什么是激光雕刻

什么是激光雕刻

随着光电子技术的飞速发展，激光雕刻技术应用范围越来越广泛，雕刻精度要求越来越高。影响激光雕刻的4个最根本的要素是：雕刻速度、激光功率、雕刻精度、材料。在特定材料上如要达到一定的雕刻效果，就要求吸收一定能量的激光，这一能量应看作是材料吸收的激光能量=激光功率/雕刻速度。简单地讲就是要提高材料吸收的激光能量，就应提高激光功率或是降低雕刻速度，至于说最后采用哪种方法就要看材料和最终的雕刻效果。一般来讲用户都会避免高低速度，因为那会降低生产效率。其实影响雕刻效率的不仅是雕刻速度，雕刻精度也对其有非常大影响。

下面这个词条会说明的更详细

光电，激光，蓝影技术分别是什么？有什么区别？

光电 光电 [photoelectricity]

由光的作用产生的电叫光电。

以光电子学为基础，综合利用光学、精密机械、电子学和计算机技术解决各种工程应用课题的技术学科。信息载体正在由电磁波段扩展到光波段，从而使光电科学与光机电一体化技术集中在光信息获取、传输、处理、记录、存储、显示和传感等的光电信息产业上。 激光加工技术是利用激光束与物质相互作用的特性对材料(包括金属与非金属)进行切割、焊接、表面处理、打孔、微加工以及做为光源，识别物体等的一门技术，传统应用最大的领域为激光加工技术。激光技术是涉及到光、机、电、材料及检测等多门学科的一门综合技术，传统上看，它的研究范围一般可分为：

1.激光加工系统。包括激光器、导光系统、加工机床、控制系统及检测系统。

2.激光加工工艺。包括切割、焊接、表面处理、打孔、打标、划线、微调等各种加工工艺。

激光焊接：汽车车身厚薄板、汽车零件、锂电池、心脏起搏器、密封继电器等密封器件以及各种不允许焊接污染和变形的器件。目前使用的激光器有YAG激光器，CO2激光器和半导体泵浦激光器。

激光切割：汽车行业、计算机、电气机壳、木刀模业、各种金属零件和特殊材料的切割、圆形锯片、压克力、弹簧垫片、2mm以下的电子机件用铜板、一些金属网板、钢管、镀锡铁板、镀亚铅钢板、磷青铜、电木板、薄铝合金、石英玻璃、硅橡胶、1mm以下氧化铝陶瓷片、航天工业使用的钛合金等等。使用激光器有YAG激光器和CO2激光器。

激光打标：在各种材料和几乎所有行业均得到广泛应用，目前使用的激光器有YAG激光器、CO2激光器和半导体泵浦激光器。

激光打孔：激光打孔主要应用在航空航天、汽车制造、电子仪表、化工等行业。激光打孔的迅速发展，主要体现在打孔用YAG激光器的平均输出功率已由5年前的400w提高到了800w至1000w。国内目前比较成熟的激光打孔的应用是在人造金刚石和天然金刚石拉丝模的生产及钟表和仪表的宝石轴承、飞机叶片、多层印刷线路板等行业的生产中。目前使用的激光器多以YAG激光器、CO2激光器为主，也有一些准分子激光器、同位素激光器和半导体泵浦激光器。

激光热处理：在汽车工业中应用广泛，如缸套、曲轴、活塞环、换向器、齿轮等零部件的热处理，同时在航空航天、机床行业和其它机械行业也应用广泛。我国的激光热处理应用远比国外广泛得多。目前使用的激光器多以YAG激光器，CO2激光器为主。

激光快速成型：将激光加工技术和计算机数控技术及柔性制造技术相结合而形成。多用于模具和模型行业。目前使用的激光器多以YAG激光器、CO2激光器为主。

激光涂敷：在航空航天、模具及机电行业应用广泛。目前使用的激光器多以大功率YAG激光器、CO2激光器为主。

美国得克萨斯州大学的科学家研制出世界上功率最强大的可操作激光，这种激光每万亿分之一秒产生的能量是美国所有发电厂发电量的2000倍，输出功率超过1 皮瓦——相当于10的15次方瓦。这种激光第一次启动是在1996年。马丁尼兹说，希望他的项目能够在2008年打破这一纪录，也就是说，让激光的功率达到1.3皮瓦到1.5皮瓦之间。超级激光项目负责人麦卡尔·马丁尼兹表示：“我们可以让材料进入一种极端状态，这种状态在地球上是看不到的。我们打算在德州观察的现象相当于进入太空观察一颗正在爆炸的恒星。”

