在我们的生活中,激光技术到底有多神奇?

在我们的生活中,激光技术到底有多神奇?,第1张

 激光技术在各个行业的应用可谓是无处不见:激光打标、激光焊接 、激光切割。 激光打标主要就是在五金产品上打型号和logo。现在人们的生活档次越来越高对美的追求也越来越高。我们日常生活中用到的一些五金产品,例如菜刀、勺子、不锈钢盆、水龙头等,这些与我们生活息息相关的产品,都在使用激光打标技术。激光技术的应用使它们的加工工艺越来越完美,给我们的生活带来了很多美的享受。

  激光焊接就是把两个原本不在一起的东西经过一定的工艺使他们成为一体。最常见的就是我们平时烧水用的水壶,壶嘴与壶身之间就是应用了焊接技术。 最为精密的焊接当属首饰焊接机,它能完美的完成项链、耳钉等非常小的高档次物品的焊接。要想保证焊缝的精密程度和美观程度,激光焊接机成为了很多企业一致 的选择。

  激光切割和激光焊接是相辅相成的。我们在焊接某些产品时,这些材料的来源大多都是由激光切割加工出来的。

  激光技术拥有高质量的切割、焊接功能,实现了完美的打标效果,大大提升了产品的档次,而且操作起来简单易学,使用过程安全、高效、无污染。对于高档次的五金产品更是有着不可替代的优势。

  如果大家留心观察你周围的事物,你会发现激光打标无处不在,激光焊接无处不在,激光切割无处不在。激光作为一种神奇的光,已经和我的生活分不开啦,就像阳光一样。

激光应用很广泛,有激光打标、激光焊接、激光切割、光纤通信、激光测距、激光雷达、激光武器、激光唱片、激光矫视、激光美容、激光扫描、激光灭蚊器、LIF无损检测技术等等。用途:

1、激光在医学上的应用主要分三类:激光生命科学研究、激光诊断、激光治疗,其中激光治疗又分为:激光手术治疗、弱激光生物刺激作用的非手术治疗和激光的光动力治疗。

2、激光武器是一种利用定向发射的激光束直接毁伤目标或使之失效的定向能武器。根据作战用途的不同,激光武器可分为战术激光武器和战略激光武器两大类。

3、激光通信,是激光在大气空间传输的一种通信方式。激光大气通信的发送设备主要由激光器(光源)、光调制器、光学发射天线(透镜)等组成;接收设备主要由光学接收天线、光检测器等组成。

4、激光在工业上,也应用极为广泛,因为激光在激光束聚焦在材料表面的时候能够使材料熔化,使激光束与材料沿一定轨迹作相对运动,从而形成一定形状的切缝。

扩展资料:

激光的理论基础起源于物理学家爱因斯坦,1917年爱因斯坦提出了一套全新的技术理论‘光与物质相互作用’。

这一理论是说在组成物质的原子中,有不同数量的粒子(电子)分布在不同的能级上,在高能级上的粒子受到某种光子的激发,会从高能级跳到(跃迁)到低能级上,这时将会辐射出与激发它的光相同性质的光,而且在某种状态下,能出现一个弱光激发出一个强光的现象。

激光有很多特性:首先,激光是单色的,或者说是单频的。有一些激光器可以同时产生不同频率的激光,但是这些激光是互相隔离的,使用时也是分开的。

其次,激光是相干光。相干光的特征是其所有的光波都是同步的,整束光就好像一个“波列”。再次,激光是高度集中的,也就是说它要走很长的一段距离才会出现分散或者收敛的现象。

——激光

激光手术的优缺点

 激光手术的优缺点,日常生活中,我们常常会遇到各种小疾病,因此也需要我们在日常生活中多了解一些急救的小知识,这样能够让我们在受伤后能够及时的治疗。下面分享激光手术的优缺点。

激光手术的优缺点1

  激光手术的利弊

 随着科学技术的发展,激光手术治疗近视越来越成熟,所以生活中很多人使用激光治疗近视,这是一种非常常见的治疗近视的方法。主要优点是视力恢复快,对以后生活影响小,比戴眼镜好看。

 但主要缺点是可能会引起一些手术并发症,比如术后不注意卫生,容易出现细菌感染,术后不注意眼部卫生,容易复发。 激光治疗近视在临床上越来越普遍。主要用于18岁以后度数在300—1200百度之间的近视。

