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文档简介
1 / 11 激光玻璃论文格式 论文包括内容 题目: 执笔人: 同组人:第 小组 正文: 参考文献: 反馈: 论文格式范例: 激光在 IT 技术中的应用 石会文 第八小组 激光最初的中文名叫做“镭射”、“莱塞”,是它的英文名称 LASER的音译,是取自英文 Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation 的各单词头一个字母组成的缩写词。意思是“通过受激辐射光扩大”。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 年已被著名的美国物理学家爱因斯坦发现。 1964 年按照我国著名科学家钱学森建议将“光受激辐射”改称“激光”。激光应用很广泛,主要有激光打标、光纤通信、激光光谱、激光测距、激光雷达、激光切割、激光武器、激光唱片、激光指示器、激光矫视、激光美容、激光扫描、激光灭蚊器等2 / 11 等。 . 参考文献 1 2 周炳琨,高以智, 陈倜嵘,陈家骅 . 激光原理,国防工业出版社, 2000. Fox A. G and Tingye Li, Resonant in a Maser Interferometer. Bell Syst. Tech. J. : 453-488 问题反馈: 1、 激光在 IT 行业前景怎么样? 2、 3、 漳州师范学院通识教育课程 “材料与人类科学文明”论文 题目:激光材料 日期: 2016 年 12 激光材料 一、激光材料基本概念 17 月日 自第一台激光器诞生后,激光技术便成为一门新兴科学发展起来,并且激光的出现又大大促进了光学材料的发展。 激光材料主要是凝聚态物质,以固体激光物质为主。3 / 11 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- 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。 二、激光材料的分类 激光材料包 括激光工质材料、激光调 Q 材料、激光调频材料和激光偏转材料。我们主要讲常用的激光材料包括激光晶体材料,激光玻璃和红外材料。 激光工作物质分为固体、液体和气体激光工作物质。它们构成的激光器中固体激光器是最重要的一种,它不但激活离子密度大,振荡频带宽并能产生谱线窄的光脉冲,而且4 / 11 具有良好的机械性能和稳定的化学性能。固体激光工作物质又分为晶体和玻璃两种。 激光晶体材料,大多数激光晶体是含有激活离子的荧光晶体,按晶体的组成分类,它们可分为掺杂型激光晶体和自激活激光晶体两类。然而,前者占了现有激光 晶体的绝大部分。 激光玻璃,尽管玻璃中激活离子的发光性能不如在晶体中好,但激光玻璃储能大,基质玻璃的性质可按要求在很大范围内变化,制造工艺成熟,容易获得光学均匀的、从直径为几微米的光纤到长达几微米的玻璃棒和几十厘米的玻璃板,以及价格便宜等特点,使激光玻璃在高功率光系统、纤维激光器和光放大器,以及其他重复频率不高的中小激光器中得到了广泛的应用,与激光晶体一起构成了固体激光材料的两大类,并得到了迅速的发展。 红外材料是指与红外线的辐射、吸收、透射和探测等相关的一些材料,本文主要介绍红外透射 和辐射材料。 红外辐射材料,理论上,在 0K 以上时,任何物体均可辐射红外线,故红外线是一种热辐射,有时也叫热红外。但工程上,红外辐射材料只指能吸收热物体辐射而发射大量红外线的材料。红外辐射材料可分为热型、“发光”型和热 “发光”混合型三类。红外加热技术主要采用热型红外辐射材料。 