什麼是激光
激光原理:
科學家在電管中以光或電流的能量來撞擊某些晶體或塬子易受激發的物質，使其塬子的電子達到受激發的高能量狀态，當這些電子要回復到平靜的低能量狀态時，塬子就會射出光子，以放出多餘的能量；而接着，這些被放出的光子又會撞擊其它塬子，激發更多的塬子産生光子，引發一連串的「連鎖反應」，并且都朝同一個方前進，形成強烈而且集中朝向某個方向的光；因此強的激光甚至可用作切割鋼闆！
激光的特性
1.方向性好——普通光源（太陽、白熾燈或熒光燈）向四面八方發光，而激光的發光方向可以限制在小于幾個毫弧度立體角内，這就使得在照射方向上的照度提高千萬倍。激光每200千米擴散直徑小于1米，若射到距地球3.8×105km的月球，光束擴散不到2千米，而普通探照燈幾千米外就擴散到幾十米。n激光準直、導向和測距就是利用方向性好這一特性。n2.亮度高——激光是當代最亮的光源，隻有氫彈爆炸瞬間強烈的閃光才能與它相比拟。太陽光亮度大約是1.865×109cd/m2，而一台大功率激光器的輸出光亮度可以高出太陽光的亮度7～14個數量級。n盡管激光的總能量并不一定很大，但由于能量高度集中，很容易在某一微小點處産生高壓和幾萬攝氏度甚至幾百萬攝氏度的高溫。激光打孔、切割、焊接和激光外科手術等實際應用就是利用了這一特性。n3.單色性好——光是一種電磁波。光的顔色取決于它的波長。普通光源發出的光通常包含着各種波長，是各種顔色光的混合。太陽光包含紅、登、黃、綠、青、藍、紫七種顔色的可見光以及紅外光、紫外光等不可見光。n而某種激光的波長隻集中在十分窄的光譜波段或頻率範圍内。如氦氖激光的波長為632.8納米，其波長變化範圍不到萬分之一納米。激光良好的單色性為精密度儀器測量和激勵某些化學反應等科學實驗提供了極為有利的手段。n4.相幹性好——幹涉是波動現象的一種屬性。基于激光具有高方向性和高單色性的特性，它必然會是相幹性極好的光。激光的這一特性使全息照相成為現實。
激光的應用
激光加工技術:
激光是20世紀60年代的新光源。由于激光具有方向性好、亮度高、單色性好等特點而得到廣泛應用.激光加工是激光應用最有發展前途的領域之一，現在已開發出20多種激光加工技術。
激光的空間控制性和時間控制性很好，對加工對象的材質、形狀、尺寸和加工環境的自由度都很大，特别适用于自動化加工。激光加工系統與計算機數控技術相結合可構成高效自動化加工設備，已成為企業實行适時生産的關鍵技術，為優質、高效和低成本的加工生産開辟了廣闊的前景。
熱加工和冷加工均可應用在金屬和非金屬材料，進行切割，打孔，刻槽，标記等.熱加工金屬材料進行焊接，表面處理，生産合金，切割均極有利.冷加工則對光化學沉積，激光快速成形技術，激光刻蝕，摻染和氧化都很合适。
激光快速成形：
用激光制造模型時用的材料是液态光敏樹脂，它在吸收了紫外波段的激光能量後便發生凝固，變化成固體材料。把要制造的模型編成程序，輸入到計算機。激光器輸出來的激光束由計算機控制光路系統，使它在模型材料上掃描刻劃，在激光束所到之處，塬先是液态的材料凝固起來。激光束在計算機的指揮下作完掃描刻劃，将光敏聚合材料逐層固化，精确堆積成樣件，造出模型。所以，用這個辦法制造模型，速度快，造出來的模型又精緻。該技術已在航空航天、電子、汽車等工業領域得到廣泛應用。
激光切割：
激光切割技術廣泛應用于金屬和非金屬材料的加工中，可大大減少加工時間，降低加工成本，提高工件質量。脈沖激光适用于金屬材料，連續激光适用于非金屬材料，後者是激光切割技術的重要應用領域。但激光在工業領域中的應用是有局限和缺點的，比如用激光來切割食物和膠合闆就不成功，食物被切開的同時也被灼燒了，而切割膠合闆在經濟上還遠不合化算。