 主要原理是去除角膜厚度,从而改变眼睛的屈光度。手术时,需要在角膜表面制作带蒂角膜瓣,在角膜瓣下方可摘除凸透镜角膜,使眼睛矫正视力达到正常。

 手术只能改变眼睛目前的近视程度,但不能控制度数的持续增长。建议术后及时缩小眼睛,养成良好的眼部习惯,防止近视度数继续增高。术后也要避免剧烈运动,以免角膜瓣移位。

 近视激光手术能有效矫正视力,恢复清晰视力。激光手术前检查很重要,没有后遗症和副作用。近视激光手术的安全性也很高,通过检查可以知道眼睛的所有情况。

 如果没有其他眼病和后遗症的可能,可以确认近视激光手术的条件,手术可以安全进行,术后基本恢复术前最佳矫正视力。 激光近视术后的缺点是干眼症普遍存在。

 由于手术破坏了眼表的泪膜,改变了眼表的微环境,导致手术后干眼,屈光回退,部分患者会随着手术时间的延长导致术后视力再次下降,验光后再次出现近视,称为屈光回退;术后眩光,尤其是夜间,发生在夜间瞳孔自然放大时。

 瞳孔放大的边缘与切下的角膜边缘重叠时,会出现术后眩光,严重影响患者夜间视力,需要患者注意。

激光手术的优缺点2

 激光手术在整形科一般指的是皮肤激光,属于微创手术之一,操作起来比较简单,且恢复也相对较快,可改善面部出现长斑或者是色素沉着现象,但操作次数比较多,且容易复发。

 1、利:利用光热的效应原理产生一定的温度,直接作用在皮下组织,能够将斑点粉碎成细小的颗粒或者液化,被周围的巨噬细胞吞噬,达到去除斑点的目的,操作简单方便,对皮肤的损伤比较小,短时间内可以恢复,以减少对皮肤的损伤,避免出现瘢痕;

 2、弊:由于操作比较频繁,需要多次治疗才可以达到良好的效果,若护理措施不当,容易出现复发的现象。在治疗后要做好防晒护理,外出时使用遮阳伞或遮阳帽,在室内和室外均需使用防晒霜,减少紫外线的刺激。

 此外,还要做好皮肤的清洁和卫生,避免抓挠或者揉搓,饮食上多吃一些维生素C比较丰富的食物,比如胡萝卜、西红柿、橙子等,还要保持规律的作息,避免经常熬夜。

 一般情况下,眼部的激光手术可以很好的来帮助患者矫正自己的视力,特别是对于视力下降明显的患者来说是比较好的。但是也有一定的弊端,比如说可能会导致后期再次复发的情况。

 其次就是可能会损伤眼部的其他组织,甚至给眼睛造成不可逆的损伤。这时则建议患者一定要予以重视,及时的到医院进行详细的相关咨询,这样则可以很好地避免这些不良并发症的发生。建议及时到正规医院的整形科就诊。

  飞秒激光手术的优缺点

 飞秒激光手术是治疗近视眼手术的一种主要手段,目前是全国甚至全球的一个主流术式。飞秒激光治疗近视眼的`手术的好处,我想在这儿大家都知道,它主要是矫正近视,使我们近视眼的患者摘掉眼镜,它的坏处是什么呢?

 我们知道飞秒激光手术以后,目前来说大多数患者都是非常顺利的,就是没有什么并发症,但是会有少数人会经历一些,比如手术以后会出现眼干或者是角膜知觉减退,还有一些,比如说切削偏中心以后引起的眩光,还有一些感染或者是其他情况,当然发生几率非常低。

 但是即使是99%的人都是安全的,还有1%的人有可能会面临并发症的问题,所以在手术前,我们要充分的了解飞秒激光的好处和并发症,然后做出正确的选择。

激光手术的优缺点3

 近视全激光手术的优点是:不需要制作角膜瓣,可以避免角膜相关并发症,手术安全可靠,由于智能手术采用表面切割,保留了角膜的稳定性,术后矫正了球差、精神失常等问题;

 缺点是可能存在角膜混浊的风险。同时,患者在手术后花很长时间服用药物,在日常生活中应合理使用眼睛,不要长时间看手机或玩电子游戏。一定要去正规的眼科医院治疗。

  关于做激光近视手术的优点是什么?

