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       這些人眼難以觀察到的激光，可在汽車鈑金切割、石油管道切割等應(yīng)用中大顯身手。

    “君不見昆吾鐵冶飛炎煙，紅光紫氣俱赫然。良工鍛煉凡幾年，鑄得寶劍名龍泉……”從唐朝詩(shī)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(chǎng)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，已被大量用于工業(yè)生產(chǎn)制造。

科研人員進(jìn)行半導(dǎo)體激光切割光源實(shí)驗(yàn)

    日前，中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所（以下簡(jiǎn)稱長(zhǎng)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、可靠性處理等關(guān)鍵技術(shù)，輸出功率達(dá)500至1000瓦。”長(zhǎng)春光機(jī)所副研究員朱洪波告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者。

     他進(jìn)一步解釋道，這些人眼難以觀察到的激光，可在汽車鈑金切割、石油管道切割等應(yīng)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，激光切割主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(lái)使工件熔化并蒸發(fā)，達(dá)到切割的目的。它屬于非接觸式加工，相比傳統(tǒng)的加工方式具有加工速度快、精度高、不產(chǎn)生廢料、無(wú)刀具磨損等優(yōu)點(diǎn)。

    1960年，人類歷史上出現(xiàn)了第一臺(tái)激光器——紅寶石激光器。作為新中國(guó)成立的第一個(gè)光學(xué)精密機(jī)械研究基地，長(zhǎng)春光機(jī)所在1961年就研制成我國(guó)第一臺(tái)紅寶石激光器，僅比世界上第一臺(tái)激光器晚一年。半個(gè)世紀(jì)過(guò)去，激光加工技術(shù)經(jīng)歷了飛速發(fā)展，作為一項(xiàng)先進(jìn)制造技術(shù)，已在工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)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(shuō)。

      近年來(lái)，長(zhǎng)春光機(jī)所大功率半導(dǎo)體激光組對(duì)基礎(chǔ)器件封裝以及光束整形、光纖耦合等關(guān)鍵技術(shù)展開攻關(guān)。

       從最初的設(shè)計(jì)到裝調(diào)，再到可靠性測(cè)試、技術(shù)改進(jìn)，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)化應(yīng)用水平。

       令他們興奮的是，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)目的研發(fā)，是一次“接地氣”的嘗試。

       最近幾年，我國(guó)對(duì)加工制造業(yè)給予大力扶持。最初，激光加工業(yè)享受高附加值，不少制造企業(yè)多采用CO2激光器和光纖激光器進(jìn)行切割，相對(duì)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(chǎng)需求量的迅速增大，以上問(wèn)題逐漸凸顯。因此，不少企業(yè)開始尋找高可靠性、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(guó)家節(jié)能減排的發(fā)展方針。例如，對(duì)于一個(gè)大型制造業(yè)企業(yè)而言，僅通過(guò)該技術(shù)的應(yīng)用就可節(jié)省一筆可觀的電費(fèi)。”朱洪波說(shuō)。

       激光加工是目前工業(yè)加工領(lǐng)域的前沿技術(shù)，激光加工技術(shù)的水平直接代表了國(guó)家的工業(yè)基礎(chǔ)水平。“這項(xiàng)產(chǎn)品的成功研制填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，并打破了國(guó)外半導(dǎo)體激光器及高端產(chǎn)品對(duì)國(guó)內(nèi)的壟斷，提高國(guó)內(nèi)激光裝備制造業(yè)水平，促進(jìn)產(chǎn)品更新?lián)Q代。”朱洪波表示，下一步他們將在其他加工領(lǐng)域廣泛推廣半導(dǎo)體激光切割技術(shù)。