光

　　光分为人造光和自然光.我们之所以能够看到客观世界中斑驳陆离、瞬息万变的景象,是因为眼睛接收物体发射、反射或散射的光.光与人类生活和社会实践有着密切的关系.

　　严格地说,光是人类眼睛所能观察到的一种辐射.由实验证明光就是电磁辐射,这部分电磁波的波长范围约在红光的0.77微米到紫光的0.39微米之间.波长在0.77微米以上到1000微米左右的电磁波称为“红外线”.在0.39微米以下到0.04微米左右的称“紫外线”.红外线和紫外线不能引起视觉,但可以用光学仪器或摄影方法去量度和探测这种发光物体的存在.所以在光学中光的概念也可以延伸到红外线和紫外线领域,甚至X射线均被认为是光,而可见光的光谱只是电磁光谱中的一部分.

　　光具有波粒二象性,即既可把光看作是一种频率很高的电磁波（1012~1015赫兹）,也可把光看成是一个粒子,即光量子,简称光子.

　　光是地球生命的来源之一.

　　光是人类生活的依据.光是人类认识外部世界的工具.光是信息的理想载体或传播媒质.

　　据统计,人类感官收到外部世界的总信息中,至少90％以上通过眼睛……

　　光就其本质而言是一种电磁波,覆盖着电磁频谱一个相当宽（从X射线到远红外）的范围,只是波长比普通无线电波更短.人类肉眼所能看到的可见光只是整个电磁波谱的一部分.

　　当一束光投射到物体上时,会发生反射、折射、干涉以及衍射等现象.

　　光波,包括红外线,它们的波长比微波更短,频率更高,因此,从电通信中的微波通信向光通信方向发展,是一种自然的也是一种必然的趋势.

　　普通光：一般情况下,光由许多光子组成,在荧光（普通的太阳光、灯光、烛光等）中,光子与光子之间,毫无关联,即波长不一样、相位不一样,偏振方向不一样、传播方向不一样,就象是一支无组织、无纪律的光子部队,各光子都是散兵游勇,不能做到行动一致.

　　激光——光学的新天地

　　激光光束中,所有光子都是相互关联的,即它们的频率（或波长）一致、相位一致、偏振方向一致、传播方向一致.激光就好像是一支纪律严明的光子部队,行动一致,因而有着极强的战斗力.这就是为什么许多事情激光能做,而阳光、灯光、烛光不能做的主要原因.

　　一、激光技术应用简介

　　激光加工技术是利用激光束与物质相互作用的特性对材料(包括金属与非金属)进行切割、焊接、表面处理、打孔、微加工以及做为光源,识别物体等的一门技术,传统应用最大的领域为激光加工技术.激光技术是涉及到光、机、电、材料及检测等多门学科的一门综合技术,传统上看,它的研究范围一般可分为：

　　1.激光加工系统.包括激光器、导光系统、加工机床、控制系统及检测系统.

　　2.激光加工工艺.包括切割、焊接、表面处理、打孔、打标、划线、微调等各种加工工艺.

　　激光焊接：汽车车身厚薄板、汽车零件、锂电池、心脏起搏器、密封继电器等密封器件以及各种不允许焊接污染和变形的器件.目前使用的激光器有YAG激光器,CO2激光器和半导体泵浦激光器.

　　激光切割：汽车行业、计算机、电气机壳、木刀模业、各种金属零件和特殊材料的切割、圆形锯片、压克力、弹簧垫片、2mm以下的电子机件用铜板、一些金属网板、钢管、镀锡铁板、镀亚铅钢板、磷青铜、电木板、薄铝合金、石英玻璃、硅橡胶、1mm以下氧化铝陶瓷片、航天工业使用的钛合金等等.使用激光器有YAG激光器和CO2激光器.

　　激光打标：在各种材料和几乎所有行业均得到广泛应用,目前使用的激光器有YAG激光器、CO2激光器和半导体泵浦激光器.

　　激光打孔：激光打孔主要应用在航空航天、汽车制造、电子仪表、化工等行业.激光打孔的迅速发展,主要体现在打孔用YAG激光器的平均输出功率已由5年前的400w提高到了800w至1000w.国内目前比较成熟的激光打孔的应用是在人造金刚石和天然金刚石拉丝模的生产及钟表和仪表的宝石轴承、飞机叶片、多层印刷线路板等行业的生产中.目前使用的激光器多以YAG激光器、CO2激光器为主,也有一些准分子激光器、同位素激光器和半导体泵浦激光器.

　　激光热处理：在汽车工业中应用广泛,如缸套、曲轴、活塞环、换向器、齿轮等零部件的热处理,同时在航空航天、机床行业和其它机械行业也应用广泛.我国的激光热处理应用远比国外广泛得多.目前使用的激光器多以YAG激光器,CO2激光器为主.

　　激光快速成型：将激光加工技术和计算机数控技术及柔性制造技术相结合而形成.多用于模具和模型行业.目前使用的激光器多以YAG激光器、CO2激光器为主.

　　激光涂敷：在航空航天、模具及机电行业应用广泛.目前使用的激光器多以大功率YAG激光器、CO2激光器为主.

　　二、激光加工技术及产业发展研究开发的重点

　　目前激光加工技术及产业发展研究开发的重点可归纳为：

　　(1)新一代工业激光器研究,目前处在技术上的更新时期,其标志是二极管泵浦全固态激光器的发展及应用.

　　(2)激光微细加工的应用研究.

　　(3)激光加工用大功率CO2和固体激光器及准分子激光器的机型研究,开发和研制专用配套的激光加工机床,提高激光器产品在生产线上稳定运行的周期.

　　(4)加工系统智能化,系统集成不仅是加工本身,而是带有实时检测、反馈处理,随着专家系统的建立,加工系统智能化已成为必然的发展趋势.

　　(5)建立激光加工设备参数的检测手段,并进行方法研究.

　　(6)激光切割技术研究.对现有的激光切割系统进行二次开发和产业化,提供性能好、价格便宜的2-3轴数控CO2切割机,并开展相应的切割工艺的研究,使该工艺广泛用于材料加工、汽车、航天及造船等领域.为此应着重在激光器外围装置,如：导光系统、过程监测和控制、喷咀、浮动装置的设计和研制以及CAD/CAM等方面开展工作.

　　(7)激光焊接技术研究.开展激光焊接工艺及材料、焊接工艺对设备要求及焊接过程参数监测和控制技术研究,从而掌握普通钢材、有色金属及特殊钢材的焊接工艺.

　　(8)激光表面处理技术研究.开展CAD/CAM技术、激光表面处理工艺、材料性能及激光表面处理工艺参数监测和控制研究,使激光表面处理工艺能较大幅度地应用于生产.

　　(9)激光加工光束质量及加工外围装置研究.研究各种激光加工工艺对激光光束的质量要求、激光光束和加工质量监控技术,光学系统及加工头设计和研制.

　　(10)开展激光加工工艺技术研究,重点是材料表面改性和热处理方面的研究和推广应用；开展激光快速成形技术的应用研究,拓宽激光应用领域.

　　三、激光技术是光电技术及产业的基础,将取代和推动传统电子信息产业

　　21世纪知识经济占主导地位,大力发展高新技术是迎接知识经济时代到来