  做激光近视手术的“利”

 做激光近视手术,可以比较安全、快捷、方便地恢复视力,轻松摘掉眼镜。避免近视带来的一些列不便以及引起身体其他部位的病变。

  准确性高

 精密计算机及雷射仪器控制矫正度数,一般误差约在±50度以内。

  安全性高

 仅在角膜前部间质手术,无角膜外皮及内皮细胞伤害,手术后角膜无结疤组织遗留,角膜混浊的机率小。

  稳定性高

 术后角膜间质愈合快速,术后度数变动轻微,稳定性良好。

  手术时间短

 仅需眼部点药局部麻醉,角膜瓣切开手术过程,约需10秒/单眼;雷射矫正度数约需30秒/单眼(依矫正度数之程度而异),术后视力即刻改善并可返家。

  舒适性高

 术后无角膜上皮细胞缺损及角膜炎等疼痛及畏光之不适症状。 享受尖端科技的成果 VISX准分子雷射结合了最精良的计算机程序,能够依个别患者准确地控制雷射矫正视力。

 矫正范围更涵盖近视、散光及远视。多年来,全球已有数百万人,因接受准分子雷射矫正术而获得清晰的视力。

激光又称镭射,英文叫“laser”,是“light

amplification

by

stimu

iatad

emission

of

radiation”的缩写,意为“受激发射的辐射光放大”,激光的英文全名已完全表达了制造激光的主要过程。1964年按照我国著名科学家钱学森建议将“光受激发射”改称“激光”。

激光是20世纪以来,继原子能、计算机、半导体之后,人类的又一重大发明。它的原理早在

1917

年已被著名的物理学家爱因斯坦发现,但要直到

1958

年激光才被首次成功制造。激光是在有理论准备和生产实践

迫切需要的背景下应运而生的,它一问世,就获得了异乎寻常的飞快发展,激光的发展不仅使古老的光学科学和光学技术获得了新生,而且导致整个一门新兴产业的

出现。激光可使人们有效地利用前所未有的先进方法和手段,去获得空前的效益和成果,从而促进了生产力的发展。

那么,激光到底是什么呢?还是让我们来对此认识一番吧!激光虽带有“光”字,然而,它却和普通的光截然不同。那么,激光和普通光到底有什么不同呢?

第一,激光是一种颜色最单纯的光。太阳光和电灯光看起来似乎是白色的,但当让它通过一块三棱镜的时候,就可以看到红、橙、黄、绿、蓝、青、紫七种颜色的光,其实,还含有我们看不见的红外光和紫外光。激光的颜色非常单纯,而且只向着一个方向发光,亮度极高。

第二,激光的方向性好。在发射方向的空间内光能量高度集中,所以激光的亮度比普通光的亮度高千万倍,甚至亿

万倍。而且,由于激光可以控制,使光能量不仅在空间上高度集中,同时在时间上也高度集中,因而可以在一瞬间产生出巨大的光热,成为无坚不摧的强大光束。平

时,我们见到的灯光,都是向四面八方发光,就好像**院散场后,大家前前后后地向着四面八方以不同步伐走出来。打开室内的电灯,整个房间都照亮了。又如,

打开手电筒,在发出的部位,直径不过3~5厘米,待射到几米之外后,就扩展成一个很大的光圈。这说明,光在传播中发散了。

然而,激光却不同,它是大量原子由于受激辐射所产生的发光行为。激光在传播中始终像一条笔直的细线,发散

的角度极小,一束激光射到38万千米外的月球上,光圈的直径充其量只有2千米左右。就好比**院散场后,大家排着队朝着一个方向,迈着相同大小的步伐,随

着“一、二、一”的口令,整整齐齐地前进。

第三,激光亮度最高。太阳是人类共有的自然光源,整个世界沐浴在明亮的阳光之下。太阳表面的亮度比蜡烛大30万倍,比白炽灯大几百倍。激光的出现,更是光源亮度上的一次惊人的飞跃。

一台普通的激光器的输出亮度,比太阳表面的亮度大10亿倍。从地球照到月亮上在反射回来也不成问题。可见激光是当今世界上高亮度的光源。

第四,激光还可以具有很大的能量,用它可以容易地在钢板上打洞或切割。在工业生产中,利用激光高亮度特点已

成功地进行了激光打孔、切割和焊接。在医学上、利用激光的高能量可使剥离视网膜凝结和进行外科手术。在测绘方面,可以进行地球到月球之间距离的测量和卫星

大地测量。在军事领域,激光能量提高,可以制成摧毁敌机和导弹的光武器。

激光

laser light

基于受激辐射光放大原理产生的相干辐射。激光具有如下特点:①定向性好。激光的发散立体角极小,一般在10-5~10-8 球面度范围内 。激光的高度定向性意味着激光能量集中在很窄的光束中。②亮度高。普通光源的亮度很低,太阳的亮度约为103 瓦/(厘米2·球面度),而大功率激光器的亮度高达1010~1017瓦/(厘米2·球面度 )。③单色性好。激光的单色性通常用v/Δv 来表征,v 为激光谱线中心的频率,Δv为谱线频宽,较好的激光器 v/Δv可达1010~1013。单色性好亦即时间相干性好。④空间相干性好。普通光源的空间相干性很差,光程差为波长的数千倍时,已不出现干涉现象;而激光几乎整个波场空间都是相干的。

