激光加工技术概要1.ppt

大幅面玻璃内雕 （六）、激光在医学中的应用 利用激光束的高亮度产生热效应、激光束好的单色性产生的生物效应可以治疗疾病。 激光技术已成为医学中的新技术，已形成一个新医学分支——激光医学。 可以医治：眼科、妇科、皮肤科、内科、肿瘤科 内的200 多种疾病。 谢谢大家 激光加工技术简介 人们曾用凸透镜将太阳光聚焦，使纸张木材引燃，但无法用做材料加工。原因何在？ 1、地面上太阳光的能量密度不高。 2、太阳光不是单色光，而是红橙黄绿青蓝紫等多种不同波长的多色光，聚焦后焦点不在同一平面上。 只有激光是可控的单色光，强度高，能量密度大，聚焦后可以在空气介质中将任何材料融化、气化，高速加工各种材料。 激光技术是20世纪60年代初发展起来的一门新兴科学，在材料加工方面，已逐步形成一种崭新的加工方法——激光加工（简称LBM lasser beam machining）。激光加工可以用于打孔、切割、焊接、热处理等各个领域。 主要内容 一、激光加工的原理和特点 二、 激光加工基本设备及其组成部分 三、激光加工的应用 四、激光空化泡概述 一、激光加工的原理和特点 （一）、 激光的产生原理 1、光的物理概念及原子的发光过程 （1）光的物理概念 光究竟是什么？直到近代，人们才认识到光即具有波动性，又具有微粒性，也就是说，光具有波粒二象性。 根据光的电磁学说，可以认为光实质上是一定波长范围内的电磁波，同样也有波长λ、频率ν、波速C，它们三者之间的关系为 λ =C/V 如果把所有电磁波按波长和频率依次进行排列，就可以得到电磁波波谱。如图。 人们能够看见的光称为可见光，它的波长为0.4-0.76um。根据波长不同，可见光分为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等七种光，波长大于0.76um的称为红外光或红外线，小于0.4的称为紫外线。 根据光的量子学说，又可以认为光是一种具有一定能量的以光速运动的微粒子流，这种具有一定能量的粒子就称为光子。不同频率的光对应于不同能量的光子，光子的能力与光 的频率成正比。 光子能量：E=hv （2）原子的发光 原子由原子核和绕原子核作公转运动的电子组成。原子的内能就是电子绕原子核转动的动能和电子被原子核吸引的位能之和。如果由于外界的作用，使电子与原子核的距离增加或缩小，则原子的内能也随之增大或缩小。只有电子在最靠近原子核的轨道上运动才是最稳定的，人们把这时原子所处的能级状态称为基态。当外界传给原子一定的能量时，原子的内能增加，外层电子的轨道半径扩大，被激发到高能级，称为激发态或高能态。 被激发到高能级的原子一般是很不稳定的，它总是力图回到能量较低的能级去，原子从高能级回落到低能级的过程，称为“跃迁”。 在基态时，原子可以长时间的存在，而在激发状态的各种高能级的原子停留的时间一般都较短。但有些原子或离子的高能级或次高能级却有着较长的寿命，这种寿命较长的较高能级，称为亚稳定能级。 当原子从高能级跃迁回到低能级或基态时，常常会以光子的形式辐射出光能量，所放出光的频率V与高能态En和低能态E1之差的关系为 V=En-E1/h 式中h为普朗克常数 原子从高能态自发的跃迁到低能态而发光的过程，称为自发辐射，日光灯等光源都是由于自发辐射而发光的。由于各个受激原子自发跃迁返回基态时在时序上先后不一，辐射出来的光子在各个方向上。加上它们的激光能级较多，自发辐射出来光的频率和波长大小不一，所以单色性差，方向性也差。 物质的发光除自发辐射外，还存在一种受激辐射。当一束光入射到具有大量激发态原子的系统中，若这束光的频率V与En-E1/h很接近，则处在激发能级上的原子，在这束光的刺激下会跃迁回较低能级，同时发出一束光，这束光与入射光有着完全相同的特性，它的频率、相位、传播方向、偏振方向都完全一致的。因此可以认为它们是一模一样的，相当于把入射光放大，这样的发光过程称为受激辐射，受激辐射是产生激光的基础。 （3）、激光的产生 某些具有亚稳定能级结构的物质，在一定外来光子能量激发的条件下，会吸收光能，使处在较高能级的原子数目大于处于低能级的原子数目，这种现象称为“粒子数反转”。在粒子数反转的状态下，如果有一束光子照射该物体，而光子的能量恰好等