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2015年接近1万亿超短脉冲激光成工业利

发布时间:2019-08-15 19:13:41

  自20世纪60年代问世以来,已经成为人们生产生活中的 常规武器 :在工业领域,激光可轻松胜任打孔、切割和焊接等工作;在医学上,利用激光的高能量可治疗视膜剥离等外科手术;在军事上,提高激光能量可制成威力无穷的光武器。

  根据的工作方式,激光可分为连续激光和脉冲激光。拿手电筒做个比方,始终合上按钮就是连续工作,迅速一开一关就相当于发出一个 光脉冲 。连续激光的输出功率一般比较低,适合于激光通信、激光手术等场合;脉冲激光则具有较大输出功率,适合于切割和测距等。

  近年来,超短脉冲激光成为激光领域的先端发展趋势。脉冲越短,激光的精度越高、释放的能量越大。在实验室里,己达到飞秒级别(1飞秒等于千万亿分之一秒)。我们知道,光一秒钟可穿越 0万km,但它在100飞秒的时间内,只能通过人的头发直径那么短的距离。

  2012年,德国海德堡大学物理学家约瑟夫-比勒在哥本哈根接受了由丹麦王储弗雷德里克颁发的 2012年度欧洲发明家奖 终身成就奖 。十几年前,约瑟夫-比勒开发出新型 超短脉冲激光 工艺,为现代眼科激光矫正手术发展提供了重要基础。有许多人通过激光矫正手术治疗,不需再佩戴眼镜(散光、近视和远视)。在此之后, 超短脉冲激光 迅速发展成为治疗老花眼和白内障等眼科疾病的微创手术工具。器的出现进一步推动该了工艺的发展应用。这种特殊激光工艺能够替代传统机械切削作业,并能有效提高作业安全性和加工质量。约瑟夫-比勒 超短脉冲激光 相关研究工作曾受到德国联邦教研部(BMBF) 生物光电子学 和 激光技术 两研究计划项目的资助。

  201 年,德国耶拿大学、罗伯特 博世有限公司和通快激光公司联合研发的超短脉冲激光精加工技术,被授予德国总统未来奖,博世也成为第一个将超短脉冲激光投入大规模应用的工业企业。相关研究人员说,这项技术可迅速、精确、大批量加工包括钻石在内的各种材料,应用领域非常广泛,包括用于加工越来越薄、硬度越来越高的显示屏和人体耐受性更强的体内移植物。用这种技术加工的高精度发动机燃油喷嘴可节约燃油近20%。

  超快激光精密加工有两大特点。一是 冷加工 。传统的术(包括纳米激光)往往会使金属、玻璃等加工原材料受热熔化。皮秒(一皮秒等于1000飞秒)和飞秒激光产生的局部高温可达6000~C,比太阳表面温度还高,受作用材料表面来不及产生热扩散就被直接汽化。二是 超精细 。超快激光能够聚焦到超细微空间区域,同时具有极高峰值功率和极短的激光脉冲,加工时切面整齐、无微裂纹、无材料损伤、无熔融区域。

  超快激光的应用前景广阔。智能的触摸屏最薄只有0.7mm,使用传统金刚石切割玻璃基板易产生裂纹和毛刺,用超快激光非接触冷加工模式能克服这些弊端。超快激光用于太阳能电池的钻孔、刻线、划槽以及表面纹理化,可提高电池的光电转换效率,降低生产成本。为治疗血栓而植入人体动脉的支架,有时会生长疤痕组织,导致血管再次堵塞,而超快激光器加工制成的支架表面则非常光滑,大大减少了疤痕组织生长的机会..在节能环保、信息、生物、高端装备制造业和新材料等领域,超短脉冲激光都有用武之地。

  21世纪将成为 光的世纪 。美国全球行业分析公司预测,2015年全球以激光为主的光电子产业总产值将接近1万亿美元。超短脉冲激光将成为革新的生产工具。

Sosh
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