激光器技术的应用现状和发展趋势

激光器的历史发展及前景 06061224冯世超

摘要：现代高科技领域中，激光器从发明到渐渐深入发展，并逐渐占有越来越重要的地位。激光科学技术的兴起使人类对光的认识和利用达到了一个崭新的水平。本文简单分析了激光器的发展历史、类型演变、工作原理等，并介绍了几种有代表性的激光器。

关键词：激光器、显微操作器、自旋微波激射器、原子钟、激光技术、激光雷达

激光器是一种能发射激光的装臵。1954年制成了第一台微波量子放大器，获得了高度相干的微波束。1958年A.L.肖洛和C.H.汤斯把微波量子放大器原理推广应用到光频范围，并指出了产生激光的方法。1960年T.H.梅曼等人制成了第一台红宝石激光器。1961年A.贾文等人制成了氦氖激光器。1962年R.N.霍耳等人创制了砷化镓半导体激光器。以后，激光器的种类就越来越多。按工作介质分，激光器可分为气体激光器、固体激光器、半导体激光器和染料激光器4大类。近来还发展了自由电子激光器，其工作介质是在周期性磁场中运动的高速电子束，激光波长可覆盖从微波到X射线的广阔波段。按工作方式分，有连续式、脉冲式、调Q和超短脉冲式等几类。大功率激光器通常都是脉冲式输出。各种不同种类的激光器所发射的激光波长已达数千种，最长的波长

大功率半导体激光器封装技术发展趋势及面临的挑战 刘兴胜，杨林，张艳春

(西安炬光科技有限公司，陕西 西安，710119

本文综述了现有高功率半导体激光器（其中包括单发射腔，bar 条，水平阵列和垂直叠阵）的封装技术，并讨论其发展趋势。分析半导体激光器封装技术存在的问题和面临的挑战，并给出解决问题和迎接挑战的方法和策略。

高功率半导体激光器及其泵浦固体激光器具有体积小、重量轻、光电转换效率高、性能稳定、可靠性高、和寿命长等优点，已经成为光电行业中最有发展前途的产品，被广泛应用于工业、军事、医疗和直接的材料处理等领域。组成大功率半导体激光器的基本单元是单发射腔或者单阵列（单阵列由多个单发射腔线性排列而成）。图 1给出了单发射腔半导体激光器示意图，

图 2给出了单阵列半导体激光器的发光示意图。

图 1 单发光腔半导体激光器 发光示意图

图 2 高功率单阵列半导体激

光器发光示意图 对于半导体激光器而言，输出功率、转换效率和可靠性是描述器件性能的三个主要参数。随着芯片制备技术的成熟、成本的降低、性能的提高，半导体激光器出现了新的发展趋势，主要有高输出功率、

高亮度、无铟化封装、窄光谱和低“smile ”效应。本文综述了现有高功率半导体激光器的封装技术

激 光器的原理及应用

激光原理

内容概要第一章：概述激光器基本原理 第二章：开放式光谐振腔理论 与高斯光束 第四章：阐明光和物质相互作用的基本物理过程 第五章、第六章：激光振荡和放大理论 第七章：介绍控制和改善激光器特性的基本技术 第九章：介绍典型激光器的工作原理及特性

目标对激光技术中的物理问题有较系统全面的认识；建立正确的基本概念； 掌握一定的有关激光器技术方面的知识。

激光原理 . 绪论

绪一、激光的特性1. 方向性好

论

2. 单色性好

激光原理 . 绪论

激光原理 . 绪论

3. 能量集中空间高度集中：亮度比太阳表面高 1010 倍。 时间高度集中：功率峰值为 1012 瓦。 4. 相干性好

二、激光的应用1. 工业应用 精密测量(距离、位移)

激光原理 . 绪论

激光加工(切割、焊接、打孔、雕刻)光谱分析 2. 医学应用 眼科

普通外科牙科 皮肤科

激光原理 . 绪论

3. 军事应用 激光测距 激光制导 激光侦察 大气激光通信

激光原理 . 绪论

激光武器

激光原理 . 绪论

4. 日常应用 激光打印机 激光防伪CD/VCD 电脑光驱 激光霓虹灯 条形码扫描器

激光原理 . 绪论

激光原理 . 绪论

5. 通信领域的应用 (1)空间激光通信

激光原理 . 绪论

(2)光纤通信光纤

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生物3D打印技术的应用现状和发展趋势

作者：陈鑫 李方正

来源：《新材料产业》2017年第11期

3D打印（又称“增材制造”）已成为推动新一轮技术创新和产业变革的重要力量。生物医疗领域以其需求量大、个性化程度高、产品附加值高的特点，成为3D打印技术的重要应用领域。目前，生物3D打印技术已经被应用于术前规划、体外医疗器械、齿科、金属植入物等领域，未来将向可降解体内植入物和3D打印生物组织/器官等方向发展。 一、生物3D打印内涵和发展现状 1.生物3D打印内涵

