激光在各个领域的应用调研报告

激光在各个领域的应用调研报告

一丶激光技术在医学上的应用

激光是一方向性强，单色性能好和能高度集中的相干光束，利用透镜能聚焦成非常小的光点，在光点上其能量密度非常高，并且可以在几个微秒或几个毫秒之内发生作用，激光的光点经聚焦以后其直径可达几十个微米，因而在治疗时可以精确地选择病变部位。激光以其特有的优越性能解决了许多传统医学的难题。激光治疗最早应用于眼科，对视网膜剥离、眼底血管病变、虹膜切开、青光眼等一大批眼科疾患均能用激光治疗。激光手术刀具有术中出血少，可减少细菌感染等优点。激光与中医针灸术结合而形成的“光针”，对镇痛、哮喘、遗尿、高血压等有一定疗效。激光技术为现代医学提供了一种“神力”，能够治疗内科、外科、眼科、皮肤、肿瘤和耳鼻喉科的100多种疾病。激光医学在临床上的应用主要分为三大部分,包括: ①激光在基础医学研究中的应用,主要是通过激光与人体器官组织、细胞和生物分子的相互作用来研究激光的生物效应。②激光诊断,是以激光作为信息载体,利用激光单色性好的特点,对组织病理形态、病理情况下的功能及找出某些致病因素等方面进行光谱分析。③激光治疗,是以激光作为能量载体,利用激光对组织的生物学效应进行治疗,多年来,激光技术已成为临床治疗的有效手段,也成为发展医学诊断的关键技术，包括：弱激光治疗，高强度激光手术，激光动力学疗法(光化学疗法)，激光诊断。

二丶激光技术在工业领域的应用

激光因具有单色性、相干性、和平行性三大优点，将此应用于材料加工，形成一门新型的加工工业—激光工业。激光的空间控制性和时间控制性很好，对加工对象的材质、形状、尺寸和加工环境的自由度都很大，与计算机数控技术相结合，可构成高效自动化加工设备。广泛应用于汽车、电子、电器、航空、冶金、机械制造等重要部门，对提高劳动生产率、产品质量、自动化、无污染、减少材料消耗等起重要作用。经过不断的研究开发，激光已经广泛应用于切削加工、焊接、表面工程技术、非金属材料和硬质合金加工等方面。在汽车工业中, 激光加工通常以切割为主。激光切割一般采用基模或低阶模大功率器, 激光束经聚焦后具有极高的功率密度, 可使材料产生汽化或熔化现象。由于金属表面对于波长为1016L m 的CO 2 激光反射率高, 为了提高切割速度和切割质量, 在切割金属工件往往吹送氧气或压缩空气, 以提高切割效率, 而在切割易燃材料时则吹送氮气等惰性气体以防止燃烧。[6] 激光切割具有许多优点: ① 缝窄 (011mm～015mm ) , 节省材料; ② 工件热变形小; ③ 只须定位而不需夹紧、划线, 工件无机械应力及表面损伤; ④ 能切割脆性材料, 和极软、极硬的材料, 包括淬火钢; ⑤ 切口平行度好、切边洁净, 可直接用于焊接; ⑥ 切割速度高 (可达10mö m in 以上) , 无工具磨损; ⑦ 易于实现数控或计算机控制, 并可多工位操作等。现代激光切割技术已经发展成完备的激光切割系统, 除功率大、模式好的激光器外还配有滚珠丝杠传动的高精度工作台, 由计算机控制, 通过多坐标联动可以实现各种复杂的平面或空间图形的切割, 甚至还研制出加工精度更高、柔

性更好的激光切割机器人。在许多国外汽车制造公司中, 激光切割技术的应用非常普遍。如在样车研制和小批量生产中, 常使用三维以上的激光切割加工系统, 切割各种板件。在生产线上, 则采用激光切割机器人

对已经冲压成型的部件进行在线立体切割。高效激光切割系统的应用, 大幅度缩短了新车的研制时间和汽车的生产准备周期, 使生产实现了自动化和柔性化。据报道, 汽车制造中激光切割加工比传统机械加工方式的加工费用减少了50%左右, 且生产效率也得到了大幅度的提高。可以预见, 随着消费者对汽车日趋个性化的追求, 小批量、多品种必然成为汽车制造的潮流, 且随着科技的发展, 激光切割系统质量不断提高、价格逐渐下降, 激光切割技术将在汽车工业中获得更加广泛的应用。此外，汽车工业还使用到激光焊接，激光表面改性，激光检测，激光快速成型，激光毛化技术, 激光熔覆技术等等各类激光技术。

三丶激光技术在军事上的应用

战舰用激光测距仪，是激光在海军最成功的也是最主要的应用，他主要和电视跟踪器、红外跟踪器和大型计算机组成光电火控系统。这个火控系统在小型战舰上可以作为主要火控，在大型战舰可以作为辅助的火控系统。出来水面战舰用激光测距仪，潜艇潜望镜也用的激光测距仪，可见，这个测距技术也是激光在军事上运用比较成熟的一个例子。不过激光在军事上运用最成熟的应该是激光制导武器，如激光制导导弹，激光制导炸弹，激光制导炮弹，激光制导鱼雷等等。激光制导导弹由三部分组成：导引头，战斗部、尾翼。激光制导导弹并不能发射激光，主要是接受激光。激光和导弹也不是安装在一块的，它的发射作用于两架飞机：一架叫激光照射机，一架是导弹携带机。激光照射机常在万米高空作业，它完全避开了地面火炮（导弹）的射程；激光照射机在对地面欲打击目标进行照射后，激光制导导弹的引导头立即接收到了回射的激光，经过滤光片由聚焦透镜聚焦到探测仪上，形成误差信号；误差信号再经计算机变成控制信号，再传送到另一飞机的执行系统最终操纵导弹飞向打击目标。还有反坦克和反舰两种。所谓激光制导，就是以激光为信息载体，把导弹、炮弹或炸弹引向目标而实施精确打击的先进技术。精准，是激光制导武器的鲜明特点，由于激光的单色性

好，光束的发散角小，敌方很难对制导系统实施有效干扰，因而使它具有了其他制导方式无法匹敌的优势。激光制导通常有“视线式”和“寻的式”。“视线式”的典型代表是激光驾束制导，“寻的式”的典型代表是激光半主动式寻的制导，也是目前最常用的激光制导方式。激光驾束制导简言之就是激光制导系统瞄准目标并连续发射激光，位于弹尾的激光接收器接收激光，控制弹体像“骑”着激光一样沿光束中心飞行。激光制导武器自问世以来，便在现代战争中大显身手，备受世人关注。目前，世界各军事强国都纷纷加强激光制导武器的研制。从激光制导技术的发展来看，其多样化的发展趋势十分明显：智能化—让激光主动寻的。远程化—增大作用距离。小型化—减小制导系统的体积和重量。复合化—着力发展复合制导。此外，激光制导武器还在向采用对人眼安全波段、新的激光编码方式、以及标准化和模块化方向发展。现代激光技术在军事领域的广泛应用不仅可以提高现有常规武器的精确打击能力，还可为军队提供新型战术战略武器。激光技术在军事上除上述应用外还有许多其他应用，诸如激光拦截、激光防护、激光对抗、激光引信等等。它们的成功应用将大大提高军队在高技术战争中的对敌打击与自我防护能力。同时，激光技术的民用化也大大促进了民用科技的