激光技術(shù)的應(yīng)用研究
(作者未知) 2008/12/13
(接上頁(yè))時(shí)間。如果使用激光雕刻則不同, 因?yàn)樗抢酶吣芰棵芏鹊募す鈱?duì)工件進(jìn)行局部照射,使表層材料氣化或發(fā)生顏色變化的化學(xué)反應(yīng),從而留下永久性標(biāo)記的一種雕刻方法。它根本就沒(méi)有和材料接觸, 材料硬或者柔軟, 并不妨礙 "雕刻" 的速度。所以激光雕刻技術(shù)是激光加工最大的應(yīng)用領(lǐng)域之一。 用這種雕刻刀作雕刻不管在堅(jiān)硬的材料, 或者是在柔軟的材料上雕刻, 刻劃的速度一樣。倘若與計(jì)算機(jī)相配合, 控制激光束移動(dòng), 雕刻工作還可以自動(dòng)化。把要雕刻的圖案放在光電掃描儀上, 掃描儀輸出的訊號(hào)經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)處理后, 用來(lái)控制激光束的動(dòng)作, 就可以自動(dòng)地在木板上, 玻璃上, 皮革上按照我們的圖樣雕刻出來(lái)。同時(shí), 聚焦起來(lái)的激光束很細(xì), 相當(dāng)于非常靈巧的雕刻刀, 雕刻的線條細(xì), 圖案上的細(xì)節(jié)也能夠給雕刻出來(lái)。激光雕刻可以打出各種文字、符號(hào)和圖案等,字符大小可以從毫米到微米量級(jí),這對(duì)產(chǎn)品的防偽有特殊的意義。激光雕刻是近年巳發(fā)展至可實(shí)現(xiàn)亞微米雕刻,已廣泛用于微電子工業(yè)和生物工程。
激光打孔:在組件上開(kāi)個(gè)小孔是件很常見(jiàn)的事。但是, 如果要求在堅(jiān)硬的材料上, 例如在硬質(zhì)合金上打大量0.1毫米到幾微米直徑的小孔。用普通的機(jī)械加工工具恐怕是不容易辦到, 即使能夠做到, 加工成本也會(huì)很高。 激光有很好的同調(diào)性, 用光學(xué)系統(tǒng)可以把它聚焦成直徑很微少的光點(diǎn)(小于一微米), 這相當(dāng)于用來(lái)鉆孔的 "微型鉆頭"。其次, 激光的亮度很高, 在聚焦的焦點(diǎn)上的激光能量密度(平均每平方米面積上的能量)會(huì)很高, 普通一臺(tái)激光器輸出的激光, 產(chǎn)生的能量就可以高達(dá)109 焦耳/厘米2, 足以讓材料熔化并氣化, 在材料上留下一個(gè)小孔, 就像是鉆頭鉆出來(lái)的。但是,激光鉆出的孔是圓錐形的,而不是機(jī)械鉆孔的圓柱形,這在有些地方是很不方便的。
激光蝕刻:激光蝕刻技術(shù)比傳統(tǒng)的化學(xué)蝕刻技術(shù)工藝簡(jiǎn)單、可大幅度降低生產(chǎn)成本,可加工0.125~1微米寬的線,非常適合于超大規(guī)模集成電路的制造。
2.激光技術(shù)在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用
醫(yī)學(xué)是應(yīng)用激光技術(shù)最早、最廣泛和最活躍的一門邊緣學(xué)科。1960年世界上第一臺(tái)紅寶石激光器研制成功,次年紅寶石激光視網(wǎng)膜凝固機(jī)在眼科獲得首次應(yīng)用。到目前為止,臨床上使用的激光醫(yī)療設(shè)備已有幾十個(gè)品種,包含了自紫外至可見(jiàn)光和紅外的各種波長(zhǎng),包含了連續(xù)、脈沖、巨脈沖、超脈沖等各種輸出方式。
從目前激光治療設(shè)備在臨床應(yīng)用的角度可將其分為如下幾大類:眼科激光治療設(shè)備、外科激光手術(shù)設(shè)備、用于美容目的的皮膚病激光治療設(shè)備、光動(dòng)力療法激光治療設(shè)備、口腔激光設(shè)備和激光理療儀器等等。
3.激光技術(shù)在軍事上的應(yīng)用
激光武器有它的獨(dú)特性,令它被廣泛應(yīng)用于防空,反坦克,轟炸機(jī)自衛(wèi)等軍事用途.激光之所以能成為威力強(qiáng)大的武器,是因?yàn)樗腥齻(gè)層次的破壞能力:
1.燒蝕效應(yīng) 跟激光熱加工原理一樣,當(dāng)高能激光束射到目標(biāo)時(shí),激光的能量會(huì)被目標(biāo)的材料吸收,轉(zhuǎn)化為熱能.這些熱能足以令目標(biāo)部分或完全穿孔,斷裂,熔化,蒸發(fā),甚至產(chǎn)生爆炸.
