激光(Laser)是指物質(zhì)受激(jī)輻射(shè)而產生的(de)光,激光具有良(liáng)好的單色性(xìng)、相幹性和(hé)方向性,其特性用波長(λ)或者頻率表示。按照波長不同(tóng),激光可分為:紅外(wài)激光、可見(jiàn)激光、紫外激光。
與普通光源相比(bǐ),激光具備高亮度、高(gāo)方向性等優異特性,已經成為(wéi)一種新的技術和手段,廣泛應用到通(tōng)信、工業加工、軍(jun1)事武(wǔ)器(qì)、醫(yī)療等諸多領域。
激光器是產生、輸出激光的(de)裝置,按照激光工作物質類別的不同,可將激(jī)光(guāng)器分為氣體激光(guāng)器(qì)、液體激光器(qì)、固體激光器、半導體激光器等;按照波長的不同,一般(bān)可以將分為紅外激(jī)光器、可見光(guāng)激光器和紫外激光(guāng)器;按照(zhào)脈衝寬度的不同,可分為毫秒激光器(10-3秒)、微秒(miǎo)激光器(10-6秒)、納秒激光(guāng)器(qì)(10-9秒)、皮秒激光器(10-12秒)、飛秒激光(guāng)器(10-15秒);按照輸出功率的不同,可(kě)分為高功率激光器(1000W以上(shàng))、中功率激光器(100W-1000W)、低(dī)功率激光器(100W以下)等。
以皮秒與飛秒激光器為代表的超快激光器具有(yǒu)極短的激光脈衝(脈衝持(chí)續時間隻有幾個皮秒或飛秒(miǎo))和極高的峰值功率的特點(diǎn),用於材料(liào)加工具有獨特的超精細、無熱影響(xiǎng)等優異性能。
加工的“超精細”--超(chāo)快激光能夠聚焦(jiāo)到超細微空(kōng)間區域,同時具有極高峰值功率和極(jí)短的激光脈衝,加工時切(qiē)麵整齊、無熱擴散(sàn)、無微裂紋及冶金缺陷,加工過程中不會對所涉及的空間範圍的周圍材料造成影響,從(cóng)而做到了加工的超精細。
加工的“無熱影響”--脈衝持續時間大於10ps的傳統激光,與材(cái)料作用時,熱(rè)過程將起到(dào)主要作用(yòng)。脈(mò)衝持續時間小(xiǎo)於10ps的(de)超快激光,由於脈衝持續時(shí)間隻有皮秒、飛秒量級,遠小於材料(liào)中受激電子通過轉移轉化等(děng)形式的能量釋放時間,能量來不及釋放該(gāi)脈衝已經結束,避免了能量的轉移,轉化以及熱量的存在和熱(rè)擴散,實現了(le)真正意義上的激光“冷”加工。
超快激光的工業應用(yòng)非常(cháng)廣泛,隨著消費電子、新型顯示、生物醫療(liáo)、3D打印、高端裝備等新應用的發展,對於激光加工精(jīng)細度要求越來越高,超快激光已經(jīng)成為精密加(jiā)工的重要方向。國內外(wài)激光(guāng)企業紛紛布局激光器/超快激光設備市場。在核心超快激光器(qì)市場,目前基本上是外國公司占主導(dǎo),以相幹,光譜物理、通快、NKT、EKSPLA、Lihgt Conwersion、lumentum、EdgeWave、AMPlitude等公司為代表。大族(zú)激光、華日激光、安揚(yáng)激光、虹拓新科技、盛雄(xióng)激光(guāng)、貝林激光、卓(zhuó)鐳激光等國內企業正大力推(tuī)進技術產業化,在(zài)超快激光設備、激光精密加工、激光器技術的研發、技術應用和(hé)產品生產等(děng)產業環節取得快速發展。
2015年(nián),卓鐳激光(guāng)和中科院建立戰略合作關係(xì),中科院將為卓(zhuó)鐳激光提供持續的技術支持與發展動力。繼2016年成功研發醫療Alice和工業Blazer皮秒激光(guāng)器後,於2017年還開發出了GRAVER係列的30瓦的綠光納秒激光器,這款全新激光器最主要的(de)特點是脈寬窄(zhǎi),功率高。用於精密(mì)微加工的工業級高功率皮(pí)秒激光器(qì)和用(yòng)於材料改性的大(dà)能量納秒脈衝激光器均達到國內頂尖水準。並已廣泛用於(yú)玻璃(lí)等(děng)脆性材料切割、金屬微加工(gōng)、激光衝(chōng)擊強化等領域。