En la historia de la tecnología humana, el surgimiento de la tecnología láser puede describirse como una revolución en la interacción entre la luz y la materia. Desde la propuesta de Einstein en 1917 de la teoría de la emisión estimulada hasta el desarrollo del primer láser de Ruby por Maiman en 1960, esta tecnología ha penetrado en todos los campos -, incluida la industria, la medicina, las comunicaciones y el ejército -} en solo medio siglo, convirtiéndose en una fuerza de impulsora del centro moderno para el desarrollo social moderno. Como tecnología histórica en el campo Optoelectronics, los láseres no solo han redefinido los límites de las aplicaciones "ligeras", sino que también han demostrado un inmenso potencial para cortar campos de borde -}, como la fabricación inteligente, las ciencias de la vida y la exploración espacial.
La esencia de los láseres
La esencia de los láseres es la emisión estimulada de la amplificación de la luz (láser), basada en la teoría cuántica de Einstein. A través de la interacción sinérgica de un medio activo (como gas o cristales), se logra una fuente de bomba (inyección de energía) y una cavidad de resonador óptico, se logra la inversión del número de partículas, amplificando los fotones específicos para formar un altamente coherente (fase, frecuencia y direccionalmente consistente), extremadamente monocromático (espectro estrecho), direccionalmente superior (pequeño ángulo de divergencia), y altamente luminario. Esto hace que los láseres sean una fuente de luz central para tecnologías modernas como comunicaciones, fabricación y medicina. La naturaleza inherente de los láseres los convierte en la única fuente de luz capaz de cumplir simultáneamente los requisitos de alta precisión, alta energía y alta capacidad de control. Proporcionan la base física para aplicaciones como fibra - comunicación óptica (portadores ópticos), precisión de fabricación (cuchillos ópticos), cirugía médica (no - tratamiento invasivo), tecnología cuántica única ({6} 6}}} fuentes de fotones) y detección de ondas gravitacionales (interferómetros), transformación de la industria de las ondas gravitacionales.
Aplicaciones de láseres en comunicación
La ventaja central de la tecnología láser radica en sus "cuatro características altas": alta direccionalidad (ángulo de divergencia del haz tan bajo como miliarconds), alta monocromaticidad (pureza de longitud de onda de hasta 10^-6 nanómetros), alta brillo (cientos de miles de millones de veces más bromas que la luz solar) y la alta coherencia (perfecta unidad de la coherencia espacial y temporal). Estas características han dado lugar a tres ramas tecnológicas principales en el campo Optoelectronics.
Primero, información Optoelectronics: el "Light - canal de velocidad" para flujos de datos. Segundo, bio - Optoelectronics: la "Luz - basada en la vida" para las ciencias de la vida. Tercero, Energy Optoelectronics: la "luz de luz -" para un control preciso. A continuación, introduciremos principalmente esta precisión - "cuchillo de luz" fabricado.
Los láseres, como portadores de energía, habilitan el procesamiento de material con Micron - precisión de nivel. En la fabricación industrial, su procesamiento de contacto no - y calefacción mínima - Las zonas afectadas revolucionan los métodos de procesamiento mecánico tradicionales. También mejor cumplen con los requisitos de mayor precisión de los nuevos materiales.
Ventajas del procesamiento láser
El "cuchillo óptico" láser está remodelando los paradigmas de fabricación industrial modernos con su alta precisión, eficiencia y adaptabilidad:
- En el procesamiento de ultra - materiales duros
Láser Focus High - Energy - Vigas de densidad (diámetros de puntos tan pequeños como 10 μm) para derretir o vaporizar directamente los materiales, permitiendo el procesamiento de contacto no- y evitando las grietas o la deformación causada por el estrés mecánico.
- En el procesamiento de material nuevo
Al tratar con materiales altamente frágiles, el procesamiento mecánico tradicional es propenso a causar micro - grietas. El corte con láser logra escombros - corte libre controlando la densidad de potencia láser (10⁴–10⁶ w/cm²) y la velocidad de escaneo (20–80 mm/s), con precisión del diámetro del orificio de hasta ± 2 μm. Para el procesamiento con láser de materiales semiconductores (como obleas de silicio), los láseres de femtosegundos crean una capa modificada dentro de la oblea, combinada con el grabado químico para lograr desechos -} Corte libre con una pérdida de corte tan baja como 5 μm, apoyando la miniaturización de los circuitos integrados.
