1、激光的应用,激光的应用非常广泛，几乎遍及工业、农业、军事、医疗、科学研究等每一个领域。根据各种激光器发射光的功率密度，相干性、准直性、单色性的不同，应用范围也不同。例如，激光通迅、激光测距、激光定向、激光准直、激光雷达、激光切削、激光手术、激光武器、激光显微分析、激光受控热核反应等，主要是利用激光的方向性与高功率密度；而激光全息、激光测长、激光干涉、激光多谱勒效应则主要是利用激光的单向性和相干性。当然，激光的几方面的特性往往不能截然分开，有的应用（如非线性光学）与激光的几方面的特性都有关。下面就一些方面的应用举例介绍。,1,激光的应用,激光测距 根据光束往返时间可以测定目标的距离。然而普通光束
2、的发散角较大，光强也比较小，距离大小，返回的光束十分微弱。巨脉冲红宝石激光器可在20ns的时间内发射4J的能量，脉冲功率达2108W，而发散角经透镜进一步会聚可小至5。利用这一束定向的强光束已经精确地测定了地球到月球之间的距离，在平均为4105km的距离上测量误差只有3m，这是以往其他方法无法实现的。,2,激光测距,利用激光的单色性和相干性好、方向性强等特点，以实现高精度的计量和检测，如测量长度、距离、速度、角度等等。在技术途径上可分为:脉冲式激光测距连续波相位式激光测距,3,脉冲式激光测距,脉冲式激光测距原理与雷达测距相似，测距仪向目标发射激光信号，碰到目标就要被反射回来，由于光的传播速度是
3、已知的，所以只要记录下光信号的往返时间，用光速（30万千米/秒）乘以往返时间的二分之一，就是所要测量的距离。,4,连续波相位式激光测距,连续波相位式激光测距是用连续调制的激光波束照射被测目标，从测量光束往返中造成的相位变化，可换算出被测目标的距离。为了确保测量精度，一般要在被测目标上安装激光反射器。它测量的相对误差为百万分之一。激光测距仪与微波雷达结合，还可以发挥激光波速窄的特长，弥补微波雷达低仰角工作时受地面干扰的不足。激光测距与光学经纬仪、红外及电视跟踪系统相结合，组成光电跟踪测量系统，既可作为靶场试验的测量设备，又常用作武器的光电火力控制系统。这种激光测距仪已广泛用于地面火炮、坦克炮的火
4、控系统，大大提高了命中率。,5,连续波相位式激光测距原理,6,激光测距仪,7,法国HAP,激光的应用,激光加工 特征：1、热加工方法，可加工高熔点、高硬度材料。2、无接触加工，加工机可适当地与加工材料分离，因此，有可能对零件中复杂曲折的细微部分进行加工，在磁场中也能进行加工。3、多种材料的微细加工，可以较容易实现自动控制。,8,激光的应用加工,激光切割 具有非接触加工、切缝非常窄、邻近切边的热影响区小等特点。加工对象按难易程度排列有布、木材、陶瓷、钢板、铝板、复合材料等。,9,激光防伪,一. 第一代激光防伪技术 第一代激光防伪技术是激光模压全息图像防伪标识。二. 改进的激光全息图象防伪标识 由
5、于第一代激光全息防伪标识已经完全失去了防伪功能，人们不得不开始对其进行改进。改进的方法主要有三种：第一种是采用计算机技术改进全息图象。第二种是研制成了透明激光全息图象防伪标识，身份证。第三种是反射激光全息图象防伪标识。三. 加密全息图象防伪技术 加密的全息图象是采用诸如随机位相编码图象加密、莫尔编码图象加密、激光散斑图象加密这类光学图象编码加密技术，对防伪图象进行加密，得到不可见的或变成一些散斑的加密图象。四. 激光光刻防伪技术 激光光刻防伪技术又称激光编码技术，也称激光 “烧字”技术。,10,Nokia手机原装电池的新防伪标识,Nokia 于 2004 年 9 月开始，在其认可的电池上启用了
6、新的防伪措施,11,防伪标签上的 Nokia 原厂配件标志,防伪标签上的Nokia握手标志,Nokia手机原装电池的新防伪标识,12,防伪标签上的 Nokia 原厂配件标志左侧有1个黑点,防伪标签上的 Nokia 原厂配件标志右侧有2个黑点,防伪标签上的 Nokia 原厂配件标志下方有3个黑点,防伪标签上的 Nokia 原厂配件标志下方有4个黑点,Nokia手机原装电池的新防伪标识,13,防伪标签上被黑色油墨覆盖区域下隐藏的20位编号,防伪标签上右侧被黑色油墨覆盖区域,激光的应用加工,激光焊接http:/ 具有焊接速度快、入射能量高的特点。因此可得到焊缝窄、深熔深的焊接效果。另外，焊件的热影响