5 / 11 红外透射,是能透过红外辐射的材料,用于制造红外仪器的部件,如红外探测器的窗口、红外仪器光学系统的透镜和棱镜等。对这些材料的要求是:能透过所需波段的红外辐射;有尽可能高的透射比;机械强度高;化学稳定性好。 三、激光材料的应用 其应用在工业上利用的高密度和利用激光的高亮度和高定向性的特点,可以把激光辐射能量集中在较小的一定空间范围内,从而获得比较大的光功率密度,产生几千度到几万度以上的高温;在此高温下,任何金属和非金属材料都会迅速熔化或者汽化,因此可利用激光进行多种特殊的非接触特种加工作业。目前比较成熟的应用有激光打孔、激光焊接、激光切割、激光划片、激光表面处理和激光印刷、激光信息存储等。 在化学工业中,利用激光的高亮度、高单色性和可调谐等特点,可以对特定 的化学 反应进行控制,从而实现光学催化、光学聚合、光学合成、光学提纯和光学分离等过程。目前,利用激光分离同位素的研究工作已经取得了很大的进展。利用激光合成各种特殊的化学物质,在技术上也取得不少的成功。 在大型装备和建筑施工中,激光准直与定向技术有广泛而富有成效的应用。例如,利用氦氖激光器制成的激光6 / 11 指向仪、激光铅直仪、激光水准仪和激光经纬仪等,在大型船舶制造、大型建筑和筑路施工、管道和电缆铺设以及隧道开凿和矿井掘进等工程中,应用效果都很好。 在医学领域,随着激光技术的出现,一种新型的以激光为基 础的医疗和诊断手段得到了迅速的发展,激光治疗的方式包括辐照、烧灼、汽化、焊接、光刀切割以及光针针炙等。目前,除了临床治疗外,激光还可作为研究医学和生物学课题的有效工具。例如研究激光作用到人或动物体上引起的各种生物学效应;利用激光来研究细胞的组成、分裂、生长和转化等,从而可加深人们对新陈代谢、遗传和发育等生命基本过程的理解。此外,借助于激光技术还可以制成各种新型诊断和测量分析仪器,如激光显微光谱分析仪、激光扫描显微镜、激光显微解剖刀、激光血球计数仪等装置,可在医学和生物学研究中发挥出特殊的效用。 在军事和航天方面,可用于红外伪装和红外诱饵器。红外伪装的最基本原理是降低和消除目标和背景的辐射差别,以降低目标被发现和识别的可能性。近红外伪装涂层要求目标与背景的光谱反射率尽可能接近;中、远红外伪装涂层则一般采用低发射率涂层材料,以弥补二者的温度差异。红外诱饵器作为对付红外制导导弹的一种对抗手段,正受到重视。若采用固体热红外假目标,在表面涂上高发射率涂层,则能提高诱饵的红外辐射强度,从而提高假目标的有效性。7 / 11 选择不同辐射频率的材料作成的红外诱饵器可以模拟各种武器装备的红外辐射特征 ,更好地发挥红外诱饵假目标的作用。在航天领域中,航天器用红外辐射涂层是一种高温高发射率涂层,涂在航天器蒙皮表面上,作为辐射防热结构。 四、激光材料的发展前景 能源、信息和材料是现代文明的三大支柱,而材料又是一切技术发展的物质基础。激光材料在很多方面都应用广泛,包含的领域十分宽广,随着科技的发展 也越来越先进,工艺也越来越好。我们主要讲下它的前景。 从产业发展趋势来看,一是:中国的激光产业发展将会区域化更加集中,中国的激光产业将更加集中在湖北、北京、江苏、上海、和广东等经济发达省市,形成以上述 省市为主体的华中地区、环渤海湾、长江三角洲、珠江三角洲四大激光产业群,其中武汉,依托东湖“光谷”的激光产业及国家自主创新示范区的发展优势,其激光产业发展壮大将会比较迅速 。二是:中国激光产业采用器件制造 -OEM-系统集成的基本模式,正朝着生产规模化、产品专业化、市场全球化的方向发展。 从技术发展趋势看,一是:激光器技术开发向高功率、高光束质量、高可靠性、高智能化和低成本方向发展。二是:激光器研究向固态方向发展,半导体激光器、半导体8 / 11 泵浦固体激光器和光纤激光器成为激光器发展方向的代表。