激光加工技术的应用及其发展趋势

本文简单地综述了激光加工技术开发与应用情况,简介了激光相变硬化、激光施釉、激光退火、激光包层、激光表面合金化、激光切割和打孔、受激准分子激光加工等应用技术,还介绍了激光加工技术的发展趋势。     

超低损耗硫系光纤制备与中红外激光传输性能

硫系玻璃作为一种优秀的红外材料,具有透过范围广、物化性能稳定、易于成纤等特点,是制备红外传能光纤的理想材料之一。从硫系玻璃吸收损耗抑制和散射损耗抑制两方面入手,采用气（氯气）/气（玻璃蒸汽）、固（铝）/液（玻璃熔液）化学反应除杂方式降低光纤吸收损耗,建立了三维激光显微成像系统,检测玻璃及光纤内部的微米和亚微米量级的缺陷,优化制备工艺降低光纤散射损耗,制备出损耗为0.087 dB/m(@4.778μm)的硫系玻璃光纤。分别利用光纤激光器（波长为2.0μm）和双波长输出的光学参量振荡器（OPO）激光器（波长为3.8μm和4.7μm）进行激光传能实验,在单模光纤和多模光纤中分别实现了6.10 W(@2.0μm)和6.12 W(@3.8μm和4.7μm)激光传输。     

大口径激光玻璃光学加工的质量控制

大口径激光玻璃光学加工的特点是加工指标要求高、难度大,加工周期长,而质量控制是保障大口径激光玻璃光学加工质量满足要求和促进工艺进步的管理手段。从质量控制和质量管理的角度出发,阐述了在大口径激光玻璃光学加工中质量控制的特点和质量控制的方法,其目的是通过流程检验和控制,人员、设备、物料管理,环境管理,以及先进的质量控制和分析方法的应用来提高加工的质量稳定性和合格率。实践证明:在大口径激光玻璃光学加工中推行质量管理,产品的合格率和加工效率得到了较为显著的提高。     

“超硬”材料及其研究现状

 由于生产、生活中常要进行切、割、钻、削等各种加工,人们总是在不断寻找更硬的材料来制作加工工具。要说当今世界上最硬的材料,谁都会说是金刚石。金刚石在莫氏硬度表上占首位,其硬度值为10。金刚石不仅硬度高,在室温下还具有良好的导热率,在用它工作时,工作面上昕产生的热能迅速散发,因而金刚石可在多种加工(如切削、研磨、抛光等)上供人选用。     

微细深孔超声轴向振动钻削装置的设计

随着科学技术的不断发展，对孔的加工技术在机械制造领域中获得越来越广泛的运用，但与此同时，对孔的加工精度和表面质量也提出了更高的要求，特别是在不锈钢、耐热钢、钛合金、高温合金等难加工材料上加工精密微细深孔。实践表明，若采用传统的方法加工，则存在一系列难以解决的困难，例如切削温度高、散热难、钻头易引偏、折断、入钻定心难、排屑不畅以及出口毛刺多。而旋转超声轴向振动钻削技术作为特种复合加工技术的—种，在精密微细深孔加工实践中已表现出普通钻削无法比拟的工艺效果。正是为了解决普通钻削微细深孔的种种困难，对精密微细深孔旋转超声轴向振动钻削技术进行了深入研究。     

飞秒激光精细加工含能材料

介绍了飞秒激光脉冲特点及其与物质相互作用机理, 论述了飞秒激光微加工含能材料技术特点及优势, 综述了飞秒激光加工含能材料技术及发展. 讨论了飞秒激光加工含能材料技术进一步发展所需的实验与理论研究工作以及相应的研究方案和关键技术. 关键词： 飞秒激光微加工 含能材料 冲击温度 冲击压强     

大幅面气体激光打孔的实验研究

普通的激光打孔设备是采用固体激光器打小孔(孔径小于1 mm),存在单次加工幅面范围小和加工材料厚度有限(材料厚度小于3 mm)的缺陷.提出了一种利用大型二氧化碳气体激光加工设备来加工小孔的新型加工方式.实验结果表明,采用这种新型加工方式后,提高了单次加工幅面范围,并且能够在厚度达8 mm的钢材上打出孔径等于0.8 mm的小孔.此外,打孔的效率也明显提高.     

