激光热加工技术：现状、发展趋势与应用前景

"国外激光热加工现状与发展趋势" 激光热加工技术是自六十年代初激光器发明以来逐渐发展起来的一种先进制造技术。该技术利用激光的高亮度特性，通过调控激光的功率密度和作用时间来实现对材料的各种加工，如打孔、切割、微细加工、焊接和表面处理等。随着时间的推移，激光热加工的应用领域不断扩大，已经成为现代工业中不可或缺的工具。 在激光器的设计和结构方面，本文提到了几种不同的固体激光器类型。一种是心轴转动的泵浦圆盘结构，其中泵浦源位于圆盘的上下表面，通过固定棱镜合成激光输出。然而，这种设计存在轴向热负载不均匀和冷却难度大的问题，需要使用折射率匹配液，并且结构相对复杂。另一种是旋转空心圆柱结构，克服了前者的缺点，但对圆筒的加工精度和转动控制有较高要求。运动玻璃板条激光器则采用了气体传导或对流冷却，能够简化机械结构，但技术上仍面临挑战，尚未实现大规模运行。 近年来，固体激光器在泵浦技术和器件结构上取得了显著的进步，这将推动激光效率和输出平均功率的提升。千瓦级固体激光器在军事和工业应用中展现出广阔的前景，例如在激光雷达、激光通信、激光对抗和加工等领域。尤其是板条结构的激光器，理论分析和初步实验显示，它们有望实现千瓦级乃至万瓦级的平均功率输出，尽管目前仍存在工艺和技术难题，但随着基础研究的深入和关键技术的突破，实现更高功率的激光输出只是时间问题。 固体激光器相对于其他类型的激光器，如CO2激光器，具有结构紧凑、坚固可靠、维护简便、波长短、光束质量好等优势，因此有可能在更多应用中替代传统的激光器。高平均功率的固体激光器将引领激光技术迈上新台阶，对激光器及其应用带来革命性的变化。 国外的激光热加工技术正处于快速发展阶段，不断涌现的新技术和创新应用预示着这一领域的光明前景。未来，随着激光器性能的提升和成本的降低，激光热加工将在制造业、航空航天、医疗、能源等多个领域发挥更加重要的作用。