激光焊接電線有什麼用

A. 激光焊接技術的優缺點有哪些

近年來，受益於激光技術進步，激光焊接設備在各行業滲透率不斷提高，同時激光焊接設備下游應用的新能源汽車、鋰電池、顯示面板、手機消費電子、航空航天等領域需求旺盛，我國激光焊接設備保持穩定增長。激光焊接是利用高能量密度的激光束作為熱源的一種高效精密焊接方法。激光焊接是激光材料加工技術應用的重要方面之一。20世紀70年代主要用於焊接薄壁材料和低速焊接，焊接過程屬熱傳導型，即激光輻射加熱工件表面，表面熱量通過熱傳導向內部擴散，通過控制激光脈沖的寬度、能量、峰值功率和重復頻率等參數，使工件熔化，形成特定的熔池。由於其獨特的優點，已成功應用於微、小型零件的精密焊接中。
1. 大功率YAG激光焊接
隨著激光器不斷地發展進步，光纖激光器、盤式激光器相繼問世，新型激光器的出現，帶來的不僅是更穩定的光束質量，還有更大的能量。萬瓦級激光器為激 光焊接提供了更為廣闊的應用空間，為實現較厚結構件的拼接、搭接以及高反射率金屬材料的激光焊接打開了突破口。因此，大功率必定成為今後激光焊接技術發展 應用的一個主要的方向。
2. 激光焊接過程實時監測
激光焊接時放出的光、蒸氣和等離子體、熔池壓力變化引起的聲音、焊件中機械應力引起的超聲波、金屬蒸氣或等離子介電常數、反射激光功率、熔池及小孔 的行為都在一定程度上反映了焊接過程的機理，對其進行直接觀察及分析，一方面可以實現焊接自動化，另一方面可以直觀地了解焊接過程，有助於研究焊接機理從 而更好地控制缺陷。
3. 鋁合金激光焊接的研究
鋁合金作為航空材料中使用較多的材料，其激光焊接一直處於一個比較尷尬的局面：一方面，激光焊接鋁合金變形小且能實現減重20%左右，另一方面，由 於鋁合金的特性，對光的反射強，散熱快，而且容易產生氣孔等缺陷。因此，鋁合金的激光焊接的研究倍受關注，並將作為激光焊接在航空製造業中急待改進發展的技術方向之一。
4. 多種激光焊接方法的應用
隨著激光焊接技術的發展，單一的激光焊接技術已經遠遠不能滿足針對不同材料、不同結構件的焊接需要，應運而生的則是各種新焊接方法的創新及研究。依靠新出現的激光焊接方法或者多種方法的復合，希望能解決目前激光焊接中所遇到的問題。
5. 激光焊接設備在汽車行業中的應用
激光焊接設備對傳統的汽車焊接工藝帶來了沖擊性的影響，各大汽車公司對此都抱有十分積極的態度，採用新技術就意味著更強的競爭力，激光焊接設備在焊接鋁材，用焊接件代替鑄件以及全車身構架結構焊接的應用前途最大。機床附件生產廠家應該抓住商機，在激光設備所用的工程塑料拖鏈、防護罩等方面下功夫。拖鏈、防護罩有效的保護激光焊接設備的電線、電纜，導軌。特別適用於激光加工車間和自動化生產線。更適合汽車生產線的需要。
如今國家已經在全趨勢發展過程中，激光焊接設備更是加工業，粉未冶金，汽車產業等這種製造行業的頭等大事，隨之世界經濟的慢慢復甦和在我國經濟發展的不斷迅速發展趨勢，激光焊接設備的需要量將逐漸提升。激光焊接設備的產供銷公司應把握住這一整好機會，深化推進原來銷售市場，並勤奮發展更寬闊的潛在性銷售市場。 博聯特科技有限公司作為國內激光技術的佼佼者，與眾多優質廠商長期保持著良好的合作關系，有幸為市場提供先進激光加工技術的機會，為激光行業貢獻一份綿薄之力。
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B. 激光的用途~~

激光的具體用途如下：
(1)激光通訊
用光傳送信息，在今天非常普遍。比方，艦船用燈語通訊，交通燈用紅、黃、綠三色彩度。但是一切這些用普通光傳送信息的方式，都只能局限在短間隔內。要想把信息經過光直接傳送到悠遠的中央，就不能用普通光，而只能動用激光。