ALC1535-50S铒单频微型激光器

Amoco激光器公司研制的ALC1535—50S型1.5μm铒单频微型激光器能满足光纤用户对功率、低噪声和窄带激光的要求。用铒玻璃作为增益材料的二极管激光泵浦的固体激光器发射可外调制的连续波TEM_(00)激光束。圆高斯光束也能有效地耦合到单模保偏光纤。     

新型非晶态激光工作物质：合成五磷酸镧钕（LNPP）激光材料

合成 ＬＮＰＰ激光玻璃是一种化学计量的非晶态物质，它兼有晶体与玻璃介质的某些特性，是高储能、高增益、高重复率的新型玻璃激光工作物质，它有利于激光器件小型化．本文叙述了ＬＮＰＰ玻璃的主要制备工艺及其基本特性．     

欣欣向荥，春意盎然——2013年慕尼黑上海光博会盛大召开

亚洲顶尖激光、光学、光电行业盛会,2013慕尼黑上海光博会LASERWorldofPHOTONICSCHINA于3月19～21日再度在上海新国际博览中心盛大召开。本届展会共有来自18个国家和地区的539家企业参展。展示面积也达到创纪录的28,750平方米,相比上届规模再度增长超过25％!为期3天的展会共接待了36,042名专业观众前来参观及采购。同期举办的光学技术大会PHOTONICSCONGRESSCHINA以及其他研讨会围绕先进激光器和激光加工自动化及应用、激光宏观加工、激光微观加工、激光器与激光光学、光电子学、红外技术、激光安全防护等话题深入探讨,共吸引了1,810名专家学者与会共论激光与光学行业的创新和发展!     

激光辐照引起的材料温度场和热应力场的瞬态分布

 光电探测器吸收激光后的温升以及因温升造成的各种现象,致使探测器遭受到不同程度的损伤。利用热弹性理论对CO2激光器辐照K9玻璃材料进行研究,建立激光辐照材料温升及热应力分布二维平面模型,通过解析计算得到由激光辐照半导体材料引起的温度场和应力场的瞬态分布。研究表明, K9玻璃材料的激光辐照损伤阀值与辐照时间和光斑半径相关。在同一条件下,造成的热应力损伤阀值较熔融损伤的低,故K9玻璃材料的破坏形态为热应力破坏。      

利用飞秒激光加工碳纤维(英文)

为验证光学加工碳纤维材料的可行性,利用飞秒激光和连续激光对碳纤维块体材料进行了加工。获得了利用飞秒和连续激光加工的表面形貌。与连续激光加工相比,利用脉宽40fs的激光加工效率较高,加工区边缘形貌较好,加工质量较高。通过不同激光功率下加工孔径尺寸的研究获得了飞秒激光加工阈值在1012W/cm2量级。研究结果证明了光学加工碳纤维体材料的可行性。     

激光在汽车工业中的发展现状与应用

介绍了近年来激光技术在汽车工业中的几项重要应用，详述了激光在诸如激光焊接、激光打标、激光热处理和激光切割等有关汽车工业技术中的应用状况，同时对汽车工业中所用激光类型进行了归类。最后综述了半导体激光器泵浦全固态激光器以及短脉冲和超短脉冲激光的应用前景。     

大功率全固态激光数控加工机床

工业焊接切割使用的大功率激光器主要经历了CO．激光器、灯泵浦Nd：YAG固体激光器阶段,现在正向全固态激光器的应用方向发展。全固态激光器集半导体激光器和固体激光器的优势于一体,具有体积小、重量轻、效率高、性能稳定、可靠性好、寿命长、光束质量高等优点,近年来已成为激光学科的重点发展方向之一,大功率全固态激光器在工业加工、军事和科研等领域中有着十分重要的应用前景。     