激光“抓住”碳纳米管并使之移动

最近，科学家开发出用激光“抓住”碳纳米管并使之移动的新技术。这种技术可以为芯片制造工程师提供一种把纳米元件移动到预定位置的新方法，从而制造出以纳米管为基础的微型芯片。

直径只有几纳米、长约100纳米的碳纳米管具有半导体性能，这意味着碳纳米管可能在某天成为低功率超快速计算机芯片的基础。迄今，安装碳纳米管的惟一方法是利用一种名为原子力显微镜的昂贵设备，设法推动纳米管至预定位置，然而这种方法操纵起来十分费事。

为了改变这种状况，美国伊利诺伊州纽约大学的科学家和一家光学公司的科研人员试验了一种名为“光学捕获”的技术，试图更便利地操纵碳纳米管。光学捕获技术就是利用激光能捕获微小粒子的能力，在移动激光束时使微小粒子跟随激光移动。由于激光能捕获微小粒子，因此在它移动时就会像镊子一样，“夹”着微小粒子移动。科学家把这种现象称为“激光镊子”。现在生物学家已能用激光镊子夹住单个细胞。例如，从血液中分离出单个血红细胞用于研究镰刀状血红细胞贫血症或疟疾治疗研究。激光镊子能“夹”住微小粒子，是因为激光束中心强度大于边缘强度，因此当激光束照射一个微小粒子时，从中心折射的光线要比向前的光线多。

当折射的光线获得向外的冲力时，粒子上的反作用力就使冲力指向激光束中心，因此粒子总是被吸引到激光束中心。如果粒子非常小且具有很小的重力或摩擦力，当激光束移动时，粒子就会跟着移动。

然而，激光镊子移动的血细胞直径有几微米，但现在要移动直径仅2～20纳米的碳纳米管会麻烦得多。因此想利用单个激光镊子移动大量碳纳米管到一定位置，可能会与用原子力显微镜一样费事。

为此，科学家用一种液晶激光分离器把激光束分成200个可单独控制的小激光束，研究人员可以控制这些激光束使之形成三角形、四边形、五边形和六边形等形状，从而移动大量的纳米管群，使它们在显微镜载片表面定位，达到移动碳纳米管的目的。

光学捕捉技术的成功，受到美国加利福尼亚大学的纳米管专家、物理学家亚历克斯·泽特尔的称赞，他说，因为目前还没有一种可靠的技术能操纵大量的纳米管，而这种新的光学捕获技术有可能应用于工业。 [编辑本段]【激光在医学中的应用】

应用于牙科的激光系统

依据激光在牙科应用的不同作用，分为几种不同的激光系统。区别激光的重要特征之一是：光的波长，不同波长的激光对组织的作用不同，在可见光及近红外光谱范围的光线，吸光性低，穿透性强，可以穿透到牙体组织较深的部位，例如氩离子激光、二极管激光或Nd：YAG激光(如图1)。而Er：YAG激光和CO，激光的光线穿透性差，仅能穿透牙体组织约0．01毫米。区别激光的重要特征之二是：激光的强度(即功率)，如在诊断学中应用的二极管激光，其强度仅为几个毫瓦特，它有时也可用在激光显示器上。

用于治疗的激光，通常是几个瓦特中等强度的激光。激光对组织的作用，还取决于激光脉冲的发射方式，以典型的连续脉冲发射方式的激光有：氩离子激光、二极管激光、CO2，激光；以短脉冲方式发射的激光有：Er：YAG激光或许多Nd：YAG激光，短脉冲式的激光的强度(即功率)可以达到1,000瓦特或更高，这些强度高、吸光性也高的激光，只适用于清除硬组织。