激光装置发出的激光

利用激光的定向性好和高亮度,在测距、雷达、光纤通信、医学、机械加工(焊接、切割、钻孔等)、导弹制导和核聚变试验等方面广泛应用。激光的高强度使光谱学取得了突破性进展,开拓了新的研究领域;激光引起的非线性效应开创了非线性光学这一新领域。激光的极好的单色性为精密测量长度提供了十分有利的光源。可利用单色性好发展了光波的拍频技术,可测量极缓慢的速度(约 1微米/ 秒)和角速度(约10-1弧度 /秒)。具有良好相干性的激光出现后 ,全息术得以进入实用阶段并迅速应用于各个领域。在相干光信息处理领域,激光器已成为必不可少的光源。

激光材料

laser material

把各种泵浦(电、光、射线)能量转换成激光的材料 。激光器的工作物质。激光材料主要是凝聚态物质,以固体激光物质为主。固体激光材料分为两类。一类是以电激励为主的半导体激光材料,一般采用异质结构,由半导体薄膜组成,用外延方法和气相沉积方法制得。根据激光波长的不同,采用不同掺杂半导体材料 。通常在可见光区域 ,以族化合物半导体为主;在近红外区域,以族化合物半导体为主;在中红外区域以Ⅳ-Ⅵ 族化合物半导体为主 。另一类是通过分立发光中心吸收光泵能量后转换成激光输出的发光材料。这类材料以固体电介质为基质,分为晶体和非晶态玻璃两种。激光晶体中的激活离子处于有序结构的晶格中,玻璃中的激活离子处于无序结构的网络中。常用的这类激光材料以氧化物和氟化物为主,如硅酸盐玻璃、磷酸盐玻璃、氟化物玻璃、氧化铝晶体、钇铝石榴石晶体、氟化钇锂等。氧化物材料具有良好的物理性质,如高的硬度、机械强度和良好的化学稳定性;氟化物材料具有低的声子频率、宽的光谱透过范围和高的发光量子效率。

激光测距

laser distance measuring

以激光器作为光源进行测距。根据激光工作的方式分为连续激光器和脉冲激光器。氦氖、氩离子、氪镉等气体激光器工作于连续输出状态,用于相位式激光测距;双异质砷化镓半导体激光器,用于红外测距;红宝石、钕玻璃等固体激光器,用于脉冲式激光测距。激光测距仪由于激光的单色性好、方向性强等特点,加上电子线路半导体化集成化,与光电测距仪相比,不仅可以日夜作业、而且能提高测距精度 ,显著减少重量和功耗,使测量到人造地球卫星、月球等远目标的距离变成现实。

激光唱片

laser disc

用激光刻录方法记录音频信号的圆形薄片载音体。激光数字唱片又称致密唱片和小型唱片。激光录放音是20世纪70年代末期唱片向数字化方向发展的成果。激光数字唱片直径120毫米,单面录音,可放唱1小时立体声节目,动态范围为90分贝。这种记录密度极高的声迹是由激光束按信号编码刻录的小坑和坑间平面组成的。它们分别代表二进制的 0和 1。唱片在重放时,用激光束扫描拾取二进制数码,整个放音设备采用十分精密的伺服控制系统来保证循迹良好。激光唱片已可擦除旧信号重新记录。由于激光唱片的记录密度大,重放音质好,体积小、易保存等优点,它正逐步取代普通唱片和磁带成为未来音频信号的主要载体。