激光通訊先進在哪裡？激光通訊的優點首先是容量大。它的容量有多大呢？當我們平常打電話時，講著講著有時會串進來不相乾的說話聲。這種打架現象是由於一對電話線上只能經過一路電話，假如另外串進來一路電話，正常的通話雙方就會遭到干擾。假設有10對人同時用一對電話線通話，就等於20個人同時講話，那就基本無法通話了。為理解決這個問題，就必需採用載波等辦法，使各路電話分別處在各個頻段上。由於普通電話的頻率范圍為300～400赫，而在一對電話線上最高頻率只要1500千赫，所以在一對電話線上只能同時經過十幾路電話。顯然，這樣的電信容量是遠遠不能滿足當今信息社會的請求的。
特別令人詫異的是，光纖通訊特別合適於電視、圖像和數字的傳送。據報道，一對光纖可在一分種內傳送全套《大英網路全書》。
此外，製造光導纖維的資料是地球上四處都有的砂子——石英，只需幾克石英就能製造出1千米長的光纖。這樣，不只原資料取之不盡、用之不竭，還能夠大大節約銅和鋁材。正由於如此，目前世界上興旺國度都在競相研討激光通訊。於是激光通訊成了爭相開展的寵兒。
在通訊技術史上，光纖通訊技術的開展之快是史無前例的。拿通訊技術史上的幾個里程碑來看，電話從創造到應用，破費了60年左右的時間，並且電話通訊至今仍大量、普遍運用。無線電技術（例如電報）從創造到應用也花了30年左右時間。電視技術固然開展較快，但依然孕育了約14年。而激光通訊，從第一根低損耗光導纖維的降生到應用，總共只要5年時間。如今激光通訊不只應用普遍，而且構成了宏大的光纖市場。
總之，工業興旺國度都已樹立了全國性的光纖通訊網路，以便徹底替代目前的銅質電線電纜，這項浩盪的技術工程估量到2000年可告完成。到那時分，激光通訊將給我們這個地球帶來宏大變化。例如，深居簡出就能夠應用光纖網路在家中處置文件或參與一個會議；或者將家中的光纖網路與購物中心相連，好像置身在超級市場一樣，坐在家當選購需求的商品，貨款只須與電子金融購物系統結算。各地的醫療中心也能夠從屏幕上查看病人的病情和化驗報告，並據此開出處方單，從而真正做到「秀才不出門，可知天下事」，「運籌於帷幄之中，決勝於千里之外」。
激光和光纖還能夠傳送圖像。首先，要將直徑比人頭發絲還要細的單根光導纖維組合成纖維束。在傳送信息過程中，常用的纖維束有兩種：一種叫傳光束，另一種叫傳像束。傳光束的任務是將光從一頭傳到另一頭。傳光束構造比擬簡單，它是由多根單絲膠合在一同，再將其端面拋光、研磨，以便減少光進入光纖時的反射和散射損失，然後在傳光束外面套上塑料護套。
由於一根光纖只能傳送一個光點，要傳送整幅圖像就必需將光導纖維一根一根劃一地排列起來，這樣組成的光纖束就叫傳像束。
在傳像束中，全部光纖都排列得整劃一齊，兩個端頭所處的位置都逐個嚴厲對應，一點也不紊亂，就像一把劃一的筷子那樣。比方，某根光纖的一頭在傳像束中處於第八排第八列的位置上，那麼它的另一頭也同樣是處於八、八位置上。
傳像束在傳送圖像時，首先將圖像分割成網眼狀，即一幅圖像被無數根光纖合成成無數個像元，然後再傳送進來。一根光纖擔任傳送一個像元，無數根光纖便能將整幅圖像傳送到另一端。假如要使圖像傳送得明晰，就要盡可能選用直徑較細的光纖，由於光纖越細，在一定的傳像束上就能包容進更多的光束，這樣就能傳送更多的像元。顯然，像元越多，圖像就越明晰。
如今應用的傳像束由上萬根光纖組成，要把這么多光纖劃一地排列起來可不是一件容易的事。排列好後，再用一種叫作環氧樹脂的有機粘合劑將兩端膠合，使光纖粘結固定，保證兩端光纖逐個對應。對兩個端面還要磨平和拋光。至於中間局部則不用粘牢，而是像二胡的弦那樣鬆懈，只須在外面加上維護的塑料套管，這樣的傳像束既柔軟，又能夠恣意彎曲。
除了傳送圖像處，傳像束還能傳送普通的符號或數字，以及放大圖像或減少圖像。
如要放大圖像，能夠將傳像束做成一端大、一端小，就像錐體那樣。當圖像元從小端傳到大端時，整幅圖像就被放大。反之，如將圖像從大端發送到小端，整幅圖像就被減少了。
此外，應用光纖還能夠改動圖像。假如依據需求有意打亂光導纖維的排列，就能夠使出口端的像元並不落在原先對應的點上，而落到客觀構思的點上，於是圖像就改動了。假如將圖像元進口端的光纖做成方形，而將出口端光纖做成圓環形，就能將方形的圖像元變成圓環形的像元。
總之，光纖傳像束有很大的開展潛力，在將來的光信息處置技術中將日益顯現其共同的作用。
（2）資料加工
鑽孔、切割、焊接以及淬火，是加工金屬資料時最常用的操作。自從引進了激光後，在加工的強度、質量以及范圍等方面創始了全新的場面。除了金屬資料外，激光還能加工許多非金屬資料。
激光鑽孔機在激光鑽孔機問世之前，對各種機械零件鑽孔靠的是電動鑽孔機或沖床。但機械鑽孔不只效率低，而且鑽出的孔洞外表不夠光亮。
激光鑽孔的原理，是應用激光束匯集使金屬外表焦點溫度疾速上升，溫升可達每秒l00萬度。當熱量尚未發散之前，光束就燒熔金屬，直至汽化，留下一個個小孔。激光鑽孔不受加工資料的硬度和脆性的限制，而且鑽孔速度異常快，快到能夠在幾千分之一秒，乃至幾百萬分之一秒內鑽出小孔。
比方，假如需求在金屬薄板上鑽出幾百個連人眼都難以發覺出來的微孔，用電動鑽孔機顯然是不能勝任的，但用激光鑽孔機卻能在1～2秒鍾內全部完成。假如用放大鏡對這些微孔作一番細查的話，可發現微孔面非常劃一光亮。
激光鑽孔還可用來加工手錶鑽石。它每秒鍾可鑽 20～30個孔，比機械加工效率高幾百倍，而且質量高。同時，激光鑽孔與下面我們就要講到的激光切割一樣，加工過程是非接觸式的，即不像機械加工那樣靠鋼鑽頭逐步鑽透金屬資料。因而，激光操作能夠在自動化連續加工，或者在超凈、真空的特殊環境中發揮作用。
激光切割機曉得了激光鑽孔的原理，就容易了解激光為什麼能夠切割金屬資料了：只需挪動工件或者挪動激光束，使鑽出的孔洞連邊成線，就自然能將資料切割下來了。而且，不管是什麼樣的資料，如鋼板、鈦板、陶瓷、石英、橡膠、塑料、皮革、化纖、木材等，激光都如一柄削鐵如泥，削木如灰的光劍，而且，切割的邊緣十分光亮。
激光焊接機激光之所以能用來焊接，是由於它的功率密度很高。所謂功率密度高，是指在每平方厘米面積上能集中極高的能量。激光的功率密度有多高呢？我們能夠作個比擬：工廠里通常用於焊接的乙炔火焰能將兩塊鋼板焊在一同，這種火焰的功率密度能夠到達每平方厘米1000瓦；氬弧焊設備的功率密度還要高，能夠到達每平方厘米10000瓦。但這兩種焊接火焰基本無法與激光相比，由於激光的功率密度要比它們高出千萬倍。這樣高的功率密度不只能夠焊接普通的金屬資料，還能夠焊接又硬又脆的陶瓷。
激光淬火傳統的淬火辦法非常簡單，先將刀刃燒紅，然後驟然浸到冷水裡，經過這一熱一冷的處置，刀刃的硬度就大為進步。不過，這樣淬火顯然不太便當，效果也不一定理想。
激光淬火，是用激光掃描刀具或零件上需求淬火的部位，使被掃描區域的溫度升高，而未被掃描到的部位仍維持常溫。由於金屬散熱快，激光束剛掃過，這部位的溫度就急驟降落。降溫越快，硬度也就越高。假如再對掃描過的部位噴速冷劑，就能取得遠比普通淬火要理想得多的硬度。
（3）激光照相排版
照相排版實踐上是引入了光學攝影原理。用活字排版，必需依據書稿，依樣畫葫蘆地檢出各種大小、字體不同的鉛字和符號停止排版。而照相排版要煩瑣很多，它是經過排字機上的透鏡，來改動字樣的大小和外形的。至於用透鏡為什麼就能改動字樣的大小和外形，這實踐上就等於我們照「哈哈鏡」。
用照相排版時，只需將光源經過透鏡把需求的文字和符號，在感光相紙上成像，再經過顯影和定影就構成了照相底片。然後，只需像印照片那樣印刷就行。
照相排版可運用兩種光源，方才講的是普通光源，相比之下，激光排版省時省力。由於激光亮度高，顏色淺，能夠大大改善圖像的明晰度，印出來的書質量自然就高。它的原理是怎樣的呢？首先經過計算機把文字變成一個個點，然後用點來控制激光掃描感光底片，才真正拍攝出全息照相。
全息照相與平面照相是兩回事。雖然平面彩色照片看上去顏色鮮艷、層次清楚，富有平面感，但它總歸仍是單面圖像，再好的平面照也替代不了真實的實物。比方，一個正方形木塊的平面照，不管我們怎樣改動察看角度，只能看到照片上的那個畫面，但全息照就不同了，我們只需改動一下察看角度，就能夠看到這個正方塊的六個方面。由於全息技術能將物體的全部幾何特徵信息都記載在底片上，這也是全息照相最重要的一個特性。
全息照相的第二個重要特性是，能以一斑而知全豹。當全息照被損壞，即便是大半損壞的狀況下，我們依然能夠從剩下的那一小半上看到這張全息照上原有物體的全貌。這關於普通照片來說就不行，即便是損失一隻角，那隻角上的畫面也就看不到了。
全息照的第三個特性是，在一張全息底片上能夠分層記載多幅全息照，而且在它們顯現畫面時不會相互干擾。正是這種分層記載，使得全息照可以存儲宏大的信息量。激光全息照的底片，能夠是特種玻璃，也能夠是乳膠、晶體或熱塑等。一塊小小的特種玻璃，能夠把一個大型圖書館里的上百萬冊藏書內容全部存儲進去。全息照相的用處日益普遍。
全息照相能夠將寶貴的歷史文物記載下來，萬一有文物古跡遭到嚴重毀壞，即便盪然無存，我們依然能夠依據全息照相重建。比方像北京圓明園那樣的名勝，當年被八國聯軍焚毀，如今固然打算重建，由於不曉得原來的整個相貌，就難以完整恢復。假如全息照相提早100年創造的話，事情就好辦了。
全息照相在工業上還能夠用作無損檢測。什麼是無損檢測呢？就是說，用激光全息技術既能夠檢查出產品有沒有微小的缺點，又一點也不會損傷這些產品。 更令人感興味的是，目前全息照相還被用來拍攝全息電影和電視，不久觀眾會看到真實生活的圖像畫面了。即用激光「撞」擊底片上的感光塗料，留下無數個對應的點，這些點經顯影、定影後就重新變成文字或圖像。這里，激光束相當於電子束，感光底片相當於電視機熒屏。接下來，用載有文字和圖像的底片就能夠去印書報雜志了。彩色電視機之所以能顯現紅、綠、藍三色，是由於熒屏上塗有三色熒光粉，它們在電子撞擊下會顯出三種顏色。而激光照相排版也能夠採用相似的原理，印刷出漂亮的彩色畫面來。
（4）激光在醫學上的應用
激光應用在醫療器械范疇的成果是很多的，它能夠扮演鑽頭、手術刀、焊槍等多種角色。
焊槍和鑽頭在眼科，激光主要是用來治療視網膜剝離。視網膜剝離是一種很棘手的疾病，患者的視網膜與眼球內壁脫開，無法產生視覺。在激光沒有問世之前，病人恐怕難免失明的災難。
如今，醫生能夠用激光器對准病人眼底，使激光器發射出一束激光，經過加熱使視網膜重新與眼球內壁合在一同。整個過程要不了幾分鍾，激光束就像焊槍一樣，將病人的視網膜焊接好了。
除了焊接外，激光這把焊槍也能夠用於切割。
白內障是老年人的常見病。病人的眼球前部的凸透鏡——晶狀體，由原來透明的彈性體慢慢變得混濁無彈性，光線就不能經過晶狀體，落到眼底的視網膜上，病人逐步看不見東西。治療白內障的傳統方法是，將眼球前部切開一條口子，然後從小口子中伸進一根細金屬針。這根金屬針溫度極低，將混濁的晶狀體凍得粘在針上，然後一同從小口子中帶出，顯然，整個手術比擬費事。
假如用醫用激光器來治療，不只便當，而且效果好。只需將激光束對准眼球內晶狀體的前外表或後外表發射，就能夠疾速切除掉晶狀體外表的混沌膜。
在牙科，激光能夠替代牙鑽。依據世界衛生組織統計，兒童的齲齒發病率是相當高的，大約到達75％。用激光治牙，病人簡直沒有不舒適的覺得，而且只需不發炎，一次治療就能處理問題。牙科激光器是激光器中的小弟弟，它的功率很小，只要3瓦，相當於一支節能燈，簡直不產生熱量。它的發射端實踐上是像頭發絲那麼細的光導纖維。
治療時，只須將光纖發射端接近齲齒灶，發出激光束，齲處組織會合成，然後用清水沖洗掉。假如齲齒僅是淺度的牙琺琅質受損，激光束會將受損處的細微孔隙逐個封死，這樣便能夠阻止乳酸腐蝕牙實質。假如已呈現了齲孔，用激光束鑽孔、清洗後，即可將人造琺琅質資料填入空泛中，再用激光加熱接合處，使人造琺琅質資料與牙琺琅質融為一體。激光治牙不只無痛、疾速，而且治療後的效果也好。
激光手術刀假如要運用激光刀給病人的膀胱、心臟、肝臟、胃、腸等重要內臟入手術，難度就大了。激光怎樣能進入到人的內臟里去呢？這就要靠醫生手中的一件寶貝了，這件寶貝就是激光纖維內窺鏡。
所謂內窺鏡，是醫生用來插到人體內直接察看器官的光學安裝。但通常的內窺鏡體積比擬大，也比擬粗糙，只能從病人口腔沿食道插到胃裡察看。插胃是非常難受的，病人會感到很痛苦。激光纖維內窺鏡則完整不同。用光導纖維做成的內窺鏡又軟、又細、又能彎曲，當它插入病人胃裡時，不會有痛苦。除了胃，光纖內窺鏡還能進入其他重要的臟器內。激光纖維內窺鏡一方面可用來檢查病人的臟器能否有病變，更主要的是能夠將激光能量輸入體內臟器中，對病變組織停止映照，也即加以切除，起到手術刀的作用。而且，用激光刀切割，傷口能自動止血，不需求結扎出血點，大大縮短了手術時間，傷口也不會發炎。假如用激光刀切除惡性腫瘤，還能夠避免癌細胞擴散呢。
（5）激光武器
激光導彈在海灣戰爭中，以美國為首的多國部隊向伊拉克境內發起大范圍空襲，摧毀伊拉克的許多重要軍事目的。最後，這場戰爭以伊拉克的失敗而告終。有人說，海灣戰爭是一場先進武器的比賽，這話確有道理。
美國的飛機上裝有激光瞄準器，它能發射出紅外激光。當一架擔任偵查任務的飛機在空中發現空中目的時，就邊在空中迴旋，邊用激光瞄準器不時地向目的發射激光束。這種激光束實踐上起著導游的作用。這時，擔任攻擊任務的另一些飛機就隨後飛來，向目的扔下激光制導導彈。這些激光制導導彈上裝有自動跟蹤系統。這種自動跟蹤系統等於導彈的眼睛，當導彈撲向目的時，它能依據從目的上反射回來的導游激光，不時地修正飛行中的航向，從而精確無誤地擊中目的。
其實，這類激光制導導彈，早在70年代，美國在越南戰場上就運用過。如今不只有空對地導彈，而且有地對地、空對空、地對空等多種激光導彈。
今天，人們已可以將無線電搜索雷達、激光雷達分離起來，組成作戰系統。比方，當無線電雷達發現空中目的（敵機或導彈）後，就能夠將目的的高度、方位和速度精確丈量出來。只需目的進入一定范圍內，激光雷達就會開啟，發射出一束很細的激光束，緊緊盯住並准確丈量出目的的位置，然後發射的激光導彈，會依據激光雷達提供的導游激光束，精確地命中目的，將其摧毀。這類激光導彈能夠便當地部署在卡車上，也能夠改裝成反坦克導彈。
目前研製成的反坦克激光導彈，既能夠從空中上發射，也能夠從直升飛機上發射。導彈上裝有半導體激光器，起著自動跟蹤目的的作用，使導彈能百發百中地擊中坦克。
激光雷達固然精度高、體積小、操作乖巧、轉移便當，但它也有缺陷，就是容易遭到氣候條件的限制，也不適於在大范圍內搜索目的。因而，它普通都與無線電雷達配合運用，相互揚長避短。
激光槍和激光炮所謂激光槍和激光炮都屬於激光戰術武器。它們的外形像槍和炮，但它們發射的不是子彈和炮彈，而是激光束，使敵方人員傷亡或失明。這類槍炮的能力大小，與自身的能量和射擊間隔有關。如今激光槍和激光炮的有效射程還不遠，所以死光的能力有限。

