激光技术发展历程

　　激光是在 1960 年正式问世的。但是，激光的历史却已有 100 多年。确切地说，远在 1893 年，在波尔多一所中学任教的物理教师布卢什就已经指出，两面靠近和平行镜子之间反射的黄钠光线随着两面镜子之间距离的变化而变化。他虽然不能解释这一点，但为未来发明激光发现了一个极为重要的现象。 1917 年爱因斯坦提出 ＂ 受激辐射 ＂ 的概念，奠定了激光的理论基础。
　　1958 年美国科学家肖洛和汤斯发现了一种奇怪的现象：当他们将闪光灯泡所发射的光照在一种稀土晶体上时，晶体的分子会发出鲜艳的、始终会聚在一起的强光。由此他们提出了 ＂ 激光原理 ＂ ，受激辐射可以得到一种单色性、亮度又很高的新型光源。
　　1958 年，贝尔实验室的汤斯和肖洛发表了关于激光器的经典论文，奠定了激光发展的基础。
　　1960 年 7 月 8 日，美国人梅曼 (T. H. Maiman) 发明了世界上第一台红宝石激光器。梅曼利用红宝石晶体做发光材料，用发光度很高的脉冲氙灯做激发光源，获得了人类有史以来的第一束激光。 从此人们便可获得性质和电磁波相似而频率稳定的光源。研究现代化光通信的时代也从此开始。激光器的英文简称叫 LASER ，意思是 ＂ 受激发射的光放大 ＂ 。
　　1965 年，第一台可产生大功率激光的器件 -- 二氧化碳激光器诞生。
　　1967 年，第一台Ｘ射线激光器研制成功。
　　1997 年，美国麻省理工学院的研究人员研制出第一台原子激光器。
　　行业应用
　　目前激光已广泛应用到 激光焊接 、激光切割、激光打孔（包括斜孔、异孔、膏药打孔、水松纸打孔、钢板打孔、包装印刷打孔等）、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
　　由于激光具有高亮度、高方向性、高单色性和高相干性的特性，因此就给激光加工带来如下一些其它方法所不具备的可贵特点
　　由于它是无接触加工，对工件无直接冲击，因此无机械变形；
　　激光加工过程中无＂刀具＂磨损，无＂切削力＂作用于工件；
　　激光加工过程中，激光束能量密度高，加工速度快，并且是局部加工，对非激光照射部位没有或影 响极小。因此，其热影响的区小工件热变形小后续加工最小；
　　由于激光束易于导向、聚焦、实现方向变换，极易与数控系统配合、对复杂工件进行加工因此它是一种极为灵活的加工方法；
　　生产效率高，加工质量稳定可靠，经济效益和社会效益好 激光加工的优势
　　激光具有的宝贵特性决定了激光在加工领域存在的优势： 
　　①由于它是无接触加工，并且高能量激光束的能量及其移动速度均可调，因此可以实现多种加工的目的。 
　　②它可以对多种金属、非金属加工，特别是可以加工高硬度、高脆性、及高熔点的材料。
　　③激光加工过程中无＂刀具＂磨损，无＂切削力＂作用于工件。 
　　④激光加工过程中，激光束能量密度高，加工速度快，并且是局部加工，对非激光照射部位没有影响或影响极小。因此，其热影响区小，工件热变形小，后续加工量小。 
　　⑤它可以通过透明介质对密闭容器内的工件进行各种加工。 
　　⑥由于激光束易于导向、聚集实现作各方向变换，极易与数控系统配合，对复杂工件进行加工，因此是一种极为灵活的加工方法。 
　　⑦使用激光加工，生产效率高，质量可靠，经济效益好。
　　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、激光清洗等激光加工，广泛应用于电子、珠宝、眼镜、五金、汽车、通讯产品、塑料按键、集成电路IC、医疗器械、模具、通讯、钟表、标牌、包装、工艺品、皮革、木材、纺织、装饰等行业。
　　激光切割加工：
　　应用于金属和非金属材料的加工中，可大大减少加工时间，降低加工成本，提高工件质量。脉冲激光适用于金属材料，连续激光适用于非金属材料，后者是激光切割技术的重要应用领域。现代的激光成了人们所幻想追求的＂削铁如泥＂的＂宝剑＂。 激光在工业领域中的应用是有局限和缺点的，比如用激光来切割食物和胶合板就不成功，食物被切开的同时也被灼烧了，而切割胶合板在经济上还远不合算。
　　激光焊接加工：
　　具有溶池净化效应，能纯净焊缝金属，适用于相同和不同金属材料间的焊接。激光焊接能量密度高，对高熔点、高反射率、高导热率和物理特性相差很大的金属焊接特别有利。激光焊接，用比切割金属时功率较小的激光束，使材料熔化而不使其气化，在冷却后成为一块连续的固体结构。
　　激光打孔加工：
　　激光打孔技术具有精度高、通用性强、效率高、成本低和综合技术经济效益显著等优点，已成为现代制造领域的关键技术之一。在激光出现之前，只能用硬度较大的物质在硬度较小的物质上打孔。这样要在硬度最大的金刚石上打孔，就成了极其困难的事。激光出现后，这一类的操作既快又安全。但是，激光钻出的孔是圆锥形的，而不是机械钻孔的圆柱形，这在有些地方是很不方便的。 
　　激光打标加工：
　　激光打标是激光加工最大的应用领域之一。激光打标是利用高能量密度的激光对工件进行局部照射，使表层材料汽化或发生颜色变化的化学反应，从而留下永久性标记的一种打标方法。激光打标可以打出各种文字、符号和图案等，字符大小可以从毫米到微米量级，这对产品的防伪有特殊的意义。准分子激光打标是近年来发展起来的一项新技术，特别适用于金属打标，可实现亚微米打标，已广泛用于微电子工业和生物工程。 
　　激光热、表处理加工艺包括：激光相变硬化、激光包覆、激光表面合金化、激光退火、激光冲击硬化、激光强化电镀、激光上釉，这些技术对改变材料的机械性能、耐热性和耐腐蚀性等有重要作用。
　　激光在电子工业中也得到广泛应用。可以用它来进行微型仪器的精密加工，可以对脆弱易碎的半导体材料进行精细的划片，也可以用来调整微型电阻的阻值。随着激光器性能的改善和新型激光器的出现，激光在超大规模集成电路方面的应用已经成为许多其他工艺所无法取代的关键性技艺，为超大规模集成电路的发展展现出令人鼓舞的前景。
　　激光技术是高科技的产物，其产生又推动了科学研究的深入发展，并开拓出许多新的学科领域，如非线性光学、激光光谱学、激光化学、激光生物学等。激光被用来研究与生命密切相关的光合作用、血红蛋白、DNA 等的机制。激光还将成为时间和长度的新标准，以后任何高精度的钟表和米尺都可以用某一特定波长的激光束来标定。
　　激光在核能应用上也将大显身手。乐观的专家们估计，到2020年强大的激光会产生安全经济的热核聚变，这类似恒星内部的核反应过程。如果实现，热核聚变将带来巨大无比的社会和经济效益，能源危机亦将不复存在。到那时，一桶水中的氢聚变后所产生的电力足够一个城市使用。