激光地球动力学卫星

Laser Geodynamic Satellite

美国发射的激光测地卫星 。英文缩写是 Lageos 。它的主要任务是验证与地震有关的一些课题:测定地球板块运动;测量地球自转和极移;考察地震发生机制;观测陆潮与地球的关系;配合1975年4 月10 日发射的海洋地球动力学实验卫星3号(840千米高度的近圆轨道,倾角11496° ) ,为评定大陆漂移学说提供资料。卫星于1976年5月4日发射,作为精确测地的恒定参考点。它长期保持在高度约5800千米、倾角110°、周期2254分钟的较为稳定的轨道上,对引起地震的微小地壳运动进行测量。卫星为铝制球形体,直径 06 米 ,重410千克。卫星表面装有426块激光反射镜,用以反射从地球站发射的激光束。有10多个国家参加全球动力学观测研究。多地震国家已相继建立起激光跟踪站 ,初期测距精度约为 5厘米,1980年提高到2厘米,时间测量精度达 10-8~10-9秒 。用于地球站的 激光器是钕 钇铝石榴石晶体 , 激光脉冲宽度02 毫微秒 。地球站对卫星的仰角超过20°时即可获得数据,卫星过顶时可获得最佳数据,处于低仰角时测量受大气干扰较严重。卫星测量证明,美国主要地震带加利福尼亚州圣安德烈斯断层的位移比历史记录的活动期约快50%。利用卫星观测的结果将能逐步建立全球精确的地震模型和绘制全球地震图。

激光告警器

laser warning equipment

设置在坦克、舰艇、飞机等武器装备上,用于探测、报知敌方激光武器、激光制导武器、激光雷达 、激光测距机等的被动侦察装备。又称激光报警器。20世纪70年代初开始研制,尚处在实验阶段。仅有少数型号装备部队 ,如美国装备于直升机上的AN/AVR-2型激光告警器 。激光告警器通常由扫描天线、激光监别器、探测器、放大器、微处理机、指令控制器、报警显示器等组成。它是根据激光的相干特性,在激光束变成电信号之前加激光鉴别器,以鉴别信号是否由激光源发出的,再根据干涉条纹分布和出现的时间,确定激光的波长、脉宽、光强等参数,然后经放大器送入微处理机进行分析和处理。最后,一路以声、光形式发出报警信号;一路通知干扰对抗系统。

激光光谱

laser spectra

以激光为光源的光谱技术。与普通光源相比,激光光源具有单色性好、亮度高、方向性强和相干性强等特点,是用来研究光与物质的相互作用,从而辨认物质及其所在体系的结构、组成、状态及其变化的理想光源。激光的出现使原有的光谱技术在灵敏度和分辨率方面得到很大的改善。由于已能获得强度极高、脉冲宽度极窄的激光,对多光子过程、非线性光化学过程以及分子被激发后的弛豫过程的观察成为可能,并分别发展成为新的光谱技术。激光光谱学已成为与物理学、化学、生物学及材料科学等密切相关的研究领域。

可调(谐)激光光源实际上是一台可调谐激光器,又称波长可变激光器或调频激光器。它所发出的激光,波长可连续改变,是理想的光谱研究用光源,可调激光器的波长范围在真空紫外的1188纳米至微波的 83 毫米之间 。可调激光器分为连续波和脉冲两种,脉冲激光的单色性比一般光源好,但其线宽不能低于脉宽的倒数值,分辨率较低。用连续波激光器作光源时,分辨率可达到10-9(线宽<1兆赫)。

常见的激光光谱包括以下几种:

①吸收光谱。激光用于吸收光谱,可取代普通光源,省去单色器或分光装置。激光的强度高,足以抑制检测器的噪声干扰,激光的准直性有利于采用往复式光路设计,以增加光束通过样品池的次数。所有这些特点均可提高光谱仪的检测灵敏度。除去通过测量光束经过样品池后的衰减率的方法对样品中待测成分进行分析外,由于激光与基质作用后产生的热效应或电离效应也较易检测到,以此为基础发展而成的光声光谱分析技术和激光诱导荧光光谱分析技术已获得应用。利用激光诱导荧光、光致电离和分子束光谱技术的配合,已能有选择地检测出单个原子的存在。

②荧光光谱。高强度激光能够使吸收物种中相当数量的分子提升到激发量子态。因此极大地提高了荧光光谱的灵敏度 。 以 激光为光源的荧光光谱适用于超低浓度样品的检测,例如用氮分子激光泵浦的可调染料激光器对荧光素钠的单脉冲检测限已达到10-10摩尔/升,比用普通光源得到的最高灵敏度提高了一个数量级。

③拉曼光谱。激光使拉曼光谱获得了新生,因为激光的高强度极大地提高了包含双光子过程的拉曼光谱的灵敏度 、分辨率和实用性。为了进一步提高拉曼散射的强度,最近又研究出两种新技术,即共振拉曼光谱法和相关反斯托克斯拉曼光谱法(CARS),使灵敏度得到更大的提高,但尚未成为常规的分析方法。

④高分辨激光光谱。激光对高分辨光谱的发展起很大作用,是研究原子、分子和离子结构的有力工具,可用来研究谱线的精细和超精细分裂、塞曼和斯塔克分裂、光位移、碰撞加宽、碰撞位移等效应。