C. 激光焊接機的用途

焊接用的。
激光焊接機，又常稱為激光焊機、鐳射焊機，是激光材料加工用的機器。工作原理激光焊接是利用高能量的激光脈沖對材料進行微小區域內的局部加熱，激光輻射的能量通過熱傳導向材料的內部擴散，將材料熔化後形成特定熔池。它是一種新型的焊接方式。

D. 激光有什麼做用

（l）激光通信

用光傳遞信息，在今天十分普遍。比如，艦船用燈語通信，交通燈用紅、黃、綠三色調度。但是所有這些用普通光傳遞信息的方式，都只能局限在短距離內。要想把信息通過光直接傳遞到遙遠的地方，就不能用普通光，而只能動用激光。

那麼如何傳遞激光呢？我們知道，電是可以沿著銅線輸送的，但光是不能沿著普通金屬線輸送的。為此，科學家們研製出來一種能夠傳輸光的細絲，叫作光導纖維，簡稱光纖。光纖是用特種玻璃材料製成的，直徑比人的頭發絲還要細，通常為50～150 微米，而且非常柔軟。

實際上，光纖的內芯是高折射率的透明光學玻璃，而外面的包皮層則是用低折射率的玻璃或塑料製成。這樣的結構，一方面能使光沿著內芯折射前進，就像水在自來水管里往前流動，電在導線中往前傳輸一樣，即使千繞百折也沒有什麼影響。另一方面，低折射率的包皮層又能阻止光外泄，就像水管不會滲水，電線的絕緣層不會導電一樣。

光導纖維的出現解決了傳遞光的途徑，但並不是說有了它就可以把任何光都能傳送到很遠很遠的地方去。只有亮度高、顏色純、方向性好的激光，才是傳遞信息最理想的光源，它從光纖的一端輸入後，幾乎沒有什麼損失又從另一端輸出。因此，光通信實質上就是激光通信，它具有容量大、質量高、材料來源廣、保密性強、經久耐用等優點，被科學家們譽為通信領域的一場革命，是技術革命中最輝煌的成果之一。

激光通信先進在哪裡？激光通信的優點首先是容量大。它的容量有多大呢？當我們平時打電話時，講著講著有時會串進來不相乾的說話聲。這種打架現象是由於一對電話線上只能通過一路電話，如果另外串進來一路電話，正常的通話雙方就會受到干擾。假如有10對人同時用一對電話線通話，就等於20個人同時講話，那就根本無法通話了。為了解決這個問題，就必須採用載波等方法，使各路電話分別處在各個頻段上。由於普通電話的頻率范圍為300～400赫，而在一對電話線上最高頻率只有1500千赫，所以在一對電話線上只能同時通過十幾路電話。顯然，這樣的電信容量是遠遠不能滿足當今信息社會的要求的。

如果我們把普通電話的傳輸信息量比作是小推車的話，那麼激光通信則是汽車。由於激光的頻率要比無線電波高得多，所以激光通信的信息容量要比電氣通信大10億倍。一根比頭發絲還細的光纖就可以傳輸幾萬路電話或幾千路電視節目。由20根光纖組成的光纜只有一支鉛筆那樣粗細，每天可以通話76200人次。相比之下，由1800根銅線組成的電纜，直徑約7.6厘米，但每天卻只能通話900人次。

尤其令人驚訝的是，光纖通信特別適合於電視、圖像和數字的傳遞。據報道，一對光纖可在一分種內傳遞全套《大英網路全書》。

此外，製造光導纖維的材料是地球上到處都有的砂子——石英，只要幾克石英就能製造出1千米長的光纖。這樣，不僅原材料取之不盡、用之不竭，還可以大大節約銅和鋁材。正因為如此，目前世界上發達國家都在競相研究激光通信。於是激光通信成了爭相發展的寵兒。

在通信技術史上，光纖通信技術的發展之快是前所未有的。拿通信技術史上的幾個里程碑來看，電話從發明到應用，花費了60年左右的時間，並且電話通信至今仍大量、普遍使用。無線電技術（例如電報）從發明到應用也花了30年左右時間。電視技術雖然發展較快，但仍然孕育了約14年。而激光通信，從第一根低損耗光導纖維的誕生到應用，總共只有5年時間。現在激光通信不僅應用廣泛，而且形成了巨大的光纖市場。

1977年5月，美國有一家大公司叫電報電話公司，它在芝加哥市內的兩個電話局之間，敷設了世界上第一條短距離的光導纖維通信線路，此後在全美國近百個地方建立了總長幾百千米的短距離激光通信線路。這就意味著在短距離內，激光通信已開始取代普通的電氣通信。到了1983年，美國紐約到波士頓之間長達600千米的光導纖維通信已投入使用。

緊跟在美國後面的是日本。1984年，日本完成了從北海道的札幌至九州福岡的長距離光導纖維通信干線，全長達2800千米，中間聯結著30多個城市。1993年12月，中國和日本之間橫跨東海的光纖電纜已鋪設成功。日本和美國之間橫跨太平洋的長達1萬千米的海底光纜也在設計中。

由於光導纖維通信的蓬勃發展，美、日、英、法等工業發達國家相繼成立了光導纖維、光纜生產企業。世界上三大著名的光纖光纜公司——美國的西電公司、康寧公司和日本的住友公司，光導纖維產量每年都在12萬千米以上。

總之，工業發達國家都已建立了全國性的光纖通信網路，以便徹底替代目前的銅質電線電纜，這項浩大的技術工程估計到2000年可告完成。到那時候，激光通信將給我們這個地球帶來巨大變化。例如，足不出戶就可以利用光纖網路在家中處理文件或參加一個會議；或者將家中的光纖網路與購物中心相連，如同置身在超級市場一樣，坐在家中選購需要的商品，貨款只須與電子金融購物系統結算。各地的醫療中心也可以從屏幕上查看病人的病情和化驗報告，並據此開出處方單，從而真正做到「秀才不出門，可知天下事」，「運籌於帷幄之中，決勝於千里之外」。

