超快激光在制造業(yè)中的應用及前景
日期：2019-03-05 來源：Beyond laser
隨著激光技術的不斷發(fā)展與成熟，在當下，激光器已廣泛應用于高端制造、信息通訊、生物和醫(yī)療健康等產(chǎn)業(yè)及軍事工業(yè)、國防安全等領域，是當今世界戰(zhàn)略高科技競爭的重要設備之一，越來越多的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)依靠激光加工技術，提升產(chǎn)品的加工質量，解決傳統(tǒng)加工方法和工藝不能解決的難題，成功完成轉型。許多發(fā)達國家也將發(fā)展激光技術作為本國優(yōu)先布局的領域，給予大力支持。
繼傳統(tǒng)的氣體、固體激光器之后，光纖激光器、半導體激光器、超短脈沖激光器等新型激光器的問世與高速發(fā)展，顯然會為工業(yè)、制造業(yè)帶來新的機遇和挑戰(zhàn)。
隨之德國“工業(yè)4．0”和“中國制造2025”的啟動發(fā)展，今后高端制造、智能制造、高精密制造的需求會明顯增加，因此，超快激光與先進微納加工技術的結合是學術界和激光應用行業(yè)的最新熱門方向。不過，超快激光的微納制作是一個超前沿的穿插學科范疇，它涉及機械、光學、物理、化學、材料等領域，并在國防、生物、信息、醫(yī)療器件、汽車等范疇普及應用，也就是說，未來的超快激光技術將涉足更多的學科。以超快激光指脈寬短于10ps （10－11s）的激光為例，其具備地超強和超快的奇特優(yōu)勢，使制作進程在感化時光和峰值功率等趨于極端，使微結構加工的精度得到大幅度提升，這對于很多學科的進步和高新技術的突破都具有巨大的推動力量。
超快激光器，結合了光纖激光與超快激光技術，包含1微米、1．5微米和2微米波長的超快光纖激光器，能夠聚焦到微米尺度的空間區(qū)域，同時具有極高的峰值功率和超短的脈沖寬度，不僅有效避免了加工過程中的熱量轉換及熱擴散，實現(xiàn)了真正意義上的激光“冷”加工，同時提高了微加工的精度，已與多個行業(yè)領域取得了合作。如與微電子技術的合作，其大規(guī)模集成電路向更微型化滿足了更高的運算速度和強大的功能要求；而在航空航天、精密機械、生物醫(yī)學等領域，其精密加工能力也有著廣泛的應用替力。目前，不同形式的超快激光微納制作受到各國的重視，成為時代“新寵”。
在應用領域，更精細的加工與數(shù)字化轉化是發(fā)展的重點。一是小型化生產(chǎn)，加大投資力度，生產(chǎn)小型超快激光器和微加工系統(tǒng)，改善加工環(huán)境，延長機器壽命，二是針對激光器加工特點和加工材料開發(fā)模型設計軟件，利用大數(shù)據(jù)技術，對加工過程進行模擬仿真，實現(xiàn)最佳參數(shù)加工。而從學術領域來看，發(fā)展完整的理論解釋，發(fā)現(xiàn)極端情況下，激光與物質相互作用的物理本質，會成為激光技術不斷深化發(fā)展的重要理論基礎。（來源：中國網(wǎng)）
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