⑤时间分辨激光光谱。能输出脉冲持续时间短至纳秒或皮秒的高强度脉冲激光器,是研究光与物质相互作用时瞬态过程的有力工具 ,例如 ,测定激发态寿命以及研究气 、液、固相中原子、分子和离子的弛豫过程。

激光晶体

laser crystal

可将外界提供的能量通过光学谐振腔转化为在空间和时间上相干的具有高度平行性和单色性激光的晶体材料。是晶体激光器的工作物质。激光晶体由发光中心和基质晶体两部分组成。大部分激光晶体的发光中心由激活离子构成,激活离子部分取代基质晶体中的阳离子形成掺杂型激光晶体。激活离子成为基质晶体组分的一部分时,则构成自激活激光晶体。

激光晶体所用的激活离子主要为过渡族金属离子和三价稀土离子。过渡族金属离子的光学电子是处于外层的3d电子,在晶体中这种光学电子易受到周围晶场的直接作用,所以在不同结构类型的晶体中,其光谱特性有很大差异。三价稀土离子的4f电子受到5s和5p外层电子的屏蔽作用,使晶场对其作用减弱,但晶场的微扰作用使本来禁戒的4f电子跃迁成为可能,产生窄带的吸收和荧光谱线。所以三价稀土离子在不同晶体中的光谱不像过渡族金属离子变化那么大。

激光晶体所用的基质晶体主要有氧化物和氟化物。作为基质晶体除要求其物理化学性能稳定,易生长出光学均匀性好的大尺寸晶体,且价格便宜,但要考虑它与激活离子间的适应性,如基质阳离子与激活离子的半径、电负性和价态应尽可能接近。此外,还要考虑基质晶场对激活离子光谱的影响。对于某些具有特殊功能的基质晶体,掺入激活离子后能直接产生具有某种特性的激光,如在某些非线性晶体中,激活离子产生激光后通过基质晶体能直接转换成谐波输出。

激光雷达

laser radar

用激光器作为辐射源的雷达。激光雷达是激光技术与雷达技术相结合的产物 。由发射机 、天线 、接收机 、跟踪架及信息处理等部分组成。发射机是各种形式的激光器,如二氧化碳激光器、掺钕钇铝石榴石激光器、半导体激光器及波长可调谐的固体激光器等;天线是光学望远镜;接收机采用各种形式的光电探测器,如光电倍增管、半导体光电二极管、雪崩光电二极管、红外和可见光多元探测器件等。激光雷达采用脉冲或连续波2 种工作方式 ,探测方法分直接探测与外差探测。

激光雷达在军事上可用于对各种飞行目标轨迹的测量 。如对导弹和火箭初始段的跟踪与测量,对飞机和巡航导弹的低仰角跟踪测量 ,对 卫星的 精密定轨等 。激光雷达与红外、电视等光电设备相结合,组成地面、舰载和机载的火力控制系统,对目标进行搜索、识别、跟踪和测量。由于激光雷达可以获取目标的三维图像及速度信息,有利于识别隐身目标。激光 雷达可以对大气进行监测 ,遥 测大气中的污染和毒剂,还可测量大气的温度、湿度、风速、能见度及云层高度。

激光录像

laser recording

通过光调制器用激光束把经过编码的图像和声音信息记录到圆形薄片载体上的过程 。用音频信号对已调频的视频信号进行限幅,通过光调制器用激光束把这样的信号刻到原盘上,构成小坑列,用以记录经过调制的视频信号与音频信号。小坑在盘上呈螺旋形自内向外排列。然后用制好的原盘制造唱片的压模,唱片材料为透明聚氯乙烯塑料,为了能反射激光束,成形后蒸镀上铝层,再加上一层保护膜,最后把两张这样的唱片背靠背地胶合在一起,成为双面唱片。激光式电视唱机的氦氖激光器发出激光束,通过物镜照到唱片刻有小坑的纹迹上,小坑内蒸镀的铝层将激光束反射回来时,因衍射而产生光强度调制,进入光敏二极管后产生相应的电信号。激光电视录像技术用途广泛,不仅可以用来记录电视信号 ,还可成为具有高记录密度,便于检索的计算机系统中的一部分。激光录像的发展方向是提高记录密度 ,缩小唱片尺寸 ,使唱片能随录随放和抹去重录。