激光焊接：
激光束照射在材料上，會把它加熱至融熔，使對接在一起的組件接合在一起，即是焊接。激光焊接，用比切割金屬時功率較小的激光束，使材料熔化而不使其氣化，在冷卻後成為一塊連續的固體結構。激光焊接技術具有溶池凈化效應，能純凈焊縫金屬，适用于相同和不同金屬材料間的焊接。由于激光能量密度高，對高熔點、高反射率、高導熱率和物理特性相差很大的金屬焊接特别有利。因為用激光焊接是不需要任何焊料的，所以排除了焊接組件受污染的可能;其次，激光束可被光學系統聚成直徑很細的光束，換言之，激光可以作成非常精細的焊槍，做精密焊接工作;還有激光焊接與組件不會直接接觸，亦即這是非接觸式的焊接，因而材料質地脆弱也不打緊，還可以對遠離我們身邊的組件作焊接，也可以把放置在真空室内的組件焊接起來。因為激光焊接有這些特點，所以它在微電子工業中尤其受歡迎。
激光雕刻:
用激光雕刻刀作雕刻，比用普通雕刻刀更方便，更迅速。用普通雕刻刀在堅硬的材料上，比如在花岡巖、鋼闆上作雕刻，或者是在一些比較柔軟的材料，比如皮革上作雕刻，就比較吃力，刻一幅圖案要花比較長的時間。如果使用激光雕刻則不同，因為它是利用高能量密度的激光對工件進行局部照射，使表層材料氣化或發生顔色變化的化學反應，從而留下永久性标記的一種雕刻方法。它根本就沒有和材料接觸，材料硬或者柔軟，并不妨礙雕刻的速度。所以激光雕刻技術是激光加工最大的應用領域之一。用這種雕刻刀作雕刻不管在堅硬的材料，或者是在柔軟的材料上雕刻，刻劃的速度一樣。倘若與計算機相配合，控制激光束移動，雕刻工作還可以自動化。把要雕刻的圖案放在光電掃描儀上掃描儀輸出的訊号經過計算機處理後，用來控制激光束的動作，就可以自動地在木闆上，玻璃上，皮革上按照我們的圖樣雕刻出來。同時，聚焦起來的激光束很細，相當于非常靈巧的雕刻刀，雕刻的線條細，圖案上的細節也能夠給雕刻出來。激光雕刻可以打出各種文字、符号和圖案等，字符大小可以從毫米到微米量級，這對産品的防僞有特殊的意義。激光雕刻是近年巳發展至可實現亞微米雕刻，已廣泛用于微電子工業和生物工程。
激光打孔:
在組件上開個小孔是件很常見的事。但是，如果要求在堅硬的材料上，例如在硬質合金上打大量0.1毫米到幾微米直徑的小孔。用普通的機械加工工具恐怕是不容易辦到，即使能夠做到，加工成本也會很高。激光有很好的同調性，用光學系統可以把它聚焦成直徑很微少的光點(小于一微米)，這相當于用來鉆孔的微型鉆頭。其次，激光的亮度很高，在聚焦的焦點上的激光能量密度(平均每平方米面積上的能量)會很高，普通一臺激光器輸出的激光，産生的能量就可以高達109焦耳/厘米2，足以讓材料熔化并氣化，在材料上留下一個小孔，就像是鉆頭鉆出來的。但是，激光鉆出的孔是圓錐形的，而不是機械鉆孔的圓柱形，這在有些地方是很不方便的。
激光蝕刻:
激光蝕刻技術比傳統的化學蝕刻技術工藝簡單、可大幅度降低生産成本，可加工0.125～1微米寬的線，非常适合于超大規模集成電路的制造。
激光的發展
激光手術：
激光能産生高能量﹑聚焦精确的單色光﹐具有一定的穿透力﹐作用于人體組織時能在局部産生高熱量。激光手術就是利用激光的這一特點﹐去除或破壞目标組織﹐達到治療的目的。主要包括激光切割和激光換膚。
激光武器：
激光武器有它的獨特性，令它被廣泛應用于防空，反坦克，轟炸機自衛等軍事用途.激光之所以能成為威力強大的武器，是因為它有叁個層次的破壞能力:
1.燒蝕效應：跟激光熱加工塬理一樣，當高能激光束射到目标時，激光的能量會被目标的材料吸收，轉化為熱能.這些熱能足以令目标部分或完全穿孔，斷裂，熔化，蒸發，甚至産生爆炸.
