文档介绍：光信息科学与技术新生入学报告
2009年9月
学科简介
激光的应用领域
经过40多年的发展,激光现在几乎是无处不在,它已经被用在生活、科研的方方面面:
激光的应用领域
通信领域的应用
加工领域的应用
医学中的应用
激光武器
其他领域的应用
激光通信
我们现在普遍使用的光通信实质上就是激光通信。它信息传输质量高、材料来源广、保密性强、经久耐用等,是通信领域的一场革命,是技术革命中最辉煌的成果之一。
激光通信容量大,如果把普通电话的传输信息量比作是小推车的话,那么激光通信则是汽车。
激光作为光纤通信中信息的载体,有着非常重要的地位。
激光加工上的应用
激光焊接:汽车车身厚薄板、汽车零件、锂电池、心脏起搏器、密封继电器等密封器件以及各种不允许焊接污染和变形的器件。
激光切割:汽车行业、计算机、电气机壳、木刀模业、各种金属零件和特殊材料的切割、圆形锯片、压克力、弹簧垫片、2mm以下的电子机件用铜板、一些金属网板、钢管、镀锡铁板、镀亚铅钢板、磷青铜、电木板、薄铝合金、石英玻璃、硅橡胶、1mm以下氧化铝陶瓷片、航天工业使用的钛合金等等。
激光打孔:激光打孔主要应用在航空航天、汽车制造、电子仪表、化工等行业。激光打孔的迅速发展,主要体现在打孔用YAG激光器的平均输出功率已由5年前的400w提高到了800w至1000w。国内目前比较成熟的激光打孔的应用是在人造金刚石和天然金刚石拉丝模的生产及钟表和仪表的宝石轴承、飞机叶片、多层印刷线路板等行业的生产中。目前使用的激光器多以YAG激光器、CO2激光器为主,也有一些准分子激光器、同位素激光器和半导体泵浦激光器。
激光打标:在各种材料和几乎所有行业均得到广泛应用
激光热处理:在汽车工业中应用广泛,如缸套、曲轴、活塞环、换向器、齿轮等零部件的热处理,同时在航空航天、机床行业和其它机械行业也应用广泛。我国的激光热处理应用远比国外广泛得多。
激光快速成型:将激光加工技术和计算机数控技术及柔性制造技术相结合而形成。多用于模具和模型行业。
激光涂敷:在航空航天、模具及机电行业应用广泛。
激光在医学中的应用
激光应用在医疗器械领域的成果可以分为:钻头、手术刀、焊枪等多种角色。
在眼科,激光束就像焊枪一样,将病人的视网膜焊接好,还可以切除白内障。
在牙科,激光可以代替牙钻。
在外科,激光可以做手术刀,激光刀切割,伤口能自动止血,不需要结扎出血点。还可以应用于激光纤维内窥镜。
激光武器
激光武器被广泛应用于防空,反坦克,,是因为它有三个层次的破坏能力:
:跟激光热加工原理一样,当高能激光束射到目标时,激光的能量会被目标的材料吸收,,断裂,熔化,蒸发,甚至产生爆炸。
:如目标材料被气化,目标材料会在极短时间内产生反冲作用,形成压缩波使材料表面层裂碎开,碎片向外飞时造成进一步破坏。
:目标材料气化的同时会形成等离子体云,能产生辐射紫外线及X光线,使目标内部的电子零件被破坏。
其他应用方向:
激光光谱(laser spectra):以激光为光源的光谱技术。激光光谱学是物理学、化学、生物学及材料科学等密切相关的研究领域。
激光传感器:能实现无接触远距离测量,速度快,精度高,量程大,抗光、电干扰能力强等。
激光雷达(laser radar) :是指用激光器作为辐射源的雷达,激光器是各种形式的发射机。
激光冷却(laser cooling):应用原子光学、原子刻蚀、原子钟、光学晶格、光镊子、玻色-爱因斯坦凝聚、原子激光、高分辨率光谱以及光和物质的相互作用的基础研究等等
激光能源:激光还可应用于核能发电上。要让发电的核能燃料着火,则需要亿度的高温。激光是目前可能达到这个点火温度的技术