激光器

laser

能发射激光的装置。1954年制成了第一台微波量子放大器,获得了高度相干的微波束。1958年 AL肖洛和C H汤斯把微波量子放大器原理推广应用到光频范围,并指出了产生激光的方法。1960 年 T H梅曼等人制成了第一台红宝石激光器。1961年A贾文等人制成了氦氖激光器。1962年RN霍耳等人创制了砷化镓半导体激光器。以后,激光器的种类就越来越多。按工作介质分,激光器可分为气体激光器、固体激光器、半导体激光器和染料激光器 4 大类。近来还发展了自由电子激光器,其工作介质是在周期性磁场中运动的高速电子束 ,激光波长可覆盖从微波到X射线的广阔波段 。按工作方式分,有连续式、脉冲式、调 Q 和超短脉冲式等几类。大功率激光器通常都是脉冲式输出。各种不同种类的激光器所发射的激光波长已达 数 千 种 , 最长的波长为微波波段的07毫米,最短波长为远紫外区的 210埃,X射线波段的激光器也正在研究中。

除自由电子激光器外,各种激光器的基本工作原理均相同,装置的必不可少的组成部分包括激励(或抽运 )、具有亚稳态能级的工作介质和谐振腔( 见光学谐振腔) 3 部分。激励是工作介质吸收外来能量后激发到激发态,为实现并维持粒子数反转创造条件。激励方式有光学激励、电激励、化学激励和核能激励等。工作介质具有亚稳能级是使受激辐射占主导地位,从而实现光放大。谐振腔可使腔内的光子有一致的频率、相位和运行方向,从而使激光具有良好的定向性和相干性。

激光诱导化学反应

laser induced chemical reaction

在常温常压下不能进行但在激光的照射下可被诱发的化学反应。激光具有单色性、高强度和短脉宽等优越性能,是诱发光化学反应最理想的光源。激光诱导化学反应主要是指激光光解反应以及由光解碎片引起的后续化学反应,例如 ,激光光解可以产生自由基或原子,所产生的自由基又可以诱发链锁反应。用各种波长激光(红外、可见、紫外)诱发的化学反应大约有几百种。根据波长的不同,激光诱发化学反应的机理也不相同,一般可分为两类:①红外激光诱导化学反应。这类反应的特点是反应物分子被提升到振动激发态 ,属于这一类反应的有红外敏化反应、振动异构化反应、红外异相催化反应、红外诱导链反应、红外光解范德华分子反应以及红外多光子离解反应。20世纪70年代发现了多光子红外离解现象,尤其是多原子分子,只要分子的基频或泛频频率与激光频率相等,就有可能发生多光子离解反应,这是激光诱导化学反应的一个新领域,红外多光子离解反应要求激光必须有足够高的强度(至少108瓦/平方厘米)。

红外激光诱导化学反应中,激光的作用不是简单的热作用,而是红外光子同分子内的特定键或振动膜之间发生共振耦合。因此,红外激光诱导化学反应是一种定向的、低反应活化能的快速过程,具有高度的选择性。以三氯化硼分子为例,该分子的v3(955cm-1),相应于反对称伸缩振动。当用低功率的二氧化碳红外激光(λ=1055微米)辐照含有BCl3分子的混合气体时,将诱发化学反应。如混合气体为BCl3 +H2S,常温常压下不发生反应。在激光辐照时,使B—Cl 键被激发,并发生以下反应过程:

3BCl2SH→(BClS)3+3HCl

(BClS)3→B2S3+BCl3

②紫外或可见激光光解反应。在这类反应中反应物分子被激发至电子激发态 。 因为绝大多数分子的离解能在 60 ~7524千焦/摩尔或3~7电子伏之间,这就需要波长为400~140纳米的紫外光辐照才行 。原则上讲 ,只要选择合适波长的激光,任何分子都能被光解,对同一分子来说,不同波长的激光辐照时有可能按不同的方式光解。例如,激光法生产氯乙烯(C2H3Cl):

C2H4ClC2H4Cl·+Cl·

C2H4Cl2+Cl·→C2H3Cl2·+HCl

C2H3Cl2·C2H3Cl+Cl·这是一个紫外激光诱导的自由基链反应,关键是二氯乙烷被准分子激光光解所引发。激光诱导化学反应已用于10余种同位素的分离。

激光釉化

laser glazing

材料表面改性工艺。又称激光上釉。利用功率密度很高(105~107瓦/ 平方厘米 )的激光束在很短时间内作用于材料表面,使材料表面迅速熔化 ,然后通过材料基体的激冷作用(冷却速度105~109K/s )使表面熔化层形成一层微晶或非晶层,即釉化层。釉化层的厚度一般在05~100μm 范围内。激光釉化现仅用于铸铁、碳素钢、合金钢、高温合金等金属材料。激光釉化后的材料表面,其组织成分较均匀,除出现微晶或非晶外,还可出现新的亚稳相,从而使材料表面具有优异的电磁、化学和机械性能,如高硬度、良好的塑性及耐蚀性和耐磨性等。激光釉化主要用于材料表层防护和获得材料表层特殊冶金组织。

