I historien om menneskelig teknologi kan fremveksten av laserteknologi beskrives som en revolusjon i samspillet mellom lys og materie. Fra Einsteins forslag fra teorien om stimulert utslipp til utviklingen av den første Ruby -laseren av Maiman i 1960, har denne teknologien trengt gjennom hvert felt - inkludert industri, medisin, kommunikasjon og militær - innen bare et århundre, og ble en kjernekjøring for moderne samfunnsutvikling. Som et landemerke -teknologi innen optoelektronikkfeltet, har lasere ikke bare omdefinert grensene for "lette" applikasjoner, men også demonstrert et enormt potensial i å kutte - kantfelt som smart produksjon, biovitenskap og romutforskning.
Essensen av lasere
Essensen av lasere er stimulert utslipp av lysforsterkning (laser), basert på Einsteins kvanteteori. Gjennom den synergistiske interaksjonen mellom et aktivt medium (for eksempel gass eller krystaller), en pumpekilde (energiinjeksjon) og et optisk resonatorhulrom, oppnås partikkelnummerinversjon, og forsterker spesifikke fotoner for å danne en svært koherent (fase, frekvens og retningsbestemt), ekstremt monokromatisk (smal spektrum), retning. Dette gjør lasere til en kjernelyskilde for moderne teknologier som kommunikasjon, produksjon og medisin. Lasers iboende natur gjør dem til den eneste lyskilden som er i stand til samtidig å oppfylle kravene til høy presisjon, høy energi og høy kontrollerbarhet. De gir det fysiske grunnlaget for applikasjoner som Fiber - optisk kommunikasjon (optiske bærere), presisjonsfremstilling (optiske kniver), medisinsk kirurgi (ikke - invasiv behandling), kvanteteknologi og enkelt - fotonkilder) og gravitasjonsteknologi (enkeltbølgebølging.
Applikasjoner av lasere i kommunikasjon
Kjernefordelen med laserteknologi ligger i dens "fire høye" egenskaper: høy retning (stråledivergensvinkel så lav som milliarcseconds), høy monokromatiskhet (bølgelengde renhet opp til 10^-6 nanometre), høy lysstyrke (hundrevis av milliarder ganger lysere) og høy koherens (perfekt unit of of milliarder lysere enn solklys. Disse egenskapene har gitt opphav til tre viktige teknologiske grener innen optoelektronikkfeltet.
Først informasjon optoelectronics: "lyset - hastighetskanal" for datastrømmer. For det andre, bio - optoelectronics: "Light - basert sonde" for livsvitenskap. For det tredje, energioptoelektronikk: "lyset - basert blad" for presis kontroll. Nedenfor vil vi først og fremst introdusere denne presisjonen - produsert "Lyskniv."
Lasere, som energibærere, muliggjør materialbehandling med Micron - nivå presisjon. I industriell produksjon revolusjonerer deres ikke - kontaktbehandling og minimal varme - soner soner tradisjonelle mekaniske prosesseringsmetoder. De oppfyller også bedre de høyere presisjonskravene til nye materialer.
Fordeler med laserbehandling
Laseren "Optical Knife" omformer moderne industrielle produksjonsparadigmer med sin høye presisjon, effektivitet og tilpasningsevne:
- I behandlingen av Ultra - harde materialer
Lasere fokuserer høyt - energi - tetthetsstråler (spotdiametre så små som 10 μm) for å smelte eller fordampe materialer direkte, slik at ikke - kontaktbehandling og unngå sprekker eller deformasjon forårsaket av mekanisk stress.
- I ny materialebehandling
Når du arbeider med svært sprø materialer, er tradisjonell mekanisk prosessering utsatt for å forårsake mikro - sprekker. Laserskjæring oppnår rusk - gratis skjæring ved å kontrollere laserkrafttetthet (10⁴ - 10⁶ w/cm²) og skannehastighet (20–80 mm/s), med hulldiameternøyaktighet så høy som ± 2 μm. For laserbehandling av halvledermaterialer (for eksempel silisiumskiver), lager femtosecond -lasere et modifisert lag i skiven, kombinert med kjemisk etsing for å oppnå rusk - fritt skjæring med et kutt tap så lavt som 5 μm, og støtter miniatyriseringen av integrerte kretser.