激光和光纖還可以傳送圖像。首先，要將直徑比人頭發絲還要細的單根光導纖維組合成纖維束。在傳送信息過程中，常用的纖維束有兩種：一種叫傳光束，另一種叫傳像束。傳光束的任務是將光從一頭傳到另一頭。傳光束結構比較簡單，它是由多根單絲膠合在一起，再將其端面拋光、研磨，以便減少光進入光纖時的反射和散射損失，然後在傳光束外面套上塑料護套。

由於一根光纖只能傳送一個光點，要傳送整幅圖像就必須將光導纖維一根一根整齊地排列起來，這樣組成的光纖束就叫傳像束。

在傳像束中，全部光纖都排列得整整齊齊，兩個端頭所處的位置都一一嚴格對應，一點也不混亂，就像一把整齊的筷子那樣。比如，某根光纖的一頭在傳像束中處於第八排第八列的位置上，那麼它的另一頭也同樣是處於八、八位置上。

傳像束在傳送圖像時，首先將圖像分割成網眼狀，即一幅圖像被無數根光纖分解成無數個像元，然後再傳送出去。一根光纖負責傳送一個像元，無數根光纖便能將整幅圖像傳送到另一端。如果要使圖像傳送得清晰，就要盡可能選用直徑較細的光纖，因為光纖越細，在一定的傳像束上就能容納進更多的光束，這樣就能傳送更多的像元。顯然，像元越多，圖像就越清晰。

現在應用的傳像束由上萬根光纖組成，要把這么多光纖整齊地排列起來可不是一件容易的事。排列好後，再用一種叫作環氧樹脂的有機粘合劑將兩端膠合，使光纖粘結固定，保證兩端光纖一一對應。對兩個端面還要磨平和拋光。至於中間部分則不必粘牢，而是像二胡的弦那樣鬆散，只須在外面加上保護的塑料套管，這樣的傳像束既柔軟，又可以任意彎曲。

除了傳送圖像處，傳像束還能傳送一般的符號或數字，以及放大圖像或縮小圖像。

如要放大圖像，可以將傳像束做成一端大、一端小，就像錐體那樣。當圖像元從小端傳到大端時，整幅圖像就被放大。反之，如將圖像從大端發送到小端，整幅圖像就被縮小了。

此外，利用光纖還可以改變圖像。如果根據需要有意打亂光導纖維的排列，就可以使出口端的像元並不落在原先對應的點上，而落到主觀構思的點上，於是圖像就改變了。如果將圖像元進口端的光纖做成方形，而將出口端光纖做成圓環形，就能將方形的圖像元變成圓環形的像元。

總之，光纖傳像束有很大的發展潛力，在未來的光信息處理技術中將日益顯示其獨特的作用。

（2）材料加工

鑽孔、切割、焊接以及淬火，是加工金屬材料時最常用的操作。自從引進了激光後，在加工的強度、質量以及范圍等方面開創了全新的局面。除了金屬材料外，激光還能加工許多非金屬材料。

激光鑽孔機在激光鑽孔機問世之前，對各種機械零件鑽孔靠的是電動鑽孔機或沖床。但機械鑽孔不僅效率低，而且鑽出的孔洞表面不夠光潔。

激光鑽孔的原理，是利用激光束聚集使金屬表面焦點溫度迅速上升，溫升可達每秒l00萬度。當熱量尚未發散之前，光束就燒熔金屬，直至汽化，留下一個個小孔。激光鑽孔不受加工材料的硬度和脆性的限制，而且鑽孔速度異常快，快到可以在幾千分之一秒，乃至幾百萬分之一秒內鑽出小孔。

比如，如果需要在金屬薄板上鑽出幾百個連人眼都難以察覺出來的微孔，用電動鑽孔機顯然是不能勝任的，但用激光鑽孔機卻能在1～2秒鍾內全部完成。如果用放大鏡對這些微孔作一番細查的話，可發現微孔面十分整齊光潔。

激光鑽孔還可用來加工手錶鑽石。它每秒鍾可鑽 20～30個孔，比機械加工效率高幾百倍，而且質量高。同時，激光鑽孔與下面我們就要講到的激光切割一樣，加工過程是非接觸式的，即不像機械加工那樣靠鋼鑽頭逐漸鑽透金屬材料。因此，激光操作可以在自動化連續加工，或者在超凈、真空的特殊環境中發揮作用。

激光切割機知道了激光鑽孔的原理，就容易理解激光為什麼可以切割金屬材料了：只要移動工件或者移動激光束，使鑽出的孔洞連邊成線，就自然能將材料切割下來了。而且，不論是什麼樣的材料，如鋼板、鈦板、陶瓷、石英、橡膠、塑料、皮革、化纖、木材等，激光都如一柄削鐵如泥，削木如灰的光劍，而且，切割的邊緣非常光潔。

激光焊接機激光之所以能用來焊接，是因為它的功率密度很高。所謂功率密度高，是指在每平方厘米面積上能集中極高的能量。激光的功率密度有多高呢？我們可以作個比較：工廠里通常用於焊接的乙炔火焰能將兩塊鋼板焊在一起，這種火焰的功率密度可以達到每平方厘米1000瓦；氬弧焊設備的功率密度還要高，可以達到每平方厘米10000瓦。但這兩種焊接火焰根本無法與激光相比，因為激光的功率密度要比它們高出千萬倍。這樣高的功率密度不僅可以焊接一般的金屬材料，還可以焊接又硬又脆的陶瓷。

激光淬火傳統的淬火方法十分簡單，先將刀刃燒紅，然後驟然浸到冷水裡，經過這一熱一冷的處理，刀刃的硬度就大為提高。不過，這樣淬火顯然不太方便，效果也不一定理想。

激光淬火，是用激光掃描刀具或零件上需要淬火的部位，使被掃描區域的溫度升高，而未被掃描到的部位仍維持常溫。由於金屬散熱快，激光束剛掃過，這部位的溫度就急驟下降。降溫越快，硬度也就越高。如果再對掃描過的部位噴速冷劑，就能獲得遠比普通淬火要理想得多的硬度。

（3）激光照相排版

照相排版實際上是引入了光學攝影原理。用活字排版，必須根據書稿，依樣畫葫蘆地檢出各種大小、字體不同的鉛字和符號進行排版。而照相排版要簡便很多，它是通過排字機上的透鏡，來改變字樣的大小和形狀的。至於用透鏡為什麼就能改變字樣的大小和形狀，這實際上就等於我們照「哈哈鏡」。

用照相排版時，只需將光源通過透鏡把需要的文字和符號，在感光相紙上成像，再經過顯影和定影就形成了照相底片。然後，只要像印照片那樣印刷就行。

照相排版可使用兩種光源，剛才講的是普通光源，相比之下，激光排版省時省力。由於激光亮度高，顏色淺，可以大大改善圖像的清晰度，印出來的書質量自然就高。它的原理是怎樣的呢？首先通過計算機把文字變成一個個點，然後用點來控制激光掃描感光底片，才真正拍攝出全息照相。

全息照相與立體照相是兩回事。盡管立體彩色照片看上去色彩鮮艷、層次分明，富有立體感，但它總歸仍是單面圖像，再好的立體照也代替不了真實的實物。比如，一個正方形木塊的立體照，不論我們怎樣改變觀察角度，只能看到照片上的那個畫面，但全息照就不同了，我們只要改變一下觀察角度，就可以看到這個正方塊的六個方面。因為全息技術能將物體的全部幾何特徵信息都記錄在底片上，這也是全息照相最重要的一個特點。

全息照相的第二個重要特點是，能以一斑而知全豹。當全息照被損壞，即使是大半損壞的情況下，我們仍然可以從剩下的那一小半上看到這張全息照上原有物體的全貌。這對於普通照片來說就不行，即使是損失一隻角，那隻角上的畫面也就看不到了。

全息照的第三個特點是，在一張全息底片上可以分層記錄多幅全息照，而且在它們顯示畫面時不會互相干擾。正是這種分層記錄，使得全息照能夠存儲巨大的信息量。激光全息照的底片，可以是特種玻璃，也可以是乳膠、晶體或熱塑等。一塊小小的特種玻璃，可以把一個大型圖書館里的上百萬冊藏書內容全部存儲進去。全息照相的用途日益廣泛。

全息照相可以將珍貴的歷史文物記錄下來，萬一有文物古跡遭到嚴重破壞，即使盪然無存，我們仍然可以根據全息照相重建。比如像北京圓明園那樣的名勝，當年被八國聯軍焚毀，現在雖然打算重建，因為不知道原來的整個面貌，就難以完全恢復。如果全息照相提早100年發明的話，事情就好辦了。

全息照相在工業上還可以用作無損檢測。什麼是無損檢測呢？就是說，用激光全息技術既可以檢查出產品有沒有微小的毛病，又一點也不會損傷這些產品。

更令人感興趣的是，目前全息照相還被用來拍攝全息電影和電視，不久觀眾會看到真實生活的圖像畫面了。即用激光「撞」擊底片上的感光塗料，留下無數個對應的點，這些點經顯影、定影後就重新變成文字或圖像。這里，激光束相當於電子束，感光底片相當於電視機熒屏。接下來，用載有文字和圖像的底片就可以去印書報雜志了。彩色電視機之所以能顯示紅、綠、藍三色，是由於熒屏上塗有三色熒光粉，它們在電子撞擊下會顯出三種顏色。而激光照相排版也可以採用類似的原理，印刷出優美的彩色畫面來。

