激光的應用與發(fā)展趨勢

激光的應用與發(fā)展趨勢PAGEPAGE4激光的應用與發(fā)展趨勢摘要：激光作為新能源代表，在許多領域都有更廣泛應用。本文從激光在當今社會的地位談起，接著介紹激光在幾大領域的應用現(xiàn)狀，最后又分析了激光器以及全球激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢。關鍵詞：激光；激光產(chǎn)業(yè)；發(fā)展趨勢1.激光在當今社會的地位激光器的發(fā)明是20世紀中能與原子能、半導體、計算機相提并論的重大科技成就。自誕生到現(xiàn)在得到了迅速發(fā)展，激光光源的出現(xiàn)是人工制造光源歷史上的又一次革命。我國激光技術在起步階段就發(fā)展迅速，無論是數(shù)量還是質(zhì)量都和當時國際水平接近。一項創(chuàng)新性技術能夠如此迅速地趕上世界先進行列，這在我國近代科技發(fā)展史上并不多見。能夠?qū)⑽锢碓O想、技術方案順利地轉(zhuǎn)化成實際激光器件，主要得力于長春光機所多年來在技術光學、精密機械方面的綜合能力和堅實基礎。一項新技術的開發(fā)，沒有足夠技術支撐很難形成氣候。2.激光的應用現(xiàn)狀2.1激光在自然科學研究上應用2.1.1非線性光學反應在熟悉的反射、折射、吸收等光現(xiàn)象中，反射光、折射光的強度與入射光的強度成正比，這類現(xiàn)象稱為線性光學現(xiàn)象。如果強度除了與入射光強度成正比外，還與入射光強調(diào)成二次方、三次方乃至更高的方次，這就屬非線性光學效應。這些效應只有在入射光足夠大時才表現(xiàn)出來。高功率激光器問世后，人們在激光與物質(zhì)相互作用過程中觀察到非線性光學現(xiàn)象，如頻率變換，拉曼頻移，自聚焦，布布里淵散射等。2.1.2用激光固定原子氣態(tài)原子、分子處于永不停息運動中（速度接近340m/s），且不斷與其它原子，分子碰撞，要“捕獲”操作它們十分不易。1997年華裔科學家、美國斯坦福大學朱棣文等人，首次采用激光束將原子數(shù)冷卻到極低溫度，使其速度比通常做熱運動時降低，達到“捕獲”操作的目的。具體做法是，用六路倆倆成對的正交激光束，用三個相互垂直的方向射向同一點，光束始終將原子推向這點，于是約106個原子形成的小區(qū)，溫度在240以下。這樣使原子的速度減至10m/s兩級。后來又制成抗重力的光-磁陷阱，使原子在約1s內(nèi)從控制區(qū)墜落后被捕獲。此項技術在光譜學、原子鐘、研究量子效應方面有著廣闊的應用前景。2.2激光測距、激光雷達利用激光的高亮度和極好的方向性，做成激光測距儀，激光雷達和激光準直儀。激光測距的原理與聲波測距原理類似。激光雷達與激光測距的工作原理相似，只是激光雷達對準的是運動目標或相對運動目標。利用激光雷達又發(fā)展了遠距離導彈跟蹤和激光制導技術，這些在1991年海灣戰(zhàn)爭中都已投入使用。激光制導導彈，頭部有四個排成十字形的激光接收器（四象限探測儀）。四個接收器收到的激光一樣多，就按原來方向飛行；有一個接收器接受的激光少了，它就自動調(diào)整方向。另一類激光制導是用激光束照射打擊目標，經(jīng)目標反射的激光被導彈上的接收器收到，引導導彈擊中目標。激光準直儀起到導向作用，例如在礦井坑道的開挖過程中為挖掘機導向。激光準直儀還被用在安裝發(fā)動機主軸系統(tǒng)等對方向性要求很高的工作中。2.3激光在工業(yè)應用激光加工代表精密加工裝備未來的發(fā)展方向，體現(xiàn)著一個國家的生產(chǎn)加工能力、裝備水平和競爭能力。目前，激光加工技術在各種僅金屬與非金屬材料加工中的應用非常廣泛。工業(yè)激光器目前主要包括CO2激光器、固體激光器、半導體激光器等。這幾種激光器各具優(yōu)點，如CO2激光器的成本最低，固體激光器的光束質(zhì)量好，半導體激光器的出光效率高。光纖激光器是未來新一代激光技術的發(fā)展方向，它具有常規(guī)固體激光器所不具備的許多優(yōu)點。然而激光器服務的機床企業(yè)非常謹慎，終端用戶對激光器本身的印象遠不及對系統(tǒng)那么深刻。我國激光產(chǎn)業(yè)具有很好的發(fā)展前景和潛力。近年來，中國激光市場呈現(xiàn)出穩(wěn)定、高速增長的態(tài)勢。1999年和2005年，中國激光產(chǎn)品市場銷售額分別為14.13億和47.75億人民幣。在行業(yè)迅猛發(fā)展的同時，我們也該認識到我國激光產(chǎn)業(yè)起步晚、基礎薄弱，與世界領先國家的差距還很大。例如，與先進國家的激光加工系統(tǒng)相比，我國的激光加工系統(tǒng)差距甚大，僅占全球銷售額的2%左右。主要體現(xiàn)在：高檔激光加工系統(tǒng)很少，甚至沒有；主力激光不過關；激光微細加工裝備缺口較大。目前，存在的主要問題有：（1）核心技術少很多關鍵性基礎性技術沒有解決好，甚至某些技術還有退步。目前，國內(nèi)激光產(chǎn)業(yè)的核心技術大多來自于進口，產(chǎn)品競爭力不足。（2）產(chǎn)研結合欠佳我國的激光學術研究方面仍處于世界領先地位，但產(chǎn)業(yè)卻非常落后，其中知識產(chǎn)權和專利成果保護不力，很多先進的激光技術沒有轉(zhuǎn)換成產(chǎn)業(yè)應用。另外，學術的開放性不夠，由于擔心技術流失，導致創(chuàng)新效率低下。（3）創(chuàng)新能力不足，配套能力較差系統(tǒng)的配套能力不高，創(chuàng)新能力不足，大多是傳統(tǒng)結構類型?，F(xiàn)有的產(chǎn)業(yè)大多是光機電算綜合的產(chǎn)業(yè)，而國產(chǎn)激光器和其他行業(yè)的結合很不好，智能化、自動化程度太低，增加了用戶使用的困難。（4）從技術管理上看，缺少良好的評價系統(tǒng)缺少國家標準，評價體系“當量”折算不當，華而不實?，F(xiàn)有的評價體系是一種自我循環(huán)，導致激光產(chǎn)品的質(zhì)量監(jiān)督不夠，這些都不利于激光產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。4.結束語激光在當今世界應用領域越來越廣泛，通過對當今不同激光產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀的了解，對激光以及激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢的把握，有助于我國在激光這一新技術方面處于前列。更好的為經(jīng)濟服務，是我國經(jīng)濟有更大的發(fā)展空間。參考文獻[1]范滇元．激光技術[M]．北京:高等教育出版社，2002，118～120．[2]倪光炯．改變世界的物理學[M]．復旦大學出版社，200，139～145．[3]楊貴銑．激光與光電子學進展[M]．蘇州大學出版社，2008，6：117～119．[4]孟紅云．激光世界[J]．遼寧教育行政學院學報1999，19：1～4．[5]張玉川．國內(nèi)外激光醫(yī)療儀器的新發(fā)展[J]．2002，117～119．[6]羅云．激光與光電子進展[J]．2004，41(1)：