飛秒激光器的發(fā)展前景如何？
發(fā)布時間：2021-01-30 11:01
激光具有高相干性、方向性、高強度的特質(zhì)，很容易獲得很高的光通量密度，將強的激光束聚焦到介質(zhì)上，利用激光束與物質(zhì)相互作用的過程來改變物質(zhì)的性質(zhì)，這就是激光加工。
激光加工技術(shù)隨著光、機電、材料、計算機、控制技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)逐步發(fā)展成為一項新的加工技術(shù)。激光加工具有加工對象廣、變形小、精度高、節(jié)省能源、公害小、遠距離加工、自動化加工等顯著優(yōu)點，對提高產(chǎn)品質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率、實現(xiàn)加工過程自動化、消除污染、減少材料消耗等的作用愈來愈重要。
飛秒激光器的應用領(lǐng)域有多大？激光加工主要應用在電子、汽車、機械制造、鋼鐵冶金、石油、輕工、醫(yī)療器械、包裝、禮品工業(yè)、鐘表、民爆、服裝、化妝品、煙草、航空航天等行業(yè)，而且應用范圍越來越擴大，在激光打孔、激光毛化、激光切割、激光焊接、激光熱處理、激光打標、激光雕刻、激光測量測距、激光金屬探傷等方面已得到廣泛應用。
飛秒激光器的發(fā)展前景如何？
材料加工是飛秒激光器主要而直接的應用，由于飛秒激光具有許多無與倫比的優(yōu)點，使其在測量、微電子、微機電系統(tǒng)、化學、生物、醫(yī)學、軍事等領(lǐng)域發(fā)揮著越來越大的作用。飛秒激光器的發(fā)展前景如何？隨著飛秒激光技術(shù)的日趨成熟，飛秒激光器將在核物理、飛秒脈沖光譜學、超高速光通信等領(lǐng)域有著不可替代的地位。
1、在純硅玻璃或摻鍺硅玻璃中，用可見飛秒激光器可實現(xiàn)明顯的激光損傷和光致折射率改變。激光照射區(qū)域通過色心形成，晶格缺陷，甚至小區(qū)域熔化實現(xiàn)致密化，增大折射率。
2、利用飛秒激光器還原稀土離子。實驗發(fā)現(xiàn)，用飛秒激光照射Sm3+樣品后有Sm2+存在，并且發(fā)現(xiàn)通過420℃退火一小時后Sm2+又重新變?yōu)镾m3+，這使材料的多次存儲成為可能。
3、將兩束相干飛秒激光同時聚焦照射在二氧化硅玻璃上，可以形成光柵。
4、用飛秒激光器照射含稀土離子的玻璃，可以觀察到長磷光現(xiàn)象。通過改變玻璃的成分和稀土離子的種類，可以在玻璃內(nèi)部有選擇的寫入各種顏色的立體圖像。利用此現(xiàn)象可以形成自動消失的光存儲元件和三維顯示器件。
5、利用飛秒激光器可以實現(xiàn)誘導晶體相變。在α-BBO晶體中誘導產(chǎn)生β-BBO實現(xiàn)誘導相變，屬于結(jié)構(gòu)重建型相變，相變溫度為925±5℃。高低溫之間的相變是一個漸變過程，速度較慢，存在相變滯后的問題。飛秒激光可以在強電磁場和熱的作用下，有可能空間選擇性的實現(xiàn)α-BBO到β-BBO的相變。
6、飛秒激光相干控制技術(shù)實現(xiàn)了光通信光電轉(zhuǎn)換速率的突破，實際上，飛秒激光器在高速光通信中有著更廣泛的意義。利用飛秒激光技術(shù)可以實現(xiàn)帶寬為tHz的光纖網(wǎng)絡(luò)，從而促使半導體激光的超短技術(shù)和開關(guān)技術(shù)的快速實現(xiàn)與發(fā)展。同時也帶動一些相關(guān)領(lǐng)域如飛秒光電子非線性相互作用、量子點物理、tHz電磁輻射以及飛秒X射線技術(shù)等的飛速發(fā)展。
7、利用飛秒激光器的超高速性能可控制原子和分子的反應。目前此項研究已經(jīng)達到高潮。
飛秒激光器的發(fā)展前景如何？隨著飛秒激光器的進一步發(fā)展和完善，一定能開辟出更多的應用前景。
激光加工是未來材料加工應用發(fā)展的趨勢之一，而 CO2 激光加工一直占激光材料加工中最主要的地位，世界激光市場也以 CO2 激光機器為主力，約占全部的七成左右，每年以百分之十左右的速度增長。近幾年來，隨著國際和國內(nèi)整體產(chǎn)業(yè)環(huán)境的改變，在產(chǎn)業(yè)水準提升、專業(yè)人員缺乏、自動化需求增加、產(chǎn)品附加價值和加工質(zhì)量有待提高的壓力下，激光加工應用已逐漸被國內(nèi)產(chǎn)業(yè)界接受并采用。
由于我國激光器的研發(fā)和制造起步較晚，市場擁有量較低，應用領(lǐng)域越來越廣，短期內(nèi)可維持較高的激光市場增長率，加工應用的市場潛力也很大。但產(chǎn)業(yè)界和工業(yè) CO2 激光的使用者，仍然有許多問題需要去解決，尤其在相關(guān)技術(shù)人員的養(yǎng)成訓練和新的加工應用領(lǐng)域開拓這兩方面，更須下大力氣。激光激光的前景是廣闊的，激光加工手段的不斷進步必將帶來材料加工領(lǐng)域的一次革命。