2.激波效應：如目标材料被氣化，目标材料會在極短時間内産生反沖作用，形成壓縮波使材料表面層裂碎開，碎片向外飛時造成進一步破壞.
3.輻射效應：目标材料氣化的同時會形成等離子體雲，能産生輻射紫外線及X光線，使目标内部的電子零件被破壞。
激光能源：
激光還可應用于核能發電上。世界上現在建成的核發電站使用的核燃料是鈾，使用氚核燃料的研究尚未成功。從研究所得，氚核燃料比鈾核燃料更加耐燒，1公斤氚核燃料燃燒産生的能量比鈾核燃料高3倍多。更有吸引力的是氚核燃料在地球上的貯量大。1公斤海水中含有0.03克氚，地球上的海洋中就裝有1021公斤海水;或者說，地球的海洋中就貯藏有1017公斤氚，把它開發出來做燃料，就相當于給我們提供了10萬億億(1017)噸煤，足夠人類用上幾億年，既然氚核燃料這麼好。為甚麼現在還不用？問題就在于把它點火燃燒不是一件容易做到的事。劃一根火柴燃燒的溫度就可以把紙片，汽油點着火，要讓這種核燃料着火，則需要億度的高溫。激光是目前較有可能達到這個點火溫度的技術。
推動加工業轉型升級
近些年來，由于傳統加工方法大都為力的傳遞，因此加工速度受到限制，而激光加工更多地是光的傳遞，慣性小，柔性大，而且激光能量密度高，加工速度可以很快，所以激光加工被譽為“未來制造系統共同的加工手段”。激光加工技術在世界範圍内的迅猛發展正在引起一場新的工業革命，最終使材料加工業從目前的電加工時代過渡到光加工時代。
觀研天下機械行業分析師指出：激光加工技術是利用激光束與物質相互作用的特性對材料進行切割、焊接、表面處理、打孔及微加工等的一門加工技術。激光精加工和激光微加工不僅促進了微電子工業的發展，而且為微型機械制造提供了條件。激光加工技術也迎來了自己的時代。
激光加工技術是利用高功率密度的激光束照射工件,使材料熔化氣化而進行穿孔、切割和焊接等的特種加工。早期的激光加工由于功率較小，大多用于打小孔和微型焊接。後來，随着大功率二氧化碳激光器複頻率钇鋁石榴石激光器的出現，以及對激光加工機理和工藝的深入研究，激光加工技術有了很大進展，使用範圍随之擴大。激光加工技術迎來了新的發展紀元。
數千瓦的激光加工機已用于各種材料的高速切割、深熔焊接和材料熱處理等方面。各種專用的激光加工設備競相出現，并與光電跟蹤、計算機數字控制、工業機器人等技術相結合，大大提高了激光加工機的自動化水平和使用功能。從激光器輸出的高強度激光經過透鏡聚焦到工件上，任何材料都會瞬時熔化、氣化。激光加工就是利用這種光能的熱效應對材料進行焊接、打孔和切割等加工的。
觀研天下在《中國激光加工行業市場分析及投資價值研究報告2013-2017》中提到：激光加工技術與傳統加工技術相比具有很多優點，所以得到如此廣泛的應用。例如說，激光加工技術的光點小，能量集中，熱影響區小;不接觸加工工件，對工件無污染;不受電磁幹擾，與電子束加工相比應用更方便;激光束易于聚焦、導向，便于自動化控制，而且采用非接觸式加工，不會對材料造成機械擠壓或機械應力，它的加工精度很高，并且它的應用範圍廣泛，幾乎可對任何材料進行雕刻等等。由于這些特點都是傳統加工技術所沒有的，激光加工技術自然憑借其得天獨厚的優勢在機械加工的曆史舞台上刻上了自己的烙印，迎來自己的發展春天。
