Nella storia della tecnologia umana, l'emergere della tecnologia laser può essere descritta come una rivoluzione nell'interazione tra luce e materia. Dalla proposta di Einstein del 1917 della teoria dell'emissione stimolata allo sviluppo del primo laser Ruby da parte di Maiman nel 1960, questa tecnologia è penetrata in ogni campo - tra cui industria, medicina, comunicazioni e militari -} entro un mezzo secolo, diventando una forza principale di base per lo sviluppo societale moderno. Come tecnologia di riferimento nel campo Optoelectronics, i laser non solo hanno ridefinito i confini delle applicazioni "luminose", ma hanno anche dimostrato un potenziale immenso nel tagliare i campi di bordo - come la produzione intelligente, le scienze della vita e l'esplorazione dello spazio.
L'essenza dei laser
L'essenza dei laser è stimolata l'emissione di amplificazione della luce (laser), basata sulla teoria quantistica di Einstein. Attraverso l'interazione sinergica di un mezzo attivo (come gas o cristalli), una sorgente di pompa (iniezione di energia) e una cavità del risonatore ottico, si ottiene l'inversione del numero di particelle, amplificando i fotoni specifici per formare un grano altamente coerente e altamente coerente. Ciò rende i laser una fonte di luce principale per le moderne tecnologie come comunicazioni, manifatturieri e medicine. La natura intrinseca dei laser li rende l'unica fonte di luce in grado di soddisfare contemporaneamente i requisiti di alta precisione, alta energia e elevata controllabilità. Forniscono le basi fisiche per applicazioni come fibra - comunicazione ottica (vettori ottici), produzione di precisione (coltelli ottici), chirurgia medica (non- trattamento invasivo), tecnologia quantistica della tecnologia quantistica e della tecnologia moderna.
Applicazioni dei laser nella comunicazione
Il vantaggio fondamentale della tecnologia laser risiede nelle sue caratteristiche "quattro alte": alta direzionalità (angolo di divergenza del raggio a partire da Milliarcseconds), alta monocromaticità (purezza della lunghezza d'onda fino a 10^-6 nanometri), alta luminosità (centinaia di miliardi di miliardi di tempi più luminosi della luce solare) e alta coerenza (unità perfetta di spariti e temporali). Queste caratteristiche hanno dato origine a tre principali rami tecnologici nel campo optoelettronico.
Innanzitutto, informazioni optoelectronics: "Light - Speed Channel" per flussi di dati. Secondo, bio - optoelectronics: la "Light - basata sulla sonda" per le scienze della vita. Terzo, Energy Optoelectronics: la "Luce basata su Light -" per un controllo preciso. Di seguito, introdurremo principalmente questa precisione - fabbricato "coltello leggero".
I laser, come portatori di energia, abilitano l'elaborazione del materiale con micron - precisione di livello. Nella produzione industriale, il loro non - elaborazione di contatto e il calore minimo - zone interessate rivoluzionano i tradizionali metodi di elaborazione meccanica. Inoltre soddisfano meglio i requisiti di precisione più elevati dei nuovi materiali.
Vantaggi dell'elaborazione laser
Il "coltello ottico" laser sta rimodellando i moderni paradigmi di produzione industriale con alta precisione, efficienza e adattabilità:
- Nell'elaborazione di ultra - materiali duri
I laser focalizzano High - Energy - fasci di densità (diametri spot piccoli come 10 μm) per sciogliere o vaporizzare direttamente i materiali, abilitando non - elaborazione di contatto ed evitando crepe o deformazioni causate da stress meccanico.
- Nella nuova elaborazione dei materiali
Quando si tratta di materiali altamente fragili, l'elaborazione meccanica tradizionale è soggetta a causare crepe micro -. Il taglio laser raggiunge i detriti - taglio libero controllando la densità di potenza laser (10⁴ - 10⁶ W/cm²) e la velocità di scansione (20–80 mm/s), con accuratezza del diametro del foro fino a ± 2 μm. Per l'elaborazione laser di materiali a semiconduttore (come i wafer di silicio), i laser femtosecondi creano uno strato modificato all'interno del wafer, combinato con incisione chimica per ottenere detriti - taglio libero con una perdita di taglio a partire da 5 μm, a sostegno della miniaturizzazione dei circuiti integrati.
