激光激光雕刻机的回顾与展望

“激光”一词是“激光”的意译。激光原本是由辐射受激发射的光放大前缀组合而成的专用名词,国内翻译为“激光器”、“激光器”、“光受激辐射放大器”。1964年,钱学森院士提出将其命名为“激光”,既体现了“受激辐射”的科学内涵,又表明它是一种很强的新光源,贴切、生动、简洁,得到我国科学界的一致认可,并沿用至今。

自1961宣布我国第一台激光器研制成功以来,在全国激光科研、教学、生产和使用单位的共同努力下,我国已形成门类齐全、水平先进、应用广泛的激光科技领域,产业化取得可喜进展,为我国科技、国民经济和国防建设做出了积极贡献,在国际上赢得了一席之地。激光科技事业从一开始就受到领导和科学管理部门的高度重视。当时中国科学院副院长张劲夫提出了建立专业激光研究所的设想,很快得到国家科委和国家计委的批准。主管科技工作的聂副总理也专门批示:研究所要建在上海,上海工业基础好,有利于这项新技术的发展。

1964年,中国乃至世界上第一个激光技术专业研究所——上海光学精密机械研究所(简称“上海光机所”)成立。当年2月,全国激光会议在沪召开,张劲夫、严济慈出席并主持,140名代表提交了103份学术报告。

1964开始的“6403”高能钕玻璃激光系统,1965开始的高功率激光系统和核聚变研究,1966制定的15种军用激光器研制等重点项目,由于技术综合性强、难度大,有力地拉动和推动了我国激光技术的发展。中国的激光科技产业,虽然也遭受了十年“文革”的浩劫,但在重点项目的支持下,依然顽强生存,取得了宝贵的进步。“6403”高能钕玻璃激光系统于1964年启动。最后技术上判断热效应是根本技术障碍,在1976卸载。这个项目对高能激光技术的发展有着不可忽视的历史性贡献,它把中国的激光技术水平提高到了一个更高的水平。主要成果如下:建成了具有工程规模的大口径(1.20 mm)振荡放大激光系统,最大输出能量达到320000焦耳;光束质量提高后达到3万焦耳。实现了系统的技术集成,并成功进行了射击实验。80毫米铝靶在室内10米处被穿透,0.2毫米铝耙在室外2公里处被穿透。系统研究了强激光辐射的生物效应和材料破坏机理。首次揭示了强光对激光系统本身的光损伤现象和机理。首次深刻理解激光光束质量的重要性和物理内涵,采用10000焦耳非稳腔激光器、平板激光器、振荡-扫描放大激光系统、楔形光束质量诊断等一系列创新技术提升光束质量。激光元器件及配套技术取得突破性进展,如低吸收高均匀钕玻璃熔融工艺、高能脉冲氙气、高强度介质膜、大口径(1.2m)光学精密加工等。培养和造就了一批技术骨干队伍。高功率激光系统与核聚变研究1964王独立提出激光核聚变倡议,并于1965开始研究。经过几年的努力,建成了输出功率为10(上标10)瓦的纳秒激光装置,并于1973年5月在低温氘靶、常温氘化锂靶和氘化聚乙烯上首次产生中子。1974年研制成功我国第一台多通芯片放大器,使激光输出功率提高了10倍,中子产额提高了一个数量级。国际向心压缩原理解密后,1976年积极跟踪研制六束激光系统,照射充气玻壳靶,获得近100倍的体积压缩。这一系列重大突破,使我国激光聚变研究进入世界先进行列,为未来长期可持续发展奠定了基础。军用激光研究1966 65438+2月,国防科工委召开军用激光规划会,48家单位130多人参加。会议制定了包括15激光整机和9项配套技术的发展规划。虽然该公约尚未得到正式批准,但它在促进该公约方面发挥了有益的作用。在随后的几年里,这一领域出现了一些重要的成就。例如,激光测距技术在靶场的初步试验是成功的:使用重复频率为20 Hz的YAG调Q激光器,测距精度优于2米,最大测量距离为660公里。将其添加到经纬仪中,可以实现飞行目标的单站定轨。这一成果为今后完成洲际导弹再入段弹道测量创造了必要条件。红宝石激光卫星测距:美国实验卫星Expl-27、EXPL-29、EXPL-36测量成功,最远可测距离2300公里,精度约2米。这是第一代卫星测距的成果,为未来更远距离、更高精度的卫星测距奠定了基础。红宝石激光雷达和机载红外激光雷达首次实现了对地空和空空飞行器的跟踪和测距。激光航测仪:将激光测距仪和航空相机相结合,在平面上进行航测,完成偏远地区等复杂地形的测绘。重复率6次/分钟,测距精度1m。地炮激光测距仪:能独立完成观测、测距、测角(方向和高低角)、磁针定向等功能。测距范围为300-10000米,精度为5米。在激光应用方面,Nd:YAG激光通信(3-12信道)、He-Ne激光通信和单/三信道半导体激光通信已在通信实验中获得成功。Nd:YAG激光刀、CO2激光刀、激光虹膜切除仪等医疗设备也已投入使用。激光全息术、激光全息术在平面光弹性中的应用、脉冲激光动态全息术和拉曼分光光度计成为计量科学的新手段;数控激光切割机、激光准直仪、同位素硫的激光分离、农业研究用液体激光器、大屏幕导航显示等成果也在工农业中得到应用。在1978年3月召开的全国科学大会上,近80个激光项目获奖,其中民用产品70个,军用产品10个,全面反映了这一时期我国激光技术发展的成就。虽然激光产业的雏形早在60年代就出现在加工(激光打孔)、医疗设备、测距等方面,但当时只是零星分散的少量研发生产,未能形成气候。直到改革开放以后,特别是在“发展高科技,实现产业化”的政策导向下,中国才有了真正的激光产业。