三是:激光 技术与其他学科结合,不断拓展新兴应用领域,特别是精密和微细加工领域的应用是激光加工的重点应用方向,在高度精密加工的场合得到进一步推广和应用。同时,激光技术与众多新兴学科相结合,更加贴近人们的日常生活。 理工大学 工程训练中心实验开放课程报告 报告题目:激光雕刻原理及应用 班 级: 学 号: 姓 名:指导老师: 完成时间: 2016 年 激光雕刻原理及应用 一,激光内雕原理 激光内 雕的原理是光的干涉现象。将两束激光从不同的角度射入透明物体,准确地交汇在一个点上。由于两束激光在交点上发生干涉和抵消,其能量由光能转换为内能,放出大量热量,将该点融化形成微小的空洞。由机器准确地控制两束激光在不同位置上交汇,制造出大量微小的空洞,最后这些空洞就形成了所需要的图案,这就是激光内雕的原理。在激光内雕时,不用担心射入的激光会融掉一直线上的物质,因为激光在穿过透明物体时维持光能形式,不会产生9 / 11 多余热量,只有在干涉点处才会转化为内能并融化物质。 二,水晶内雕原理 雕刻本是一门古老的艺术,一般 雕刻工艺都是从外刻起,从材料外部雕出所希望的形状,而激光却可以像孙悟空一样“深入腹地”去施展手脚。仔细察看,这些玻璃、水晶制品周围全然没有供“刻刀”进出的开口。激光要能雕刻玻璃,它的能量密度必须大于使玻璃破坏的某一临界值,或称阈值,而激光在某处的能量密度与它在该点光斑的大小有关,同一束激光,光斑越小的地方产生的能量密度越大。这样,通过适当聚焦,可以使激光的能量密度在进入玻璃及到达加工区之前低于玻璃的破坏阈值,而在希望加工的区域则超过这一临界值,激光在极短的时间内产生脉冲,其能量能够在瞬间使水晶受热破裂,从而 产生极小的白点,在玻璃内部雕出预定的形状,而玻璃或水晶的其余部分则保持原样完好无损。其实这也就是激光内雕辅助成像技术。随着技术的发展,彩色内雕也有望实现了。 三,主要功能 在水晶、玻璃等透明材料内雕刻平面或三维立体图案。可雕刻 2D/3D 人像、人名手脚印、奖杯等个性化礼品纪念品,也可批量生产 2D/3D 动物、植物、建筑、车、船、飞机等模型产品和 3D 场景展示。 四,激光雕刻发展和前景 随着社会的发展,人们的鉴赏水平有了很大的提高,10 / 11 水晶内雕工艺品不再是超出人们经济能力围的奢侈品, 在发达国家已走进寻常百姓家。这为激光器在内雕行业中的应用带来了强大的动力。目前,水晶内雕机已经 完成了由白光机向绿光机、灯泵机向半导体泵浦机;工位机向振镜机的转变,内雕的效果越来越好,内雕机的工作效率也越来越高。 对于水晶工艺品加工行业来说,激光相对于其他加工方式有着先天的优势,它能够在不损伤工件表面的情况下,对内部的特定位置进行打点加工。把激光的焦点定在水晶内部,使焦点处的能量密度刚好达到水晶爆炸点,而在水晶表面及内部其他部位由于光能没有达到水晶的破坏阈值将不会造成任何损伤,再结合计 算机精确方位控制,就不难在水晶内部雕出特定的三维图案。这里所说的水晶并不是真正的水晶,而是人造水晶,其实也就是含有氧化铅的玻璃,这种玻璃透光性好、亮度高、从不同方向看都是均匀透明的。但这并不是说有色玻璃就不能内雕,有色玻璃由于里面含有一些有色元素而呈现出特定的颜色,由于这些元素的存在,其对光能的吸收可能会高一些,所以光相对要弱一些,但一般来说在光强足够大的情况下能够雕刻。 现阶段应用在激光内雕行业的半导体激光器主要分2 类:电光调 Q 激光器和声光调 Q 激光器,它们各有优缺点。对于水晶内雕而言,电光调 Q 方式由于脉宽窄,峰值功率高,11 / 11 每个脉冲都会达到水晶的爆炸点,因此一般的玻璃都能打进去,但在高频条件
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