文档介绍：激光加工技术 长春工业大学工程训练中心 李晓路
二十世纪四大发明——
半导体;
原子能;
计算机;
激光
1 激光的产生及其特性
主要内容
2 激光加工的基本原理及特点
3 激光加工的基本设备
4 激光加工技术的应用
光的产生与光源内部原子运动状态有关,原子内的原子核和核外电子间存在着吸引和排斥的矛盾,电子按一定的半径的轨道围绕原子核运动。当原子接受一定的外来能量或向外释放一字的能量时,核外电子的运动轨道半径将发生变化,即产生能级变化,这就是发光的原理。
激光是通过入射光子影响处于亚稳态高能纺的原子、离子或分子跃迁到低能能而完成受激辐射时发出的光,简言之,激光就是受激辐射得到的加强光。
激光的产生
如图所示
原子核
-
原子结构
放電
稳定状態
当外加能量为零时,分子处于稳定状态。
原子核
-
原子核
-
激励
激励状態
当原子获得高能量时
其结构处于不稳定状態
-
还原
-
光
不稳定的原子放出激光后,
还原到原来的稳定状态。
放電
･激光的发生原理
激励
还原
激励
还原
･激光的发生原理
電極
電極
激光
熱
激光的特性
普通光源
激光光源
亮度
电灯:约470sb
太阳: sb
红宝石激光器,
功率1000MW/cm2
方向
无确定方向、发散角大、难会聚
(近似平行光),光束会聚其焦点处光斑10um
单色性
Å
激光的谱线宽度为10-7Å
相干性
氪灯光源的相干长度78cm
激光的相干长度可达几十公里
激光加工是一种重的高能束加工方法,它是利用激光高强度、高亮度、方向性好、单色性好的特性,通过一系列的光学系统聚焦成平行度很高的微细光束(直径几微米至几十微米),获得极高的能量密度(108~1010W/cm2)照射到材料上,使材料在极短的时间内(千分之几秒甚至更短)熔化甚至气化,以达到加热和去除材料的目的。
固体激光器加工简图 1-全反射镜 2-激光工作物质 3-激励能源 4-部分反射镜 5-透镜 6-工件