（4）激光在醫學上的應用

激光應用在醫療器械領域的成果是很多的，它可以扮演鑽頭、手術刀、焊槍等多種角色。

焊槍和鑽頭在眼科，激光主要是用來治療視網膜剝離。視網膜剝離是一種很棘手的疾病，患者的視網膜與眼球內壁脫開，無法產生視覺。在激光沒有問世之前，病人恐怕難免失明的苦難。

現在，醫生可以用激光器對准病人眼底，使激光器發射出一束激光，通過加熱使視網膜重新與眼球內壁合在一起。整個過程要不了幾分鍾，激光束就像焊槍一樣，將病人的視網膜焊接好了。

除了焊接外，激光這把焊槍也可以用於切割。

白內障是老年人的常見病。病人的眼球前部的凸透鏡——晶狀體，由原來透明的彈性體漸漸變得混濁無彈性，光線就不能通過晶狀體，落到眼底的視網膜上，病人逐漸看不見東西。治療白內障的傳統辦法是，將眼球前部切開一條口子，然後從小口子中伸進一根細金屬針。這根金屬針溫度極低，將渾濁的晶狀體凍得粘在針上，然後一起從小口子中帶出，顯然，整個手術比較麻煩。

如果用醫用激光器來治療，不僅方便，而且效果好。只要將激光束對准眼球內晶狀體的前表面或後表面發射，就可以迅速切除掉晶狀體表面的混沌膜。

在牙科，激光可以代替牙鑽。根據世界衛生組織統計，兒童的齲齒發病率是相當高的，大約達到75％。用激光治牙，病人幾乎沒有不舒服的感覺，而且只要不發炎，一次治療就能解決問題。牙科激光器是激光器中的小弟弟，它的功率很小，只有3瓦，相當於一支節能燈，幾乎不產生熱量。它的發射端實際上是像頭發絲那麼細的光導纖維。

治療時，只須將光纖發射端接近齲齒灶，發出激光束，齲處組織會分解，然後用清水沖洗掉。如果齲齒僅是淺度的牙琺琅質受損，激光束會將受損處的細微孔隙一一封死，這樣便可以阻止乳酸腐蝕牙本質。如果已出現了齲孔，用激光束鑽孔、清洗後，即可將人造琺琅質材料填入空洞中，再用激光加熱接合處，使人造琺琅質材料與牙琺琅質融為一體。激光治牙不僅無痛、迅速，而且治療後的效果也好。

激光手術刀如果要使用激光刀給病人的膀胱、心臟、肝臟、胃、腸等重要內臟動手術，難度就大了。激光怎麼能進入到人的內臟里去呢？這就要靠醫生手中的一件寶貝了，這件寶貝就是激光纖維內窺鏡。

所謂內窺鏡，是醫生用來插到人體內直接觀察器官的光學裝置。但通常的內窺鏡體積比較大，也比較粗糙，只能從病人口腔沿食道插到胃裡觀察。插胃是十分難受的，病人會感到很痛苦。激光纖維內窺鏡則完全不同。用光導纖維做成的內窺鏡又軟、又細、又能彎曲，當它插入病人胃裡時，不會有痛苦。除了胃，光纖內窺鏡還能進入其他重要的臟器內。激光纖維內窺鏡一方面可用來檢查病人的臟器是否有病變，更主要的是可以將激光能量輸入體內臟器中，對病變組織進行照射，也即加以切除，起到手術刀的作用。而且，用激光刀切割，傷口能自動止血，不需要結扎出血點，大大縮短了手術時間，傷口也不會發炎。如果用激光刀切除惡性腫瘤，還可以防止癌細胞擴散呢。

（5）激光武器

激光導彈在海灣戰爭中，以美國為首的多國部隊向伊拉克境內發動大規模空襲，摧毀伊拉克的許多重要軍事目標。最後，這場戰爭以伊拉克的失敗而告終。有人說，海灣戰爭是一場先進武器的較量，這話確有道理。

美國的飛機上裝有激光瞄準器，它能發射出紅外激光。當一架擔任偵察任務的飛機在空中發現地面目標時，就邊在空中盤旋，邊用激光瞄準器不斷地向目標發射激光束。這種激光束實際上起著向導的作用。這時，擔任攻擊任務的另一些飛機就隨後飛來，向目標扔下激光制導導彈。這些激光制導導彈上裝有自動跟蹤系統。這種自動跟蹤系統等於導彈的眼睛，當導彈撲向目標時，它能根據從目標上反射回來的向導激光，不斷地修正飛行中的航向，從而准確無誤地擊中目標。

其實，這類激光制導導彈，早在70年代，美國在越南戰場上就使用過。現在不僅有空對地導彈，而且有地對地、空對空、地對空等多種激光導彈。

今天，人們已能夠將無線電搜索雷達、激光雷達結合起來，組成作戰系統。比如，當無線電雷達發現空中目標（敵機或導彈）後，就可以將目標的高度、方位和速度准確測量出來。只要目標進入一定范圍內，激光雷達就會開啟，發射出一束很細的激光束，緊緊盯住並精確測量出目標的位置，然後發射的激光導彈，會根據激光雷達提供的向導激光束，准確地命中目標，將其摧毀。這類激光導彈可以方便地部署在卡車上，也可以改裝成反坦克導彈。

目前研製成的反坦克激光導彈，既可以從地面上發射，也可以從直升飛機上發射。導彈上裝有半導體激光器，起著自動跟蹤目標的作用，使導彈能百發百中地擊中坦克。

激光雷達雖然精度高、體積小、操作靈巧、轉移方便，但它也有缺點，就是容易受到氣象條件的限制，也不適於在大范圍內搜索目標。因此，它一般都與無線電雷達配合使用，互相取長補短。

激光槍和激光炮所謂激光槍和激光炮都屬於激光戰術武器。它們的外形像槍和炮，但它們發射的不是子彈和炮彈，而是激光束，使敵方人員傷亡或失明。這類槍炮的威力大小，與本身的能量和射擊距離有關。現在激光槍和激光炮的有效射程還不遠，所以死光的威力有限。

但是，死光武器的前景是無法估量的。一旦激光束的能量加大、有效距離增加，那就會成為名副其實的死光。比如，用激光炮打1萬米高空中的飛機，由於激光束的前進速度是每秒30萬千米，因此只需三萬分之一秒的時間就能擊中飛機。而在這短短的瞬間，飛機在空中僅夠向前移動幾厘米。這樣，對於死光來說，活動的飛機實際上成了死目標，必死無疑。照此計算，即使是射向幾千千米外的導彈，死光也只需花幾十分之一秒，而在這個瞬間內，導彈也只能夠向前飛行幾十米。因此，死光有充分的時間將導彈摧毀在外層空間。

