激光应用

,激光技术应用,激光技术的应用,激光问世已有40多年的历史,输出波长：从远红外到真空紫外，并向X射线波段推进 输出功率：10-6w1014w,激光脉冲可压缩到10-15s，可以研究各种超快速演变的瞬态过程，例如在化学反应过程中，可以检测到寿命极短的中间产物的生成与消亡的整个过程，这种研究必将带来对事物演变全过程的崭新认识。,由于激光具有优良的单色性及可获得超短光脉冲，人们利用激光对经典的原子、分子光谱学的数据进行了重新测量，获得了更高的精度，并发展了一些新的光谱学方法，形成了“激光光谱学”，激光光谱学的特点是高精度、高频域分辨和高时域分辨是当前研究原子和分子物理的重要手段。,由于激光具有高的单色亮度，当激光与物质相互作用时，会产生非线性现象，例如光的倍频效应，光的双稳态开关效应等等。形成了“非线性光学”。 “非线性光学”是当前许多光学新技术的基础，是重要的研究前沿。,激光出现以后带来了许多光学新技术的开拓，例如光纤通信、光计算机等。 利用激光的特性，可以做许多以往普通光不能做，或者做不好的工作。 现在，激光技术已深入到国民经济建设和科学研究的各个领域，成为一门正走向实用化的高技术。,激光技术的应用,测量：测距，干涉计量法加工：焊接，打孔，切割，雕刻农业：育种医学：美容，治疗近视眼，激光手术军事：能量武器，制导信息处理：信息存储与读取，激光打印，照排 通信：光通信，光放大科研应用：高新技术的攻关,激光干涉测量技术、激光衍射测量技术、激光散斑测量技术、激光准直及多自由度测量技术、激光三维视觉测量技术等。,激光测距,主要构造：,激光发射器；,电源和显示装置。,激光接收器；,射向目标,来自目标,麦克唐那激光测距仪外景,精度达到了2cm，测定由于潮汐力而逐渐远离地球的速率：每年3.8cm,角锥棱镜(Corner prism):,反向作用,阿波罗登月在月面留下的回射器,LAGEOS-2卫星的回射器,第一台激光测距仪GODLAS（左）与Beacon Explorer-B卫星（右）,测量俯仰角度,测量直线距离,测量物体高度,目前激光已广泛应用到激光焊接、激光切割、激光打孔、激光淬火、激光热处理、激光打标、玻璃内雕、激光微调、激光光刻、激光制膜、激光薄膜加工、激光封装、激光修复电路、激光布线技术、激光清洗等方面。,实例1 激光淬火,实例2 激光切割,纸制品激光缕空加工,竹木制品激光刻字打标加工,塑料制品激光刻字加工,水晶激光切割,实例3 激光打标与钻孔,激光打孔的典型值：几十到200 um，最小25um,金属工艺品激光打标加工,饰品激光打标加工,实例4 大幅面玻璃内雕,玻璃雕刻机,水晶激光内雕,激光保鲜、激光育种,激光育种是突变育种的一种，选用适当波段剂量的激光照射植物种子和其它器官，以诱发突变，进而在其后代中，选择优良变异个体，有可能培育成新品种。目前已在果树等植物育种上应用获得初步成功。也可照射卵、蛹，用于家蚕育种上。,激光培育蔬菜日本东海大学开发出把半导体激光用于蔬菜栽培技术，提高了蔬菜的营养成分。新技术采用播放DVD所用的蓝色和红色激光，取代现在“植物工厂”里使用的钠光灯照射温室里栽培的蔬菜，两种激光的比例是10：1。采用新技术后，蔬菜中维生素C含量能够增加10。,激光美容、激光手术,激光手术刀、激光纤维内窥镜、低功率激光治疗及检测诊断等。