激光在龋齿的诊断方面的应用

1．脱矿、浅龋

2．隐匿龋

激光在治疗方面的应用

1．切割

2．充填物的聚合，窝洞处理

【激光在工业上的应用】

激光在工业上，也应用极为广泛，因为激光在激光束聚焦在材料表面的时候能够使材料熔化，使激光束与材料沿一定轨迹作相对运动,从而形成一定形状的切缝。七十年代后,为了改善和提高火焰切割的切口质量,又推广了氧乙烷精密火焰切割和等离子切割。在工业生产中有一定的适用范围。 蓝影鼠标 2004年，首款激光引擎鼠标问世至今，已经有长达四年的时间。历经长达四年的发展，现在虽然已经是所谓激光引擎的极盛时期，可是微软全新推出的Blue Track蓝影技术闪亮问世，力图超越激光鼠标。

蓝影的工作原理

光学引擎鼠标利用的是发光二极管发射出的红色可见光源，利用光的漫反射原理，记录下单位时间内LED光源照射在物体表面的漫反射阴影的变化来判断鼠标移动轨迹。激光引擎鼠标则采用的是激光二极管发射的短波的非可见激光，利用短波光易被反射的原理，让鼠标能够记录下从物体表面反射回光学传感器的光点的清晰成像。严格来说，传统的光学引擎与激光引擎都该称作是光学引擎，不过两种不同桌面捕捉原理决定了光学鼠标必须借助鼠标垫，而激光鼠标则能够在更多的表面上自如使用。

采用Blue Track蓝影技术的鼠标产品使用的是可见的蓝色光源，因此它看上去更像是使用传统的光学引擎。可它并非利用光学引擎的漫反射阴影成像原理，而是利用目前激光引擎的镜面反射点成像原理。通过下边这个简单的光路示意图我们可以看到，LED光源发射出的蓝色光线通过Collimating Lens(校准镜片)大量汇集，照射在物体表面上，通过物体表面反射到Imageing Lens(成像镜片)，经过成像镜片对光线的二次汇集在CMOS Detector(光学传感器)上成像，而光学传感器则相当于是一台高速连拍照相机，能够在每秒钟拍摄数千张照片，并将它们传送至图像处理芯片，经过芯片对每张照片的对比，最终得出鼠标移动的轨迹。

更大的光量+广角镜头

蓝影技术并不是光学引擎和激光引擎的简单综合，而是提高鼠标便面适应能力的高效的解决方案。首先，蓝色光属于短波光线，虽然无法同激光引擎发射出的非可见光相比，但是蓝色光的短波优势让它同样具备了优秀的反射效果，通过反射让物体细节得到了更细致的反映。

蓝影技术通过蓝色光源加上透镜汇聚效果使最终进入成像镜头的光束量达到激光引擎的4倍，能够让光学传感器获得更大的光量。举一个简单的例子，拍照时，照片都需要足够的曝光，可以通过加大光圈（增加进光量）或者是延长曝光时间（降低快门/单位时间内拍摄速度）来实现。为了精确定位光学传感器是绝不可能降低拍摄速度的，所以增大进光量不仅可以让光学传感器拍出的每张照片都能够有足够的曝光，同时还可以提供足够的进光量使光学传感器在单位时间内尽可能多地拍摄出鼠标移动轨迹图片，达到更加精确的定位效果。

蓝影技术的成像端使用的是视角更宽的广角镜头，能够抓取更大范围的物体表面的细节图像，因此对鼠标移动轨迹的分析也会变得更加细致。上述特性给予蓝影技术更强的表面适应能力，无论是表面光滑的大理石台面上，还是在粗糙的客厅地毯上都能够精确定位。

蓝影技术的应用与发展

将传统光学引擎与激光引擎相结合的蓝影技术，让微软鼠标产品具备了超强的表面适应能力以及精确无比的定位能力，使采用LED可见光源的鼠标产品具备了超越激光引擎产品的整体实力。而在成本方面，由于LED光源相对于激光二极管具有更加低廉的成本，所以采用蓝影技术的鼠标产品的实际成本反而会比激光引擎的产品更低。