7、区及热变形都很小。CO2激光器最适于钢铁材料的焊接，Nd：YAG激光器在微型焊接方面有其独特的优势。显像管电子枪组装、磁盘唱头等。,14,激光的应用加工,激光打孔 （1）激光打孔速度快,效率高,经济效益好。（2）激光打孔可获得大的深径比。一般情况下,机械钻孔和电火花打孔所获得的深径比值不超过10。（3）激光打孔可在硬、脆、软等各类材料上进行。（4）激光打孔无工具损耗。（5）激光打孔适合于数量多、高密度的群孔加工。（6）用激光可在难加工材料倾斜面上加工小孔。,15,激光的应用加工,激光去除 主要用于修正碳电阻的电阻值，以及水晶振子的频率。这一过程称为修整。另外，激光去除加工还广泛用于线路板划线。
8、,16,17,IPG应用,18,钢板上打标精细小字 用脉冲5W可在钢板上打出0.05-0.1毫米的精细小字，只有通过40倍以上放大镜才可以看清晰。,用10W-CW连续光纤激光机可在大理石雕刻出精美图案(200mm*200mm),IPG应用,19,IPG应用,20,SPI应用,21,Consistent, reliable, high-precision cutting,Strong, consistent, high quality welds at high speed,High performance, versatile micromachining,Versatile, high-pr
9、oductivity, high-quality marking,22,激光在医学上的应用,激光对有机物产生光、热、压力、电磁等多方面作用，它在医学研究及医疗上的应用已越来越广泛。例如，用激光治疗视网膜脱落，可从外部用很强的光线照射眼睛，利用眼球内水晶体的聚焦作用，将光能集中在视网膜的微小点上，靠它的热效应使组织凝结，将脱落的视网膜熔接到眼底上。此外，利用激光对牙齿打孔、切割和填补。用激光手术刀切割人体组织既不流血也不留疤痕。激光还可以破坏肿瘤，测定血液成分，探测体内器官的病变等。由于红血球对蓝光有强烈的吸收，因此，用蓝光波段的氩离子激光器作手术刀时，有光致凝结作用。又由于机体中的水分对红外光
10、有强烈的吸收，所以用二氧化碳激光器作手术刀，也可导致小范围内的凝结作用。,23,给人带来光明的激光,视网膜黄斑退化的患者，特别是那些因为血管出血而损害到视网膜的患者，视力的慢慢下降常常以失明而告终。一种名为“视觉动力”（Visudyne）的激光疗法给他们带来了新的希望，这种疗法能延缓病情的发展。一种“感光性”药物在注射进患者的胳膊中后，会积聚在眼球中那些异常的血管上。然后激光与这些药物发生反应，使血管破裂。,24,激光在医学上的应用,大致分两类：利用激光的热效应；利用激光光子能量的光化学效应。 前者的典型用例是利用红外激光手术刀进行外科手术，后者是利用紫外激光诊断、治疗癌症。,25,26,激光
11、是如何被水吸收的？,医疗的对象：生物体（人体）。体重的60%70%是水。,27,激光是如何被水吸收的？,穿透深度： 入射光的能量变为1/e的深度。 如同可见光（0.40.7m）入射到水的极深处。 0.7m以上波长的远红外光很容易被水吸收。Er：YAG激光、CO激光、CO2激光的吸收系数都非常大。,28,激光手术刀(1972龙泽利明 ),波长10.6 m CO2激光是极易被水吸收的红外光，这正是它作为手术刀使用的原因。,29,激光手术刀,优点：进行无血手术。 毛细血管（直径1mm）在激光照射下，由于热效应导致血管收缩断裂，而断裂处又会立即凝结。缺点：碳化现象。,30,激光受控热核聚变,轻原子核（氢、氘、氚等）聚合为较重的原子核，并释放出大量核能的反应，称为核聚变反应，核聚变反应需要在107108以上的高温才能有效的进行。由于氘氚混合物的质量及激光的能量都可被控制，称这种过程为受控核聚变，人们有可能利用聚变中产生的能量，作为电力的能源。目前美国、日本都建立了相当规模的实验室进行热核聚变研究。 将激光分成多束，从各个方向均衡地照射在氘，氚混合体作的小靶丸上，巨大的脉冲功率密度使靶丸在很短的时间内高度压缩，并产生高温完成核聚变反应。,31,美国Nova激光聚变装置,32,美国国家点火（NIF）激光聚变装置,33,激光聚变电站,34,其它聚变装置,35,
