现代激光应用技术课件

现代激光应用技术课件激光技术基础现代激光加工技术激光在材料加工中应用激光在医疗领域应用激光测量与检测技术激光安全防护与法规标准contents目录01激光技术基础

激光产生原理原子能级与跃迁激光产生的基础是原子或分子的能级结构，以及电子在不同能级间的跃迁。粒子数反转通过外部激励（如光泵浦、电激励等）使得高能级上的粒子数多于低能级，实现粒子数反转。受激辐射处于高能级的粒子在外界光子的作用下，跃迁到低能级并发出与外来光子相同性质的光子，形成受激辐射。激光束的发散角非常小，几乎是一束平行光，这使得激光能量能够在长距离内保持集中。方向性好单色性好亮度高激光的波长范围非常狭窄，颜色非常纯，这使得激光在光谱分析和干涉测量等领域具有广泛应用。激光束的能量密度非常高，可以在短时间内将大量能量集中在极小的空间内。030201激光束特性激光器分类及应用固体激光器以固体材料作为工作物质的激光器，如红宝石激光器、钕玻璃激光器等。广泛应用于工业加工、医疗、科研等领域。气体激光器以气体作为工作物质的激光器，如氦氖激光器、二氧化碳激光器等。常用于光谱分析、测距、通信等方面。液体激光器以液体作为工作物质的激光器，如染料激光器等。主要用于科研和特殊应用领域。半导体激光器以半导体材料作为工作物质的激光器，具有体积小、重量轻、效率高等优点。广泛应用于光通信、光存储、条码扫描等领域。02现代激光加工技术原理与特点利用高能激光束照射材料表面，使材料迅速熔化、汽化或达到燃点，同时借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质，实现材料的切割。激光切割具有精度高、速度快、热影响区小等优点。设备与材料激光切割设备主要由激光器、光束传输系统、工作台、数控系统等组成。适用于切割各种金属材料，如碳钢、不锈钢、铝合金等，以及部分非金属材料，如塑料、陶瓷等。应用领域激光切割技术广泛应用于汽车、机械、电子、轻工等行业，如汽车车身切割、金属零件下料、广告标牌制作等。激光切割技术设备与材料激光焊接设备主要由激光器、光束传输系统、焊接工作台等组成。适用于焊接各种金属材料，如碳钢、不锈钢、铝合金等，以及部分非金属材料。原理与特点激光焊接是利用高能激光束作为热源，通过辐射加热使材料熔化并形成连接。激光焊接具有能量密度高、焊接速度快、热影响区小、变形小等优点。应用领域激光焊接技术广泛应用于汽车、电子、航空航天等领域，如汽车车身焊接、电池组装焊接、航空航天器件焊接等。激光焊接技术激光打孔是利用高能激光束在材料上瞬间打孔的一种加工方法。激光打孔具有速度快、孔径小、精度高、热影响区小等优点。原理与特点激光打孔设备主要由激光器、光束传输系统、工作台、控制系统等组成。适用于各种金属材料和非金属材料的打孔加工。设备与材料激光打孔技术广泛应用于机械、电子、化工等领域，如燃油喷嘴打孔、印制电路板打孔、化纤喷丝板打孔等。应用领域激光打孔技术原理与特点激光表面处理是利用高能激光束对材料表面进行快速加热、熔化和冷却的一种加工方法。激光表面处理可以改善材料表面的力学性能、物理性能和化学性能，提高材料的耐磨性、耐腐蚀性和美观度。设备与材料激光表面处理设备主要由激光器、光束传输系统、工作台、控制系统等组成。适用于各种金属材料和非金属材料的表面处理。应用领域激光表面处理技术广泛应用于汽车、机械、电子等领域，如发动机缸体表面处理、模具修复与强化、金属零件表面改性等。激光表面处理03激光在材料加工中应用激光切割激光焊接激光打孔激光表面处理金属材料加工01020304利用高能激光束对金属材料进行快速、精确的切割，适用于各种厚度和硬度的金属材料。通过激光束将金属材料熔化并连接在一起，具有焊缝质量高、变形小、速度快等优点。利用激光束在金属材料上打出微小孔洞，可用于制造精密零件和筛网等。通过激光束对金属材料表面进行改性、熔覆、合金化等处理，提高材料表面性能和寿命。激光雕刻激光切割非金属材料激光焊接非金属材料激光打标非金属材料加工利用激光束在非金属材料表面进行雕刻、切割和打孔等操作，适用于木材、塑料、玻璃等材料。