E. 激光焊接技術的應用

激光焊接機技術廣泛被應運在汽車、輪船、飛機、高鐵等高精製造領域，給人們的生活質量帶來了重大提升，更是引領家電行業進入了精工時代。特別是在大眾汽車創造的42米無縫焊接技術，大大提高了車身整體性和穩定性之後，家電領頭企業海爾集團隆重推出首款採用激光無縫焊接技術生產的洗衣 機，該家電為人民珍視了科技的進步，先進的激光技術可以為人民的生活帶來巨大的改變。隨著洗衣機全球品牌地位的不斷鞏固，其對行業的引領開始全面展現，然 而有激光焊接機技術的支持，也將對家電行業有一個更深的改革。據海爾研發人員介紹，市場上的全自動洗衣機內桶的製造技術大多採用「扣搭」技術，內桶的銜 接處會存在縫隙或不平整，導致桶體強度不高、對衣物產生不必要磨損。為了進一步提高內桶的可靠性和精細化，海爾洗衣機以汽車、造船行業為參照母本，將激光 無縫焊接技術應用在勻動力洗衣機新品上，避免了內桶縫隙和不平整的產生，在全面提高了產品的可靠性的同時更加呵護衣物。由於內桶的強度的提高，勻動力洗衣 機脫水過程中最高轉速比普通全自動洗衣機也提高了25%，脫水效率大幅提升，並且耗電少、用時省。此外，還了解到，中德造船業合作研發的「高功率激光焊接機技術」，保證了輪船的安全性，進一步加強了船身結構；在航空領域，激光無縫焊接技術也已廣泛 應用於飛機發動機的製造上，同時，鋁合金機身的激光無縫焊接技術可以取代鉚釘，從而減輕了20%的機身重量；我國的高鐵軌道也引進了激光無縫焊接技術，在 提高安全性能同時，也大大降低了噪音，為旅客帶來安靜舒心的乘車環境。隨著科技的全面發展，激光焊接機技術的不斷鞏固與應用，也帶領全球的家電產業步入了一個新時代，新的工藝不僅是產品的升級，也是更多科技的展示和應用。
1、製造業應用 激光拼焊(TailoredBlandLaserWelding)技術在國外轎車製造中得到廣泛的應用，據統計，2000年全球范圍內剪裁坯板激光拼焊生產線超過100條，年產轎車構件拼焊坯板7000萬件，並繼續以較高速度增長。國內生產的引進車型Passat，Buick，Audi等也採用了一些剪裁坯板結構。日本以CO2激光焊代替了閃光對焊進行制鋼業軋鋼卷材的連接，在超薄板焊接的研究，如板厚100微米以下的箔片，無法熔焊，但通過有特殊輸出功率波形的YAG激光焊得以成功，顯示了激光焊的廣闊前途。日本還在世界上首次成功開發了將YAG激光焊用於核反應堆中蒸氣發生器細管的維修等，在國內蘇寶蓉等還進行了齒輪的激光焊接技術。
2、粉末冶金領域 隨著科學技術的不斷發展，許多工業技術上對材料特殊要求，應用冶鑄方法製造的材料已不能滿足需要。由於粉末冶金材料具有特殊的性能和製造優點，在某些領域如汽車、飛機、工具刃具製造業中正在取代傳統的冶鑄材料，隨著粉末冶金材料的日益發展，它與其它零件的連接問題顯得日益突出，使粉末冶金材料的應用受到限制。在八十年代初期，激光焊以其獨特的優點進入粉末冶金材料加工領域，為粉末冶金材料的應用開辟了新的前景，如採用粉末冶金材料連接中常用的釺焊的方法焊接金剛石，由於結合強度低，熱影響區寬特別是不能適應高溫及強度要求高而引起釺料熔化脫落，採用激光焊接可以提高焊接強度以及耐高溫性能。
3、汽車工業 20世紀80年代後期，千瓦級激光成功應用於工業生產，而今激光焊接生產線已大規模出現在汽車製造業，成為汽車製造業突出的成就之一。德國奧迪、賓士、大眾、瑞典的沃爾沃等歐洲的汽車製造廠早在20世紀80年代就率先採用激光焊接車頂、車身、側框等鈑金焊接，90年代美國通用、福特和克萊斯勒公司竟相將激光焊接引入汽車製造，盡管起步較晚，但發展很快。義大利菲亞特在大多數鋼板組件的焊接裝配中採用了激光焊接，日本的日產、本田和豐田汽車公司在製造車身覆蓋件中都使用了激光焊接和切割工藝，高強鋼激光焊接裝配件因其性能優良在汽車車身製造中使用得越來越多，根據美國金屬市場統計，至2002年底，激光焊接鋼結構的消耗將達到70000t比1998年增加3倍。根據汽車工業批量大、自動化程度高的特點，激光焊接設備向大功率、多路式方向發展。在工藝方面美國Sandia國家實驗室與PrattWitney聯合進行在激光焊接過程中添加粉末金屬和金屬絲的研究，德國不萊梅應用光束技術研究所在使用激光焊接鋁合金車身骨架方面進行了大量的研究，認為在焊縫中添加填充余屬有助於消除熱裂紋，提高焊接速度，解決公差問題，開發的生產線已在賓士公司的工廠投入生產。
4、電子工業 激光焊接在電子工業中，特別是微電子工業中得到了廣泛的應用。由於激光焊接熱影響區小加熱集中迅速、熱應力低，因而正在集成電路和半導體器件殼體的封裝中，顯示出獨特的優越性，在真空器件研製中，激光焊接也得到了應用，如鉬聚焦極與不銹鋼支持環、快熱陰極燈絲組件等。感測器或溫控器中的彈性薄壁波紋片其厚度在0.05-0.1mm，採用傳統焊接方法難以解決，TIG焊容易焊穿，等離子穩定性差，影響因素多而採用激光焊接效果很好，得到廣泛的應用。
5、生物醫學 生物組織的激光焊接始於20世紀70年代，Klink等及jain[13]用激光焊接輸卵管和血管的成功焊接及顯示出來的優越性，使更多研究者嘗試焊接各種生物組織，並推廣到其他組織的焊接。有關激光焊接神經方面國內外的研究主要集中在激光波長、劑量及其對功能恢復以及激光焊料的選擇等方面的研究，劉銅軍進行了激光焊接小血管及皮膚等基礎研究的基礎上又對大白鼠膽總管進行了焊接研究。激光焊接方法與傳統的縫合方法比較，激光焊接具有吻合速度快，癒合過程中沒有異物反應，保持焊接部位的機械性質，被修復組織按其原生物力學性狀生長等優點將在以後的生物醫學中得到更廣泛的應用。
6、其他領域 在其他行業中，激光焊接也逐漸增加特別是在特種材料焊接中國內進行了許多研究，如對BT20鈦合金、HEl30合金、Li-ion電池等激光焊接，德國玻璃機械製造商GlamacoCoswig公司與IFW接合技術與材料實驗研究院合作開發出了一種用於平板玻璃的激光焊接新技術。

F. 激光焊接技術的優缺點有哪些

激光焊接的優勢：

1、可將入熱量降到最低的需要量，熱影響區金相變化范圍小，且因熱傳導所導致的變形亦最低。

2、32mm板厚單道焊接的焊接工藝參數業經檢定合格，可降低厚板焊接所需的時間甚至可省掉填料金屬的使用。

3、不需使用電極，沒有電極污染或受損的顧慮。且因不屬於接觸式焊接製程，機具的耗損及變形接可降至最低。

4、激光束易於聚焦、對准及受光學儀器所導引，可放置在離工件適當之距離，且可在工件周圍的機具或障礙間再導引，其他焊接法則因受到上述的空間限制而無法發揮。

5、工件可放置在封閉的空間（經抽真空或內部氣體環境在控制下）。

6、激光束可聚焦在很小的區域，可焊接小型且間隔相近的部件。

7、可焊材質種類范圍大，亦可相互接合各種異質材料。

8、易於以自動化進行高速焊接，亦可以數位或電腦控制。

9、焊接薄材或細徑線材時，不會像電弧焊接般易有回熔的困擾。

10、不受磁場所影響（電弧焊接及電子束焊接則容易），能精確的對准焊件。

11、可焊接不同物性（如不同電阻）的兩種金屬

12、不需真空，亦不需做射線防護。

13、若以穿孔式焊接，焊道深一寬比可達10:1

14、可以切換裝置將激光束傳送至多個工作站。

激光焊接的缺點

1、焊件位置需非常精確，務必在激光束的聚焦范圍內。

2、焊件需使用夾治具時，必須確保焊件的最終位置需與激光束將沖擊的焊點對准。

3、最大可焊厚度受到限制滲透厚度遠超過19mm的工件，生產線上不適合使用激光焊接。

4、高反射性及高導熱性材料如鋁、銅及其合金等，焊接性會受激光所改變。

5、當進行中能量至高能量的激光束焊接時，需使用等離子控制器將熔池周圍的離子化氣體驅除，以確保焊道的再出現。

6、能量轉換效率太低，通常低於10%。

7、焊道快速凝固，可能有氣孔及脆化的顧慮。

8、設備昂貴。

G. 激光到底有什麼用

激光的用途

（l）激光通信

用光傳遞信息，在今天十分普遍。比如，艦船用燈語通信，交通燈用紅、黃、綠三色調度。但是所有這些用普通光傳遞信息的方式，都只能局限在短距離內。要想把信息通過光直接傳遞到遙遠的地方，就不能用普通光，而只能動用激光。

那麼如何傳遞激光呢？我們知道，電是可以沿著銅線輸送的，但光是不能沿著普通金屬線輸送的。為此，科學家們研製出來一種能夠傳輸光的細絲，叫作光導纖維，簡稱光纖。光纖是用特種玻璃材料製成的，直徑比人的頭發絲還要細，通常為50～150 微米，而且非常柔軟。

實際上，光纖的內芯是高折射率的透明光學玻璃，而外面的包皮層則是用低折射率的玻璃或塑料製成。這樣的結構，一方面能使光沿著內芯折射前進，就像水在自來水管里往前流動，電在導線中往前傳輸一樣，即使千繞百折也沒有什麼影響。另一方面，低折射率的包皮層又能阻止光外泄，就像水管不會滲水，電線的絕緣層不會導電一樣。

光導纖維的出現解決了傳遞光的途徑，但並不是說有了它就可以把任何光都能傳送到很遠很遠的地方去。只有亮度高、顏色純、方向性好的激光，才是傳遞信息最理想的光源，它從光纖的一端輸入後，幾乎沒有什麼損失又從另一端輸出。因此，光通信實質上就是激光通信，它具有容量大、質量高、材料來源廣、保密性強、經久耐用等優點，被科學家們譽為通信領域的一場革命，是技術革命中最輝煌的成果之一。

激光通信先進在哪裡？激光通信的優點首先是容量大。它的容量有多大呢？當我們平時打電話時，講著講著有時會串進來不相乾的說話聲。這種打架現象是由於一對電話線上只能通過一路電話，如果另外串進來一路電話，正常的通話雙方就會受到干擾。假如有10對人同時用一對電話線通話，就等於20個人同時講話，那就根本無法通話了。為了解決這個問題，就必須採用載波等方法，使各路電話分別處在各個頻段上。由於普通電話的頻率范圍為300～400赫，而在一對電話線上最高頻率只有1500千赫，所以在一對電話線上只能同時通過十幾路電話。顯然，這樣的電信容量是遠遠不能滿足當今信息社會的要求的。

如果我們把普通電話的傳輸信息量比作是小推車的話，那麼激光通信則是汽車。由於激光的頻率要比無線電波高得多，所以激光通信的信息容量要比電氣通信大10億倍。一根比頭發絲還細的光纖就可以傳輸幾萬路電話或幾千路電視節目。由20根光纖組成的光纜只有一支鉛筆那樣粗細，每天可以通話76200人次。相比之下，由1800根銅線組成的電纜，直徑約7.6厘米，但每天卻只能通話900人次。

