Dalam sejarah sains dan teknologi manusia, kelahiran teknologi laser boleh dipanggil revolusi dalam interaksi antara cahaya dan jirim. Daripada Einstein mencadangkan teori sinaran terstimulasi pada tahun 1917 hingga Maiman membangunkan laser delima pertama pada tahun 1960, teknologi ini menembusi pelbagai bidang seperti industri, penjagaan perubatan, komunikasi, dan ketenteraan hanya dalam setengah abad, menjadi teras penggerak untuk pembangunan masyarakat moden. Sebagai teknologi ikonik dalam bidang optoelektronik, laser bukan sahaja mentakrifkan semula sempadan aplikasi "cahaya", tetapi juga menunjukkan potensi tanpa had dalam-bidang canggih seperti pembuatan pintar, sains hayat dan penerokaan angkasa lepas.
BAHAGIAN 01
Sifat laser
Intipati laser adalah penguatan cahaya sinaran yang dirangsang (LASER). Berdasarkan teori kuantum Einstein, melalui kesan sinergistik media diaktifkan (seperti gas, kristal), sumber pam (suntikan tenaga) dan rongga resonan optik, nombor zarah diterbalikkan dan dikuatkan. Foton tetap membentuk sangat koheren (tekal fasa, kekerapan dan arah), sangat monokromatik (spektrum sempit), kearah yang sangat baik (sudut perbezaan kecil), dan pancaran yang sangat terang, menyediakan sokongan sumber cahaya teras untuk teknologi moden seperti komunikasi, pembuatan, perubatan dan bidang lain. Sifat laser menjadikannya satu-satunya sumber cahaya yang dapat memenuhi keperluan ketepatan tinggi, tenaga tinggi dan kebolehkawalan tinggi pada masa yang sama. Ia menyediakan asas fizikal untuk komunikasi gentian optik (pembawa optik), pembuatan ketepatan (pisau ringan), pembedahan perubatan (-rawatan bukan invasif), teknologi kuantum (sumber foton tunggal) dan pengesanan gelombang graviti (interferometer), dsb., mengubah sepenuhnya teknologi moden dan struktur industri.
BAHAGIAN 02
Penggunaan laser dalam bidang komunikasi
Kelebihan teras teknologi laser terletak pada ciri "empat tinggi"nya: kearaharah tinggi (sudut pencapahan rasuk hanya miliradian), monokromatik tinggi (ketulenan panjang gelombang mencapai 10^-6 nanometer), kecerahan tinggi (berpuluh bilion kali ganda kecerahan cahaya matahari), dan koheren tinggi (perpaduan sempurna koheren ruang dan temporal). Ciri-ciri ini telah membawa kepada kemunculan tiga cabang teknikal utama dalam bidang optoelektronik.
Yang pertama ialah optoelektronik maklumat, "saluran kelajuan cahaya" untuk torrent data, yang kedua ialah bio-optoelektronik: "antena cahaya" sains hayat, dan yang ketiga ialah optoelektronik tenaga: "bilah cahaya" untuk kawalan yang tepat. Di bawah ini kami memperkenalkan "pisau ringan" ketepatan-ini.
Sebagai pembawa tenaga, laser boleh mencapai pemprosesan bahan ketepatan tahap mikron-. Dalam pembuatan perindustrian, ia menumbangkan model pemprosesan mekanikal tradisional dengan kelebihannya seperti-pemprosesan tanpa sentuhan dan haba kecil-zon terjejas. Dan ia lebih mudah disesuaikan dengan keperluan bahan baharu yang lebih tinggi untuk pembuatan ketepatan.
BAHAGIAN 03
Kelebihan pemprosesan laser
"Pisau ringan" laser membentuk semula paradigma pembuatan industri moden dengan kelebihan ketepatan tinggi, kecekapan tinggi dan kebolehsuaian tinggi:
Dalam pemprosesan bahan super-keras, laser terus mencairkan atau mengewapkan bahan dengan memfokuskan rasuk-tenaga-tinggi (diameter titik boleh sekecil 10 μm), mencapai pemprosesan bukan-sentuhan dan mengelakkan keretakan atau ubah bentuk yang disebabkan oleh tekanan mekanikal. Dalam pemprosesan bahan baru, apabila menghadapi bahan rapuh, pemprosesan mekanikal tradisional dengan mudah boleh menyebabkan keretakan mikro. Pemotongan laser boleh mengawal ketumpatan kuasa laser dengan mengawal ketumpatan kuasa laser(104-10 darjah W/cm²) dan kelajuan pengimbasan (20-80mm/s), mencapai pemotongan tanpa cip dengan ketepatan apertur ±2μm.
Untuk pemprosesan laser bahan semikonduktor (seperti wafer silikon), laser femtosaat digunakan untuk membentuk lapisan diubah suai di dalam wafer, dan goresan kimia ikatan membolehkan pemotongan bebas cip-dengan kehilangan kerf serendah 5μm, menyokong pembangunan pengecilan litar bersepadu.