通过激光束将某些非金属材料熔化并连接在一起，如塑料焊接等。利用激光束对非金属材料进行快速、精确的切割，如布料、皮革、纸张等。利用激光束在非金属材料表面打出标记、图案和文字等，具有永久性和不易磨损的特点。利用激光束对复合材料进行快速、精确的切割，如碳纤维复合材料等。激光切割复合材料激光焊接复合材料激光打孔复合材料激光表面处理复合材料通过激光束将复合材料熔化并连接在一起，实现高质量、高效率的焊接效果。利用激光束在复合材料上打出微小孔洞，可用于制造航空航天领域的精密零件和构件等。通过激光束对复合材料表面进行改性、增强和修复等处理，提高材料表面性能和耐久性。复合材料加工04激光在医疗领域应用激光治疗原理激光治疗基于光与物质相互作用，利用激光的高能量、单色性、相干性等特性，对生物组织产生热效应、光化效应、机械效应等，从而达到治疗目的。激光治疗设备激光治疗设备包括激光器、光导系统、控制系统等，其中激光器是核心部件，不同类型的激光器可产生不同波长的激光，适用于不同的治疗需求。激光治疗原理及设备激光治疗可用于去除皮肤表面的色素性病变、血管性病变等，如太田痣、鲜红斑痣等。去除皮肤病变激光治疗可促进皮肤胶原蛋白再生，改善皮肤松弛、皱纹等问题，达到皮肤年轻化的效果。皮肤年轻化激光治疗可选择性地破坏毛囊，实现永久脱毛的效果。脱毛皮肤科激光治疗应用03近视矫正激光治疗可通过改变角膜曲率，达到矫正近视的目的。01眼底病变治疗激光治疗可用于治疗视网膜裂孔、糖尿病视网膜病变等眼底病变，避免病情恶化。02青光眼治疗激光治疗可开通房水排出通道，降低眼压，从而治疗青光眼。眼科激光治疗应用其他科室激光治疗应用激光治疗可用于口腔软组织手术、牙齿美白等。激光治疗可用于治疗鼻炎、鼻窦炎等耳鼻喉科疾病。激光治疗可用于治疗宫颈糜烂、外阴白斑等妇科疾病。激光治疗可用于肿瘤的光动力治疗和热疗等。口腔科耳鼻喉科妇科肿瘤科05激光测量与检测技术激光测距原理通过测量激光在目标物体与发射器之间往返的时间，计算出两者之间的距离。激光测距应用广泛应用于地形测量、建筑测量、车辆自动驾驶等领域。激光测距仪分类根据测量原理和用途不同，可分为手持式、望远镜式、固定式等多种类型。激光测距原理及应用123利用激光雷达发射的激光束与目标物体相互作用，通过测量反射光的特性来获取目标物体的信息。激光雷达原理在自动驾驶、机器人导航、地形测绘等领域有广泛应用。激光雷达应用向小型化、低成本、高分辨率等方向发展。激光雷达技术发展趋势激光雷达技术及应用激光干涉测量应用在精密制造、光学元件检测、表面形貌测量等领域有广泛应用。激光干涉测量系统组成包括激光光源、干涉仪、光电探测器、信号处理器等部分。激光干涉测量原理利用激光的相干性，通过测量干涉条纹的变化来精确测量长度、角度等物理量。激光干涉测量技术利用激光的单色性和高亮度，通过测量物质对激光的吸收、发射或散射光谱来获取物质的成分、结构等信息。激光光谱分析原理在环境监测、食品安全、生物医学等领域有广泛应用。激光光谱分析应用向高灵敏度、高分辨率、实时在线监测等方向发展。激光光谱分析技术发展趋势激光光谱分析技术06激光安全防护与法规标准根据激光的功率、波长、脉冲特性等因素，将激光危害分为不同等级，如1类、1M类、2类、2M类、3R类、3B类、4类等。激光危害分类使用适当的激光防护眼镜、护目镜或防护面罩等，避免激光直接照射眼睛。眼睛防护措施穿戴激光防护服、手套、鞋袜等，减少皮肤暴露，避免激光灼伤。皮肤防护措施在激光工作区域设置明显的警示标识，采取隔离、封闭等措施，防止无关人员进入。场所安全防护措施激光危害分类及防护措施操作过程规范严格按照操作规程进行激光设备的开启、调试、运行和关闭等操作，避免误操作或违规操作。安全检查与维护定期对激光设备进行安全检查和维护保养，确保其处于良好的工作状态。应急处理措施制定应急预案，掌握激光伤害事故的应急处理方法，如切断电源、扑灭火源、救治伤员等。操作前准备了解激光设备的性能、操作规程和安全注意事项，进行必要的培训和演练。激光安全操作规范国内外相关法规标准介绍国内法规标准法规标准的更新与发展趋势国际法规标准法规标准的差异与衔接介绍我国有关激光安全防护的法