激光技術的發展與應用

  在激光加工領域，我國的激光加工技術已經取得了非常重大的成果，這給我國的激光深加工領域打來了非常大的契機，并且大大提升了切割的效率。
  從1964年第一臺CO2激光器出現到現在，經過近四十年的發展，從封離式CO2激光器、慢速軸流CO2激光器、橫流CO2激光器，到高頻羅茲泵型快速軸流、射頻turbo型快速軸流以至目前出現的擴散型Slab CO2激光器的發展中可以看到,一方面激光輸出功率不斷提高，體積不斷縮小，另一方面激光器的效率不斷提高，光束質量越來越好。擴散型Slab CO2激光器光束橫截面上光強分布接近高斯分布，具有極好的光束質量，在加大的激光加工工作區焦點的漂移很小，非常有利于大范圍激光傳輸與聚集，這對大尺寸工件的切割應用非常重要。
用于制造業中的激光系統即激光制造系統，一般由激光器、激光傳輸系統、激光聚焦系統、控制系統、運動系統、傳感與檢測系統組成，其核心為激光器。
激光作為熱源或光源(能量)是激光制造中的“刀具”或“工具”。該“刀具”或“工具”的質量直接影響著加工制造的結果。激光光束質量的好壞可以采用光束遠場發散角、光束聚焦特征參數值Kf和衍射極限倍因子M2(M)或光束傳輸因子K值來表示。對小功率激光器，工作物質均勻穩定，一般可以實現基模輸出，其光束橫截面能量分布為高斯分布，且在傳輸過程中保持不變，光束質量較好；對于大功率激光器，一般不易得到基模輸出，輸出的往往為多模激光束，激光光束質量變差(如圖1)。目前工業上常用的大功率激光器有CO2激光器和YAG激光器兩種。大功率激光器的工業應用領域很廣，激光切割、激光焊接都需要優良的光束質量，而追求高光束質量的大功率激光是工業用激光器不斷發展的目標。