激光被称为20世纪四大发明之一:激光不是自然界中存在的光,而是人类基于量子论发明出来的光。将激光与自然光区别开来的,一是激光的特点,二是激光产生的过程:激光被称为“最快的刀、最亮的光、最准的尺”:激光与自然光相比,具有强度高、单色性好、相干性好、方向性好等特点。
激光是原子受激辐射的产物:原子受到泵浦源能量的激励可跃迁到高能量状态,此时当其遇到一个外来的特定频率的光子时,会释放出一个完全相同的光子,这两个光子又会使更多的原子发生跃迁并产生相同的光子,这个过程称为受激辐射,所产生的光称为“激光”。受激辐射发出的光子和外来光子的频率、位相、传播方向以及偏振状态完全相同,因此激光具有强度高、单色性好、相干性好、方向性好等特点。
自1962年世界上第一台半导体激光器发明问世以来,半导体激光器发生了巨大的变化,极大地推动了其他科学技术的发展,被认为是二十世纪人类最伟大的发明之一。由于激光器的出现,大大扩展 了物理学、化学、生物学等学科的内涵,并诞生了多种新学科,如非线性光学 、瞬态光学、强激光物理学、激 光化学、激光生物学等,对高新技术 与交叉学科领域的发展起着重要 的推动作用。
激光(Laser, Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation)是指原子受激辐射产生的光,是一种能量密度高、方向性和单色性好的相干光辐射。激光产生的原理是原子中的电子吸收能量后从低能级跃迁到高能级,再从高能级回落到低能级的时候,所释放的能量以光子的形式放出。
激光设备下游市场规模庞大且复杂,形成了完备的产业链。目前,与激光相关的产品和 服务已经遍布全球,形成了丰富和庞大的激光产业。激光的应用领域包括材料加工、信息通讯、数据储存、医疗美容、科研军事、仪器传感、显示、增材制造等各个细分领域,形成了丰富庞大的产业以及完备的产业链。产业链上游主要包括光学材料及光学元器件,中游为各种激光器及配套设备,下游以激光应用产品为主,下游应用中渗透到消费电子、高端材料、半导体加工、汽车、船舶、通讯、医疗美容、军事等众多领域。
激光制造技术,是一种基于激光与物质相互作用的先进制造手段,具有低成本、高精度、高自由度等特点。通过调控加工模式和参数,激光加工可以实现二维或三维跨尺度微纳结构的控型制造或功能材料的控性制备,突破了传统制造方法在空间和时间上的局限性。近年来,激光制造技术逐渐向“设计-制造-器件”一体化方向发展,在物联网、人工智能、医疗器械、航空航天、生物制造等多个前沿科学领域展现出新的应用前景。
激光清洗被评为21世纪最具发展潜力的清洁技术,它是通过光学系统得到高能量激光束,以振动、烧蚀等作用去除基体表面附着物的表面处理技术。近年来,日益严格的环保法规也给传统清洗技术带来巨大挑战。便捷高效、绿色环保、安全可靠的激光清洗技术在行业应用中有望解决当前困境。
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