尤其令人驚訝的是，光纖通信特別適合於電視、圖像和數字的傳遞。據報道，一對光纖可在一分種內傳遞全套《大英網路全書》。

此外，製造光導纖維的材料是地球上到處都有的砂子——石英，只要幾克石英就能製造出1千米長的光纖。這樣，不僅原材料取之不盡、用之不竭，還可以大大節約銅和鋁材。正因為如此，目前世界上發達國家都在競相研究激光通信。於是激光通信成了爭相發展的寵兒。

在通信技術史上，光纖通信技術的發展之快是前所未有的。拿通信技術史上的幾個里程碑來看，電話從發明到應用，花費了60年左右的時間，並且電話通信至今仍大量、普遍使用。無線電技術（例如電報）從發明到應用也花了30年左右時間。電視技術雖然發展較快，但仍然孕育了約14年。而激光通信，從第一根低損耗光導纖維的誕生到應用，總共只有5年時間。現在激光通信不僅應用廣泛，而且形成了巨大的光纖市場。

1977年5月，美國有一家大公司叫電報電話公司，它在芝加哥市內的兩個電話局之間，敷設了世界上第一條短距離的光導纖維通信線路，此後在全美國近百個地方建立了總長幾百千米的短距離激光通信線路。這就意味著在短距離內，激光通信已開始取代普通的電氣通信。到了1983年，美國紐約到波士頓之間長達600千米的光導纖維通信已投入使用。

緊跟在美國後面的是日本。1984年，日本完成了從北海道的札幌至九州福岡的長距離光導纖維通信干線，全長達2800千米，中間聯結著30多個城市。1993年12月，中國和日本之間橫跨東海的光纖電纜已鋪設成功。日本和美國之間橫跨太平洋的長達1萬千米的海底光纜也在設計中。

由於光導纖維通信的蓬勃發展，美、日、英、法等工業發達國家相繼成立了光導纖維、光纜生產企業。世界上三大著名的光纖光纜公司——美國的西電公司、康寧公司和日本的住友公司，光導纖維產量每年都在12萬千米以上。

總之，工業發達國家都已建立了全國性的光纖通信網路，以便徹底替代目前的銅質電線電纜，這項浩大的技術工程估計到2000年可告完成。到那時候，激光通信將給我們這個地球帶來巨大變化。例如，足不出戶就可以利用光纖網路在家中處理文件或參加一個會議；或者將家中的光纖網路與購物中心相連，如同置身在超級市場一樣，坐在家中選購需要的商品，貨款只須與電子金融購物系統結算。各地的醫療中心也可以從屏幕上查看病人的病情和化驗報告，並據此開出處方單，從而真正做到「秀才不出門，可知天下事」，「運籌於帷幄之中，決勝於千里之外」。

激光和光纖還可以傳送圖像。首先，要將直徑比人頭發絲還要細的單根光導纖維組合成纖維束。在傳送信息過程中，常用的纖維束有兩種：一種叫傳光束，另一種叫傳像束。傳光束的任務是將光從一頭傳到另一頭。傳光束結構比較簡單，它是由多根單絲膠合在一起，再將其端面拋光、研磨，以便減少光進入光纖時的反射和散射損失，然後在傳光束外面套上塑料護套。

由於一根光纖只能傳送一個光點，要傳送整幅圖像就必須將光導纖維一根一根整齊地排列起來，這樣組成的光纖束就叫傳像束。

在傳像束中，全部光纖都排列得整整齊齊，兩個端頭所處的位置都一一嚴格對應，一點也不混亂，就像一把整齊的筷子那樣。比如，某根光纖的一頭在傳像束中處於第八排第八列的位置上，那麼它的另一頭也同樣是處於八、八位置上。

傳像束在傳送圖像時，首先將圖像分割成網眼狀，即一幅圖像被無數根光纖分解成無數個像元，然後再傳送出去。一根光纖負責傳送一個像元，無數根光纖便能將整幅圖像傳送到另一端。如果要使圖像傳送得清晰，就要盡可能選用直徑較細的光纖，因為光纖越細，在一定的傳像束上就能容納進更多的光束，這樣就能傳送更多的像元。顯然，像元越多，圖像就越清晰。

現在應用的傳像束由上萬根光纖組成，要把這么多光纖整齊地排列起來可不是一件容易的事。排列好後，再用一種叫作環氧樹脂的有機粘合劑將兩端膠合，使光纖粘結固定，保證兩端光纖一一對應。對兩個端面還要磨平和拋光。至於中間部分則不必粘牢，而是像二胡的弦那樣鬆散，只須在外面加上保護的塑料套管，這樣的傳像束既柔軟，又可以任意彎曲。

除了傳送圖像處，傳像束還能傳送一般的符號或數字，以及放大圖像或縮小圖像。

如要放大圖像，可以將傳像束做成一端大、一端小，就像錐體那樣。當圖像元從小端傳到大端時，整幅圖像就被放大。反之，如將圖像從大端發送到小端，整幅圖像就被縮小了。

此外，利用光纖還可以改變圖像。如果根據需要有意打亂光導纖維的排列，就可以使出口端的像元並不落在原先對應的點上，而落到主觀構思的點上，於是圖像就改變了。如果將圖像元進口端的光纖做成方形，而將出口端光纖做成圓環形，就能將方形的圖像元變成圓環形的像元。

總之，光纖傳像束有很大的發展潛力，在未來的光信息處理技術中將日益顯示其獨特的作用。

（2）材料加工

鑽孔、切割、焊接以及淬火，是加工金屬材料時最常用的操作。自從引進了激光後，在加工的強度、質量以及范圍等方面開創了全新的局面。除了金屬材料外，激光還能加工許多非金屬材料。

激光鑽孔機在激光鑽孔機問世之前，對各種機械零件鑽孔靠的是電動鑽孔機或沖床。但機械鑽孔不僅效率低，而且鑽出的孔洞表面不夠光潔。

激光鑽孔的原理，是利用激光束聚集使金屬表面焦點溫度迅速上升，溫升可達每秒l00萬度。當熱量尚未發散之前，光束就燒熔金屬，直至汽化，留下一個個小孔。激光鑽孔不受加工材料的硬度和脆性的限制，而且鑽孔速度異常快，快到可以在幾千分之一秒，乃至幾百萬分之一秒內鑽出小孔。

比如，如果需要在金屬薄板上鑽出幾百個連人眼都難以察覺出來的微孔，用電動鑽孔機顯然是不能勝任的，但用激光鑽孔機卻能在1～2秒鍾內全部完成。如果用放大鏡對這些微孔作一番細查的話，可發現微孔面十分整齊光潔。

激光鑽孔還可用來加工手錶鑽石。它每秒鍾可鑽 20～30個孔，比機械加工效率高幾百倍，而且質量高。同時，激光鑽孔與下面我們就要講到的激光切割一樣，加工過程是非接觸式的，即不像機械加工那樣靠鋼鑽頭逐漸鑽透金屬材料。因此，激光操作可以在自動化連續加工，或者在超凈、真空的特殊環境中發揮作用。

激光切割機知道了激光鑽孔的原理，就容易理解激光為什麼可以切割金屬材料了：只要移動工件或者移動激光束，使鑽出的孔洞連邊成線，就自然能將材料切割下來了。而且，不論是什麼樣的材料，如鋼板、鈦板、陶瓷、石英、橡膠、塑料、皮革、化纖、木材等，激光都如一柄削鐵如泥，削木如灰的光劍，而且，切割的邊緣非常光潔。

激光焊接機激光之所以能用來焊接，是因為它的功率密度很高。所謂功率密度高，是指在每平方厘米面積上能集中極高的能量。激光的功率密度有多高呢？我們可以作個比較：工廠里通常用於焊接的乙炔火焰能將兩塊鋼板焊在一起，這種火焰的功率密度可以達到每平方厘米1000瓦；氬弧焊設備的功率密度還要高，可以達到每平方厘米10000瓦。但這兩種焊接火焰根本無法與激光相比，因為激光的功率密度要比它們高出千萬倍。這樣高的功率密度不僅可以焊接一般的金屬材料，還可以焊接又硬又脆的陶瓷。

激光淬火傳統的淬火方法十分簡單，先將刀刃燒紅，然後驟然浸到冷水裡，經過這一熱一冷的處理，刀刃的硬度就大為提高。不過，這樣淬火顯然不太方便，效果也不一定理想。

激光淬火，是用激光掃描刀具或零件上需要淬火的部位，使被掃描區域的溫度升高，而未被掃描到的部位仍維持常溫。由於金屬散熱快，激光束剛掃過，這部位的溫度就急驟下降。降溫越快，硬度也就越高。如果再對掃描過的部位噴速冷劑，就能獲得遠比普通淬火要理想得多的硬度。

（3）激光照相排版

照相排版實際上是引入了光學攝影原理。用活字排版，必須根據書稿，依樣畫葫蘆地檢出各種大小、字體不同的鉛字和符號進行排版。而照相排版要簡便很多，它是通過排字機上的透鏡，來改變字樣的大小和形狀的。至於用透鏡為什麼就能改變字樣的大小和形狀，這實際上就等於我們照「哈哈鏡」。

用照相排版時，只需將光源通過透鏡把需要的文字和符號，在感光相紙上成像，再經過顯影和定影就形成了照相底片。然後，只要像印照片那樣印刷就行。

照相排版可使用兩種光源，剛才講的是普通光源，相比之下，激光排版省時省力。由於激光亮度高，顏色淺，可以大大改善圖像的清晰度，印出來的書質量自然就高。它的原理是怎樣的呢？首先通過計算機把文字變成一個個點，然後用點來控制激光掃描感光底片，才真正拍攝出全息照相。

