机械设备维修技术教案（七）.pdfVIP

《机械设备维修技术》 第七章 激光技术 广州大学机械与电气工程学院 徐保强 20世纪的四大发明 • 半导体； • 计算机； • 原子能； • 激光。 2 激光原理 • 激光，英文全名为Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (LASER)。 • 于1960年面世，是一种因刺激产生辐射而强化的 光。 3 激光原理 • 科学家在电管中以光或电流的能量来撞击某些晶 体或原子易受激发的物质，使其原子的电子达到 受激发的高能量状态，当这些电子要回复到平静 的低能量状态时，原子就会射出光子，以放出多 余的能量； • 这些被放出的光子又会撞击其它原子，激发更多 的原子产生光子，引发一连串的「连锁反应」， 并且都朝同一个方向前进，形成强烈而且集中朝 向某个方向的光； • 因此强的激光甚至可用作切割钢板！ 4 激光的特性 • 激光被广泛应用是因为它的特性。 • 激光几乎是一种单色光波，频率范围极窄，又可 在一个狭小的方向内集中高能量，因此利用聚焦 后的激光束可以对各种材料进行打孔。 • 以红宝石激光器为例，它输出脉冲的总能量不够 煮熟一个鸡蛋，但却能在3毫米的钢板上钻出一个 小孔。 • 激光拥有上述特性，并不是因为它有与别不同的 光能，而是它的功率密度十分高，这就是激光被 广泛应用的原因。 5 激光的三大特性 • 单色波长：单色性(Monochromatic)，是指激光只有单一 颜色的光线，它的光谱波长局限于极窄的波长范围，不像 一个灯泡或二极管发出的光，含不同的波长而产生白色光 源或黄色光源等。而激光是只含单一波长，所有能量都会 集中于此波长上 。 • 同调性：是指激光的光具有同波长或近似同波长的电磁 波，在场中不同点的相位(phase)关系保持恒定性，在不 同的截面点间大小量都是一致。 • 平行光束：激光的发光方向可以限制在小于几个毫弧度立 体角内，这就使得在照射方向上的照度提高千万倍。激光 准直、导向和测距就是利用方向性好这一特性。 6 激光加工技术 • 激光加工是激光应用最有发展前途的领域之一， 现在已开发出20多种激光加工技术。 7 激光加工技术 • 激光的空间控制性和时间控制性很好，对加工对 象的材质、形状、尺寸和加工环境的自由度都很 大，特别适用于自动化加工。 • 激光加工系统与计算机数控技术相结合可构成高 效自动化加工设备，已成为企业实行适时生产的 关键技术，为优质、高效和低成本的加工生产开 辟了广阔的前景。