,激光治疗仪,脉冲Ho:YAG激光治疗仪 （德国,0.8m,3J,20Hz, 光纤输出）,脉冲Er:YAG激光治疗仪 （美国,2.94m,30w,2J,七关节输出）,波长为6705nm，功率连续可调，最大光纤末端输出功率2瓦,医用半导体激光器,卤化银光纤式CO2激光手术刀,激光近视治疗,照射飞秒激光，制作角膜瓣膜,照射准分子激光，改变角膜的屈光率,将角膜瓣复位并进行消毒,飞秒激光设备,激光美容,激光雷达、能量武器、制导,激光武器：战术武器，主要代表有激光枪和激光炮；战略武器，用于对付敌方的远程导弹、军事卫星等空间武器。,美国的主战坦克，安装了激光测距装备。, 激光制导,利用激光控制炸弹、炮弹、导弹，使之“长上眼睛”，盯住目标，穷追不舍，直到将它消灭。,1）激光波束制导,装置：,A-激光照射器；,B-导弹发射器；,C-尾部带有激光接 收器的制导导弹。,2）半主动式激光制导,构造：,A）激光照射器,B）导弹发射器,C）装有“寻的器”的导弹,1-滤光器；,2-透镜；,3-光敏元件；,4-放大器,5-计算器；,6-自动驾驶仪；,7-舵面伺服仪；,8-电源,是目前较成熟的一种激光制导方式，多用于对付地面目标。如激光制导炸弹、炮弹、空地导弹等。,半主动式激光制导过程,3）全主动式制导,激光照射器与目标寻的器均装在导弹弹体上。作战时，激光照射器向目标照射激光，目标寻的器接收目标反射来的激光信号，将导弹导向目标。,目前尚不很成熟！,美国的夜莺隐形战机，装备了激光制导武器,装备激光压制武器的99式坦克, 激光武器,直接利用高度集中的激光能量对敌人和敌人的武器进行杀伤、破坏的武器。,特点：,1）不需计算弹导，“指哪打哪”。,2）不需计算提前量，“说时迟，那时快”。特别适合攻击高速运动的目标。,3）无后座之扰；,4）不受电子干扰。,受天气影响，云雾、雨雪都有是激光难以逾越的障碍。,局限：,1）低能激光武器（激光轻武器、单兵激光武器）,A）激光手枪,第一支激光手枪是用红宝石激光器制成的,用途：可在几米内烧毁衣服、皮肤且无声 响。也可使人在不知不觉中致盲，近距离内引爆，破坏敌方夜视仪、测距仪等光电传感器。,B）激光枪,用途：,97-3式激光枪,2）高能激光武器（强激光武器、激光炮）,利用高功能激光摧毁敌方卫星、导弹、飞机、坦克等大型目标的武器。（现仍在研制阶段）,历史与现状：,1973年春，美军用激光炮一举击落长4.57m时速482.8Km的飞行靶机;,1976年以用激光炮击落两架飞行于900m高空的高空无人架驶飞机;,1978年美国陆军用激光炮在1-2Km内击落正在高速飞行的“陶式”反坦克导弹弹头裂成碎片;,美国高能激光武器发射窗,美国“激光复仇者”系统安装于悍马吉普车上，移动便捷，被视为未来战争中的一种革命性武器。,由美国国防部和波音公司联合研发的“机载战术激光”(ATL)系统今年进入飞行测试阶段。该系统能发出宽度约10厘米的激光束，并在15公里的战术距离内命中地面目标。,机载战术激光系统,美空军洛克希德-马丁C-130H“大力士”运输机上安装一台高功率“化学氧-碘激光器”(COIL),激光炮,美国把激光武器安装在运输机上，用以击毁低空反舰导弹、巡航导弹、近程火箭弹等。,美国太空战高能激光武器,美国空军“机载激光器”（ABL）飞机停放在华盛顿附近的安德鲁斯空军基地的停机坪上。,美国舰载激光武器,激光通信：让载有信号的激光束通过光导纤维传输至对方以实现通信的方法。,光导纤维,光缆,光放大器,光缆,传导原理：全反射,SMART-1号与地面进行激光通信测试模拟图,SMART-1号探月模拟图,2013.06.20.神舟十号宇航员王亚平在天宫一号上授课，利用激光技术实时天地传输。, 激光信息存储, 激光全息,激光全息防伪,利用激光准直开凿隧道,激光水幕电影,激光表演,激光灯会,激光琴,建立激光产业 激光加工产业 激光印刷产业 激光光盘产业 光纤通信产业 激光医疗产业 激光