全息照相與立體照相是兩回事。盡管立體彩色照片看上去色彩鮮艷、層次分明，富有立體感，但它總歸仍是單面圖像，再好的立體照也代替不了真實的實物。比如，一個正方形木塊的立體照，不論我們怎樣改變觀察角度，只能看到照片上的那個畫面，但全息照就不同了，我們只要改變一下觀察角度，就可以看到這個正方塊的六個方面。因為全息技術能將物體的全部幾何特徵信息都記錄在底片上，這也是全息照相最重要的一個特點。

全息照相的第二個重要特點是，能以一斑而知全豹。當全息照被損壞，即使是大半損壞的情況下，我們仍然可以從剩下的那一小半上看到這張全息照上原有物體的全貌。這對於普通照片來說就不行，即使是損失一隻角，那隻角上的畫面也就看不到了。

全息照的第三個特點是，在一張全息底片上可以分層記錄多幅全息照，而且在它們顯示畫面時不會互相干擾。正是這種分層記錄，使得全息照能夠存儲巨大的信息量。激光全息照的底片，可以是特種玻璃，也可以是乳膠、晶體或熱塑等。一塊小小的特種玻璃，可以把一個大型圖書館里的上百萬冊藏書內容全部存儲進去。全息照相的用途日益廣泛。

全息照相可以將珍貴的歷史文物記錄下來，萬一有文物古跡遭到嚴重破壞，即使盪然無存，我們仍然可以根據全息照相重建。比如像北京圓明園那樣的名勝，當年被八國聯軍焚毀，現在雖然打算重建，因為不知道原來的整個面貌，就難以完全恢復。如果全息照相提早100年發明的話，事情就好辦了。

全息照相在工業上還可以用作無損檢測。什麼是無損檢測呢？就是說，用激光全息技術既可以檢查出產品有沒有微小的毛病，又一點也不會損傷這些產品。

更令人感興趣的是，目前全息照相還被用來拍攝全息電影和電視，不久觀眾會看到真實生活的圖像畫面了。即用激光「撞」擊底片上的感光塗料，留下無數個對應的點，這些點經顯影、定影後就重新變成文字或圖像。這里，激光束相當於電子束，感光底片相當於電視機熒屏。接下來，用載有文字和圖像的底片就可以去印書報雜志了。彩色電視機之所以能顯示紅、綠、藍三色，是由於熒屏上塗有三色熒光粉，它們在電子撞擊下會顯出三種顏色。而激光照相排版也可以採用類似的原理，印刷出優美的彩色畫面來。

（4）激光在醫學上的應用

激光應用在醫療器械領域的成果是很多的，它可以扮演鑽頭、手術刀、焊槍等多種角色。

焊槍和鑽頭在眼科，激光主要是用來治療視網膜剝離。視網膜剝離是一種很棘手的疾病，患者的視網膜與眼球內壁脫開，無法產生視覺。在激光沒有問世之前，病人恐怕難免失明的苦難。

現在，醫生可以用激光器對准病人眼底，使激光器發射出一束激光，通過加熱使視網膜重新與眼球內壁合在一起。整個過程要不了幾分鍾，激光束就像焊槍一樣，將病人的視網膜焊接好了。

除了焊接外，激光這把焊槍也可以用於切割。

白內障是老年人的常見病。病人的眼球前部的凸透鏡——晶狀體，由原來透明的彈性體漸漸變得混濁無彈性，光線就不能通過晶狀體，落到眼底的視網膜上，病人逐漸看不見東西。治療白內障的傳統辦法是，將眼球前部切開一條口子，然後從小口子中伸進一根細金屬針。這根金屬針溫度極低，將渾濁的晶狀體凍得粘在針上，然後一起從小口子中帶出，顯然，整個手術比較麻煩。

如果用醫用激光器來治療，不僅方便，而且效果好。只要將激光束對准眼球內晶狀體的前表面或後表面發射，就可以迅速切除掉晶狀體表面的混沌膜。

在牙科，激光可以代替牙鑽。根據世界衛生組織統計，兒童的齲齒發病率是相當高的，大約達到75％。用激光治牙，病人幾乎沒有不舒服的感覺，而且只要不發炎，一次治療就能解決問題。牙科激光器是激光器中的小弟弟，它的功率很小，只有3瓦，相當於一支節能燈，幾乎不產生熱量。它的發射端實際上是像頭發絲那麼細的光導纖維。

治療時，只須將光纖發射端接近齲齒灶，發出激光束，齲處組織會分解，然後用清水沖洗掉。如果齲齒僅是淺度的牙琺琅質受損，激光束會將受損處的細微孔隙一一封死，這樣便可以阻止乳酸腐蝕牙本質。如果已出現了齲孔，用激光束鑽孔、清洗後，即可將人造琺琅質材料填入空洞中，再用激光加熱接合處，使人造琺琅質材料與牙琺琅質融為一體。激光治牙不僅無痛、迅速，而且治療後的效果也好。

激光手術刀如果要使用激光刀給病人的膀胱、心臟、肝臟、胃、腸等重要內臟動手術，難度就大了。激光怎麼能進入到人的內臟里去呢？這就要靠醫生手中的一件寶貝了，這件寶貝就是激光纖維內窺鏡。

所謂內窺鏡，是醫生用來插到人體內直接觀察器官的光學裝置。但通常的內窺鏡體積比較大，也比較粗糙，只能從病人口腔沿食道插到胃裡觀察。插胃是十分難受的，病人會感到很痛苦。激光纖維內窺鏡則完全不同。用光導纖維做成的內窺鏡又軟、又細、又能彎曲，當它插入病人胃裡時，不會有痛苦。除了胃，光纖內窺鏡還能進入其他重要的臟器內。激光纖維內窺鏡一方面可用來檢查病人的臟器是否有病變，更主要的是可以將激光能量輸入體內臟器中，對病變組織進行照射，也即加以切除，起到手術刀的作用。而且，用激光刀切割，傷口能自動止血，不需要結扎出血點，大大縮短了手術時間，傷口也不會發炎。如果用激光刀切除惡性腫瘤，還可以防止癌細胞擴散呢。

（5）激光武器

激光導彈在海灣戰爭中，以美國為首的多國部隊向伊拉克境內發動大規模空襲，摧毀伊拉克的許多重要軍事目標。最後，這場戰爭以伊拉克的失敗而告終。有人說，海灣戰爭是一場先進武器的較量，這話確有道理。

美國的飛機上裝有激光瞄準器，它能發射出紅外激光。當一架擔任偵察任務的飛機在空中發現地面目標時，就邊在空中盤旋，邊用激光瞄準器不斷地向目標發射激光束。這種激光束實際上起著向導的作用。這時，擔任攻擊任務的另一些飛機就隨後飛來，向目標扔下激光制導導彈。這些激光制導導彈上裝有自動跟蹤系統。這種自動跟蹤系統等於導彈的眼睛，當導彈撲向目標時，它能根據從目標上反射回來的向導激光，不斷地修正飛行中的航向，從而准確無誤地擊中目標。

其實，這類激光制導導彈，早在70年代，美國在越南戰場上就使用過。現在不僅有空對地導彈，而且有地對地、空對空、地對空等多種激光導彈。

今天，人們已能夠將無線電搜索雷達、激光雷達結合起來，組成作戰系統。比如，當無線電雷達發現空中目標（敵機或導彈）後，就可以將目標的高度、方位和速度准確測量出來。只要目標進入一定范圍內，激光雷達就會開啟，發射出一束很細的激光束，緊緊盯住並精確測量出目標的位置，然後發射的激光導彈，會根據激光雷達提供的向導激光束，准確地命中目標，將其摧毀。這類激光導彈可以方便地部署在卡車上，也可以改裝成反坦克導彈。

目前研製成的反坦克激光導彈，既可以從地面上發射，也可以從直升飛機上發射。導彈上裝有半導體激光器，起著自動跟蹤目標的作用，使導彈能百發百中地擊中坦克。

激光雷達雖然精度高、體積小、操作靈巧、轉移方便，但它也有缺點，就是容易受到氣象條件的限制，也不適於在大范圍內搜索目標。因此，它一般都與無線電雷達配合使用，互相取長補短。

激光槍和激光炮所謂激光槍和激光炮都屬於激光戰術武器。它們的外形像槍和炮，但它們發射的不是子彈和炮彈，而是激光束，使敵方人員傷亡或失明。這類槍炮的威力大小，與本身的能量和射擊距離有關。現在激光槍和激光炮的有效射程還不遠，所以死光的威力有限。

但是，死光武器的前景是無法估量的。一旦激光束的能量加大、有效距離增加，那就會成為名副其實的死光。比如，用激光炮打1萬米高空中的飛機，由於激光束的前進速度是每秒30萬千米，因此只需三萬分之一秒的時間就能擊中飛機。而在這短短的瞬間，飛機在空中僅夠向前移動幾厘米。這樣，對於死光來說，活動的飛機實際上成了死目標，必死無疑。照此計算，即使是射向幾千千米外的導彈，死光也只需花幾十分之一秒，而在這個瞬間內，導彈也只能夠向前飛行幾十米。因此，死光有充分的時間將導彈摧毀在外層空間。

此外，激光還可以不斷改變方向，對准各個目標，逐一摧毀，而且從經濟上來說，製造激光炮要比製造洲際導彈便宜得多。