激光照排系统

laser scanning phototypesetting system

20 世纪70 年代出现的排版系统 。激光扫描成像型照排系统的简称。由输入、电子计算机信息处理和激光扫描记录3 个部分组成。输入部分可以用纸带或软磁盘等 ,也可接受由通信系统的输入。信息处理部分由操作控制台、电子计算机和硬磁盘驱动器组成,按照输入代码和操作控制指令,完成控制、编排、拼排和曝光 4 个主要程序,并对整机起着控制、指挥、调度和监视的作用。激光扫描记录部分由激光平面线扫描主机记录经计算机处理后输出的点阵字形信息。由氦�氖激光器输出的激光束进入声光调制器输出的载有字符信息的一级光,作为记录光束,经中性滤色片调整到各种感光胶片所适应的能量,再经扩束器使光束准直,然后投射到锥形多面转镜扫描器上反射出来;又经广角聚焦透镜在感光材料上形成光斑沿X向扫描,同时输送机构带动胶片作Y向位移,组合成文字图像。其优点是激光束直线性好,解像力可达每厘米 400 线以上,字符清晰度高;排出的字符不是单个而是整版。

激光制导炸弹

laser guidance bomb

装有激光制导装置、能自动导向目标的炸弹。具有射程远、命中精度高、威力大和较强的抗电子干扰能力。投射时,它是利用载机上的激光照射器,先向目标照射激光束,经目标反射后,由装在炸弹头部的激光导引头接收,再经光电变换形成电信号,输入炸弹控制舱,控制炸弹舵面偏转,导引炸弹飞向目标。激光制导炸弹在普通气象条件下捕获目标率高,遇有雨、雾、灰尘、水时命中精度降低。

激光器可将普通的光线变成一道集中的强光。激光器的中心可能装有类似红宝石一样的水晶,接触到光时,水晶就会呈现多次反射,最后累积集中成一道强光。

在超级市场中,激光被用来阅读物品包装上的特殊代码,这种刷价码的方式可以减少人力,提高正确度。激光光线相当强,甚至可以被射到月球上,再折射回地球。

激光是20世纪以来继核能、电脑、半导体之后,人类的又一重大发明,被称为最快的刀、最准的尺、最亮的光。激光的英文全名已经完全表达了制造激光的主要过程。激光的原理早在1916年已被著名的犹太裔物理学家爱因斯坦发现。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激光可以去除脸上的斑点,同时它的的作用还有很多,激光医学,够扮演钻头、手术刀、焊枪等多种角色,或激光手术治疗、弱激光生物刺激作用的非手术治疗和激光的光动力治疗。与光电测距仪相比,不仅可以日夜作业、而且能提高测距精度,显著减少重量和功耗,使测量到人造地球卫星、月球等远目标的距离变成现实。

激光的应用非常广泛,包括很多方面:

  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、微雕等各种加工工艺。

  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。2013年使用的激光器有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。

  激光笔

  激光笔:又称为激光指示器、指星笔等,是把可见激光设计成便携、手易握、激光模组(二极管)加工成的笔型发射器。常见的激光笔有红光(650-660nm, 635nm)、绿光(515-520nm, 532nm)、蓝光(445-450nm)和蓝紫光(405nm)等,功率通常以毫瓦为单位。通常在会报、教学、导赏人员都会使用它来投映一个光点或一条光线指向物体,但激光会伤害到眼睛,任何情况下都不应该让激光直射眼睛。[5]

  激光治疗:可以用于手术开刀,减轻痛苦,减少感染。

  激光打标:在各种材料和几乎所有行业均得到广泛应用,2013年使用的激光器有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2008年的400w提高到了800w至1000w。国内2013年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。2013年使用的激光器多以YAG激光器、CO2激光器为主,也有一些准分激光器、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。2013年使用的激光器多以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。2013年使用的激光器多以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。2013年使用的激光器多以大功率YAG激光器、CO2激光器为主。

  激光成像:利用激光束扫描物体,将反射光束反射回来,得到的排布顺序不同而成像。用图像落差来反映所成的像。激光成像具有超视距的探测能力,可用于卫星激光扫描成像,未来用于遥感测绘等科技领域。

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