1987 1,中国光学工业协会成立,后更名为中国光学光电,下设激光分会。根据1998年行业协会对中国激光行业的调查统计,全国主要激光产品生产单位约100家,从业人员6400人,人均销售额12.5万元,主要分布在湖北、北京、上海等地。中国激光产业从1.988年的1亿元增长到1.998年的8亿元,年均增长22.3%。总销售额在1.2亿元。65,438+0,998出口65,438+0,200,000美元,占总值的65,438+0,654,38+0.6%。

按照国际上通常的分类方法,激光产品包括激光加工、医疗、印刷、光存储、测距准直、探测、娱乐和教育中的各种激光仪器和设备,通信用的激光器件和激光元器件,以及激光材料、元器件和组件等。11.在国内,销量最大的是激光测距和准直,发展最快的是激光加工(YAG激光加工设备近两年以46%-60%的速度增长,达到9000万元,超过CO2激光加工设备)。激光医疗市场发展较早,曾经高速增长,现在处于低谷,销售额徘徊在5500万元。高端产品市场几乎完全被国外产品占领,但天津大学研发的TD-98调Q红宝石激光治疗机以质取胜,通过FDA认证,批量出口。1998的激光分类显示,固体激光器占比37.4%,半导体激光器占比18.5%,呈现出固体激光器市场蓬勃发展,半导体激光器快速增长的趋势。二极管泵浦的固体激光器(脉冲、连续、单模稳频、微芯片、倍频)将成为新的增长点。

由于历史原因,我们的激光科研实力比较强,激光产业还处于幼稚产业阶段。如何在社会转型期抓住机遇,大力推动我国激光产业的发展,在国内外市场上占有更多的份额,是摆在广大激光工作者面前的一项光荣而艰巨的任务。经过38年的努力,中国的激光技术已经有了比较雄厚的技术基础,培养了一支高素质的队伍。这支队伍分布在科研、高校、工业部门、企业和地方,拥有数千名科技人员,其中包括一批学成回国的优秀青年科学家和20多名两院院士。可以预见,在21世纪,中国的激光科技将会有更加辉煌的发展。在ICF激光驱动器、高功率化学激光器、半导体泵浦固体激光器、超短超强激光、激光测距与监控、人工晶体和激光产业等领域,中国激光科技工作者将锐意创新,勇攀高峰。