2.激波效應(yīng) 如目標(biāo)材料被氣化,目標(biāo)材料會(huì)在極短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生反沖作用,形成壓縮波使材料表面層裂碎開(kāi),碎片向外飛時(shí)造成進(jìn)一步破壞.
3.輻射效應(yīng) 目標(biāo)材料氣化的同時(shí)會(huì)形成等離子體云,能產(chǎn)生輻射紫外線及X光線,使目標(biāo)內(nèi)部的電子零件被破壞。
激光武器的優(yōu)點(diǎn)有:無(wú)需進(jìn)行彈道計(jì)算;無(wú)后坐力;操作簡(jiǎn)便,機(jī)動(dòng)靈活,使用范圍廣;無(wú)放射性污染,效費(fèi)比高。
激光測(cè)距儀是激光在軍事上應(yīng)用的起點(diǎn),將其應(yīng)用到火炮系統(tǒng),大大提高了火炮射擊精度。激光雷達(dá)相比于無(wú)線電雷達(dá),由于激光發(fā)散角小,方向性好,因此其測(cè)量精度大幅度提高:由于同樣的原因,激光雷達(dá)不存在"盲區(qū)",因此尤其適宜于對(duì)導(dǎo)彈初始階段的跟蹤測(cè)量。此外還有精確的激光制導(dǎo)武器,激光致盲武器,它們?cè)诂F(xiàn)代高技術(shù)戰(zhàn)爭(zhēng)中扮演著及其重要的角色。
此外激光技術(shù)還被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè),通信,計(jì)算機(jī),空間技術(shù)等領(lǐng)域。
三.激光技術(shù)的應(yīng)用前景
目前全球業(yè)界公認(rèn)的發(fā)展最快的、應(yīng)用日趨廣泛的最重要的高新技術(shù)就是光電技術(shù),他必將成為21世紀(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)。而在光電技術(shù)中,其基礎(chǔ)技術(shù)之一就是激光技術(shù)?茖W(xué)界預(yù)測(cè),到2010年,以光電信息技術(shù)為主導(dǎo)的信息產(chǎn)業(yè)將形成5萬(wàn)億美元的產(chǎn)業(yè)規(guī)模,到2010年至2015年,光電產(chǎn)業(yè)可能會(huì)取代傳統(tǒng)電子產(chǎn)業(yè)。光電技術(shù)將繼微電子技術(shù)之后再次推動(dòng)人類科學(xué)技術(shù)的革命和進(jìn)步。
激光技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將支撐并推進(jìn)高速、寬帶、海量的光通信以及網(wǎng)絡(luò)通信,并將引發(fā)一場(chǎng)照明技術(shù)革命,小巧、可靠、壽命長(zhǎng)、節(jié)能半導(dǎo)體(LED)將主導(dǎo)市場(chǎng),此外將推出品種繁多的光電子消費(fèi)(未完,下一頁(yè))
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