

2、熔池材料的輻射（可見光、近紅外、和紅外）；

3、反射的激光輻射（近紅外）

4、由於(yu) 材料的蒸發、加熱和膨脹，環境氣體(ti) 的不穩定所產(chan) 生的聲波；

5、由於(yu) 加熱（導致膨脹和微觀組織的變化），蒸汽反衝(chong) 壓力，和其他可能影響焊接材料的不穩定應變所產(chan) 生的聲波；

6、由自帶電荷的移動所產(chan) 生的電流，或被焊材料及近等離子體(ti) 區導電材料上電荷的堆積。

由於(yu) 所有這些信息都取決(jue) 於(yu) 激光-材料作用區所發生的物理現象，因此他們(men) 的特性（如隨時間變化的幅值、空間分布等）與(yu) 最終的焊縫質量之間就會(hui) 存在直接或間接的關(guan) 係。目前絕大部分的激光焊接監測係統都是對這些信號的能量進行測量和特征化，從(cong) 而迅速的反映焊接的質量。

激光焊接在線監測係統示意圖