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激光技術基礎

激光技术发展史

阿尔伯特·爱因斯坦于19世纪初提出了激光技术。这项技术在1960年代取得进展,当时第一台激光器在休斯研究实验室面世。跟随下面的时间表,探究激光器技术的演变史。

时间表

1917
阿尔伯特·爱因斯坦预测了"受激发射"现象(这是所有激光器运转的基本原理),奠定了激光技术的基石。
1939
瓦伦汀 · 法布里坎特建立了使用受激发射放大辐射的理论。
1950
查尔斯 · 汤斯和尼古拉 · 索夫和亚历山大 · 普罗霍罗夫发展了受激发射的量子理论,并且证明了微波的受激发射。凭借这一开创性的工作,上述三位科学家成功获得了诺贝尔物理学奖。
1959
哥伦比亚大学研究生戈登·古尔德提出可使用受激发射放大光线。他描述了一种可形成相干光窄光束的光谐振器,并将其称为LASER,即表示"受激辐射光放大(Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation)"。
1960
西奥多·梅曼在坐落于加州马里布的休斯研究实验室制作了第一台可工作的激光器原型。这台激光器使用合成红宝石作为激活介质,发射波长为694.3 nm的深红光束。这一红宝石激光器的第一项应用是军事测距仪,由于其高峰值功率的原因,目前在钻石钻孔方面得到商业化应用。
1963
库马尔·佩特尔在AT&T贝尔实验室开发出了二氧化碳(CO2)激光器。与红宝石激光器相比,CO2激光器成本大幅降低,效率大幅 提高。正是由于存在这些有利因素,这种激光器成为50多年来最受欢迎的工业激光器。

激光材料加工的发展

激光器发展史1

1960s

1964年研发的第一台CO2激光器的输出功率仅为1毫瓦。到了1967年,CO2激光器可能达到的输出功率已超过1,000瓦。激光材料加工技术最初于1967年5月实现商业应用,当时英国剑桥大学焊接研究所(TWI)的彼得·霍尔克罗夫特使用氧气辅助的CO2激光束成功切割1 mm厚的钢板。

1970s

CO2激光器的不断改进以及新型激光器的成功研发迎来了最初的"激光加工"应用。Laser-Work A.G.于1975年开发出第一台2轴激光系统。激光器最早期的应用由汽车和飞机制造商驱动,他们发现了激光切割和焊接的价值所在。

1980s

二氧化碳板条激光器等低价位小型激光器的面世开创了"激光材料加工"的新时代。激光器的应用范围从金属切割和焊接扩展到有机材料加工,如塑料、橡胶和泡沫。