生物3D打印是基于离散-堆积成形原理，以活细胞、生物活性因子及生物材料的基本成形单元，设计制造具有生物活性的人工器官、植入物或细胞三维结构的技术，融合了制造科学与生物医学，是一项具有交叉性和前沿性的新兴技术。生物3D打印技术主要包括3个技术范畴。一是基于生物医学影像数据重建或设计三维立体数字化模型并3D打印成形技术，可应用于术前规划、外科整形和手术导板等领域，满足个性化需求；二是基于仿生的多尺度生物复杂结构设计和建模，建立具有多尺度复杂结构，并满足成形制造能力的生物系

光纤激光器与不同激光器的比较

光纤机和YAG固体激光机及其它激光器工作原理区别

YAG激光熟称红宝石固体激光，光纤则是另外一种高端产品。 不管是YAG激光还是光纤激光焊接原理都一样，主要是发生器不一样。

光纤激光器是把泵浦物质掺入到光纤中，由半导体激光器发出的特定的波长的激光耦合后。使光纤产生激光，光纤激光的优点是模式好，利于焊接。光电转换率高可以达到二氧化碳激光（CO2)的两倍。而且在焊接的时候有优势，因为光纤激光器发出的光是1070纳米的波长 所以吸收率更高。

其半导体泵浦光纤激光器和光纤传导直接半导体管激光器系列，包括1Kw以上的单模激光器、高达50 kW的多模激光器、25 kW 调Q脉冲激光器以及高达10 kW的直接半导体激光器。

所有光纤激光器都具有性能可靠、结构紧凑、半导体泵浦源寿命长、免维护、电光转换效率最高、以及在全功率范围内，光束发散角和光束质量完全保持一致等特点。 光纤激光机可用于微电子、印刷、汽车、医疗设备、造船、航空等诸多行业，可加工材料涵盖从心脏支架和计算机存储芯片的微机械加工，直到厚管壁的深熔焊。

使用操作灵活，是光纤激光器最具革命性的特

光纤激光器与不同激光器的比较

光纤机和YAG固体激光机及其它激光器工作原理区别

YAG激光熟称红宝石固体激光，光纤则是另外一种高端产品。 不管是YAG激光还是光纤激光焊接原理都一样，主要是发生器不一样。

光纤激光器是把泵浦物质掺入到光纤中，由半导体激光器发出的特定的波长的激光耦合后。使光纤产生激光，光纤激光的优点是模式好，利于焊接。光电转换率高可以达到二氧化碳激光（CO2)的两倍。而且在焊接的时候有优势，因为光纤激光器发出的光是1070纳米的波长 所以吸收率更高。

其半导体泵浦光纤激光器和光纤传导直接半导体管激光器系列，包括1Kw以上的单模激光器、高达50 kW的多模激光器、25 kW 调Q脉冲激光器以及高达10 kW的直接半导体激光器。

所有光纤激光器都具有性能可靠、结构紧凑、半导体泵浦源寿命长、免维护、电光转换效率最高、以及在全功率范围内，光束发散角和光束质量完全保持一致等特点。 光纤激光机可用于微电子、印刷、汽车、医疗设备、造船、航空等诸多行业，可加工材料涵盖从心脏支架和计算机存储芯片的微机械加工，直到厚管壁的深熔焊。

使用操作灵活，是光纤激光器最具革命性的特

塑性成形技术的研究现状与发展趋势

摘要：本文叙述了塑性成形技术的研究现状，介绍了现代塑性成形技术的发展趋势，提出了当代塑性成形技术的研究方向。 关键词：塑性成形模具技术研究现状发展趋势

1引言

塑性成形技术具有高产、优质、低耗等显著特点，已成为当今先进制造技术的重要发展方向。据国际生产技术协会预测，21世纪，机械制造工业零件粗加工的75%和精加工的50%都采用塑性成形的方式实现。工业部门的广泛需求为塑性成形新工艺新设备的发展提供了强大的原动力和空前的机遇。金属及非金属材料的塑性成形过程都是在模具型腔中来完成的。因此，模具工业已成为国民经济的重要基础工业。

