原文配圖：科研人員進(jìn)行半導(dǎo)體激光切割光源實(shí)驗(yàn)。
這些人眼難以視察到的激光，可在汽車鈑金切割、石油管道切割等利用中大顯身手。 “君不見昆吾鐵冶飛炎煙，紅光紫氣俱赫然。 良工錘煉凡幾年，鑄得寶劍名龍泉”從唐朝詩人郭震所著的《古劍篇》中，我們似乎看到了烈焰灼灼的寶劍鑄造場景。 現(xiàn)在，具有收藏價(jià)值的寶劍早已成為博物館中的珍品。 而另一種削鐵如泥的“寶劍”——激光，已被大批用于工業(yè)生產(chǎn)制作。 日前，中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所(以下簡稱長春光機(jī)所)大功率半導(dǎo)體激光組成功研制開發(fā)出高光束質(zhì)量半導(dǎo)體激光切割光源系列產(chǎn)品。 “這個(gè)系列的激光器突破了半導(dǎo)體激光光束整形、光纖耦合、可靠性處理等要害技巧，輸出功率達(dá)500至1000瓦。 ”長春光機(jī)所副研究員朱洪波告訴《中國科學(xué)報(bào)》記者 他進(jìn)一步解釋道，這些人眼難以視察到的激光，可在汽車鈑金切割、石油管道切割等利用中大顯身手，在激光薄板切割方面可以與光纖激光器和固體激光器相媲美。 目前，這個(gè)系列產(chǎn)品已經(jīng)為多家企業(yè)訂貨，即將用于高鐵車身鈑金切割等領(lǐng)域。 據(jù)科研人員介紹，激光切割重要是采用激光束照射到金屬工件表面時(shí)瞬間釋放的高能量來使工件融化并蒸發(fā)，達(dá)到切割的目標(biāo)。 它屬于非接觸式加工，相比傳統(tǒng)的加工方法具有加工速度快、精度高、不產(chǎn)生廢料、無刀具磨損等優(yōu)點(diǎn)。 1960年，人類歷史上涌現(xiàn)了第一臺激光器——紅寶石激光器。 作為新中國成立的第一個(gè)光學(xué)精密機(jī)械研究基地，長春光機(jī)所在1961年就研制成我國第一臺紅寶石激光器，僅比世界上第一臺激光器晚一年。 半個(gè)世紀(jì)過去，激光加工技巧經(jīng)歷了飛速發(fā)展，作為一項(xiàng)先進(jìn)制作技巧，已在工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛利用。 “半導(dǎo)體激光切割光源具有材料吸收效率好、電光轉(zhuǎn)換效率高、高可靠性等優(yōu)點(diǎn)。 ”朱洪波說 近年來，長春光機(jī)所大功率半導(dǎo)體激光組對基礎(chǔ)器件封裝以及光束整形、光纖耦合等要害技巧展開攻關(guān)。 從最初的設(shè)計(jì)到裝調(diào)，再到可靠性測試、技巧改良，直至最后鑄好這一“寶劍”，科研小組耗時(shí)一年多時(shí)間，并達(dá)到工業(yè)化利用程度。 令他們高興的是，這一系列產(chǎn)品的各項(xiàng)性能獲得了幾乎所有到大功率半導(dǎo)體激光組實(shí)驗(yàn)室參觀的人的認(rèn)可。 實(shí)際上，大功率半導(dǎo)體激光組進(jìn)行這一項(xiàng)目標(biāo)研發(fā)，是一次“接地氣”的嘗試。 最近幾年，我國對加工制作業(yè)給予大力扶持。 最初，激光加工業(yè)享受高附加值，不少制作企業(yè)多采用CO2激光器和光纖激光器進(jìn)行切割，相對而言，這些激光器電光轉(zhuǎn)換效率低、運(yùn)行成本高，節(jié)能減排不明顯。 隨著激光加工業(yè)不斷發(fā)展和市場需求量的迅速增大，以上問題逐漸凸顯。 因此，不少企業(yè)開端尋找高可靠性、低成本的激光加工光源，作為激光加工業(yè)的配套，降低成本。 比如，在10毫米以下薄板材加工業(yè)中，半導(dǎo)體激光切割具有低能耗、高可靠性的優(yōu)點(diǎn)，能耗達(dá)到光纖激光器的二分之一，二氧化碳激光器的四分之一至五分之一。 “這符合國家節(jié)能減排的發(fā)展方針 例如，對于一個(gè)大型制作業(yè)企業(yè)而言，僅通過該技巧的利用就可節(jié)儉一筆可觀的電費(fèi)。 ”朱洪波說 |