2013年激光器材料加工市场分析

工业激光器市场（包括集成到材料加工系统中的激光器）已经从2008／2009年的全球经济衰退中快速苏复,其中用于打标的光纤激光器和用于微电领域（主要是平板显示器、智能手机和平板电脑）的DPSS激光器起到了领航作用。2010～2012年问工业激光器的收入情况,     

6H-SiC的飞秒激光超衍射加工

利用飞秒激光直写微纳加工平台, 对6H-SiC材料进行了突破衍射极限的微纳结构加工研究. 使用中心波长和脉宽分别为800 nm和130 fs的钛蓝宝石激光器和荧光倒置显微镜搭建了飞秒激光直写微纳加工平台, 研究了在不同的实验条件下对6H-SiC的光学加工情况, 采用扫描电子显微镜对加工结构进行表征. 通过分析不同的激光功率和不同的曝光时间等实验条件下加工的分辨率, 发现分辨率随着激光功率的减小而提高, 随扫描速度的增大而提高, 且能突破光学衍射极限. 最终获得125 nm的加工线宽, 并加工了加工线宽240 nm, 周期1.0 μm的线阵列. 研究结果为微机电系统(MEMS)的微器件设计开创了新的思路, 对发展MEMS器件具有重要意义. 关键词： 飞秒激光直写 超衍射加工 6H-SiC 微机电系统     

气孔率对陶瓷激光器性能影响及控制方法

透明激光陶瓷以其特有的优越性能,有望继单晶材料后成为新型高功率固体激光器的工作材料.制备高光学质量、高激光效率,高输出功率的透明陶瓷是目前的研究重点和热点.烧结而成的多晶陶瓷存在一定量的晶界以及气孔缺陷.文章介绍了气孔率与陶瓷激光器性能的关系及控制陶瓷材料气孔率的最新研究进展.研究发现,气孔率对激光陶瓷的散射系数、透过...     

激光防护材料注塑加工工艺的研究

采用聚碳酸酯为基材,掺杂激光吸收剂制备了防530nm和1060nm波长激光的防护材料,通过对加工温度和混合料在料筒中停留时间的研究,确定了材料的加工温度为280℃,混合料在料筒中的时间为3min,确定了防护材料的加工工艺条件,并对其光学密度、激光防护能量、可见光透过率和抗冲击强度进行了测试。结果表明防护材料在530nm和1060nm波长的光密度大于4,其防激光能量达150mJ,可见光透过率为17%,抗冲击强度高,完全可以满足一般激光防护材料的要求。     

Nd：YAG固体脉冲激光器实验研究

介绍了Nd：YAG固体脉冲激光器相关的实验项目：静态和调Q状态的出光阈值、激光脉宽、倍频和激光光束形状等.采用普通相纸、红外相纸和激光能量计检测出不同的激光器静态和调Q出光阈值;采用散射、反射和透射方法研究了静态和调Q输出激光脉冲的宽度,发现用K9玻璃和多层膜镜测试的激光脉冲宽度比散射方法的大;采用激光能量计测试激光器静态和调Q的倍频效率和倍频激光能量与倍频晶体的位置关系;激光光束探测器表征激光器静态和调Q输出光的光斑形状.通过这些实验项目,学生将深入了解和掌握固体脉冲激光器的工作原理、性能参数,以及表征激光器性能参数的仪器设备,并深入地研究解决实验发现的问题,为今后激光相关领域的工作奠定坚实的基础.     

飞秒激光诱导材料内部三维光功能微结构新进展

飞秒激光是近年来获得迅速发展的一种超快激光．超短脉冲和超高电场强度是它的两个特征．飞秒激光已广泛用于物理化学反应的动力学过程分析和热效应可忽略的超精细加工．利用飞秒激光与材料的非线性相互作用，还可以实现透明材料内部有空间选择性的三维调控光功能微结构．文章重点介绍了在可擦重写三维超高密度光存储、立体彩色内雕、可集成超快光开关等方面的应用和国内外相关领域的最新进展，并展望了应用前景。