新世纪，科学技术面临着巨大的变革。通过与计算机的紧密结合，数控加工、激光成型、人工智能、材料科学和集成制造等一系列与塑性成形相关联的技术发展速度之快，学科领域交叉之广泛是过去任何时代无法比拟的，塑性成形新工艺和新设备不断地涌现，掌握塑性成形技术的现状和发展趋势，有助于及时研究、推广和应用高新技术，推动塑性成形技术的持续发展。

实施塑性成形技术的最终形式就是模具产品，而模具工业发展的关键是模具技术进步，模具技术又涉及到多学科的交叉。模具作为一种高附加值产品和技术密集型产品，其技术水平的高低已成

浅谈先进制造技术现状和发展趋势

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先进制造技术不仅是衡量一个国家科技发展水平的重要标志，也是国际间科技竞争的重点。我国正处于工业化经济发展的关键时期，制造技术是我们的薄弱环节。只有跟上发展先进制造技术的世界潮流，将其放在战略优先地位，并以足够的力度予以实施,，进一步推进国企改革，推动建立强大的企业集团。推进技术创新，推动大型企业尽快建立技术开发中心，广泛吸引人才，在重大技术创新项目中实行产学研结合，才能尽快缩小同发达国家的差距，才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。本文将详细介绍先进制造技术的含义、特点以及在我国的发展状况和发展趋势。

1 先进制造技术的含义和特点

含义

先进制造技术（AMT）是以人为主体，以计算机技术为支柱，以提高综合效益为目的，是传统制造业不断地吸收机械、信息、材料、能源、环保等高新技术及现代系统管理技术等方面最新的成果，并将其综合应用于产品开发与设计、制造、检测、管理及售后服务的制造全过程，实现优质、高效、低耗、清洁、敏捷制造，并取得理想技术经济效果的前沿制造技术的总称。

先进制造技术的特点

1）是面向工业应用的技术先进制造技术并不限于制造过程本身，它涉及到产品从市场调研、产品开发及工艺设计、

超声无损检测技求的现状和发展趋势

无损检测技术已经历一个世纪，尽管无损检测技术本身并非一种生产技术，但其技术水平却能反映该部门、该行业、该地区甚至该国的工业技术水平。无损检测技术所能带来的经济效益十分明显。统计资料显示，经过无损检测后的产品增值情况大致是，机械产品为5%，国防、宇航、原子能产品为12%-18% ，火箭为20%。例如，德国奔驰公司汽车几千个零件经过无损检测后，整车运行公里数提高了一倍，大大提高了产品在国际市场的竞争能力：日本小汽车生产中30%零件采用无损检测后质量迅速超过美国。德国科学家认为，无损检测验技术是机械工业的四大支柱之一。美国前总统里根曾说:“没有先进的无损检测技术，美国就不可能享有在众多领域的领先地位”。可见现代工业是建立在无损检测基础上的说法并不为过。世界各国都对超声无损检测给予了高度的重视。

超声无损检测技术(UT)是五大常规检测技术之一，与其它常规无损检橄技术相比，它具有被测对象范围广，检测深度大：缺陷定位准确.检测灵敏度高：成本低，使用方便：速度快，对人体无害以及便于现场使用等特点。因此.超声无损检测技术是国内外应用最广泛、使用颇率最高且发展较快的一种无损检测技术，体现在改进产品质量、产品设计、加工制造、成

原创。学期作业

快速成型技术的现状和发展趋势

1 快速成型技术的基本成型原理 近十几年来，随着全球市场一体化的形成，制造业的竞争十分激烈。尤其是计算机技术的迅速普遍和CAD/CAM技术的广泛应用，使得快速成型技术 (Rapid Prototyping简称RP)得到了异乎寻常的高速发展，表现出很强的生命力和广阔的应用前景。

传统的加工技术是采用去材料的加工方式，在毛坯上把多余的材料去除，得到我们想要的产品。而快速成型技术基本原理是:

借助计算机或三维扫描系统构建目标零件的三维数字化模型,之后将该信息传输到计算机控制的机电控制系统,计算机将模型按一定厚度进行“切片”处理,即将零件的3D数据信息离散成一系列2D轮廓信息,通过逐点逐面的增材制造方法将材料逐层堆积,获得实体零件,最后进行必要的少量加工和热处理,使零件性能、尺寸等满足设计要求。。它集机械工程、CAD、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一身，可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件，从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种高效低成本的实现手段。

目前，快速成形的工艺方法已有几十种之多，大致可分为7大类，包括立体印刷、叠层实体制