Revisión y perspectiva de la máquina de grabado láser
Desde el anuncio del desarrollo exitoso del primer láser de mi país en 1961, con los esfuerzos conjuntos de las unidades de investigación, enseñanza, producción y usuarios de láser de todo el país, mi país ha formado un campo de tecnología láser con completa categorías, niveles avanzados y amplias aplicaciones, la industrialización ha logrado avances gratificantes, ha hecho contribuciones positivas a la ciencia y la tecnología, la economía nacional y la construcción de la defensa nacional de mi país, y se ha ganado un lugar en el mundo. El negocio de la ciencia y la tecnología láser ha sido muy valorado por los departamentos de liderazgo y gestión científica desde el principio. En ese momento, Zhang Jinfu, vicepresidente de la Academia de Ciencias de China, propuso la idea de establecer un instituto de investigación láser profesional, que fue rápidamente aprobada por la Comisión Estatal de Ciencia y Tecnología y la Comisión Estatal de Planificación. El viceprimer ministro Nie, a cargo del trabajo científico y tecnológico, también dio instrucciones especiales: el instituto de investigación debe construirse en Shanghai. Shanghai tiene una buena base industrial y es propicio para el desarrollo de esta nueva tecnología.
En 1964, se estableció el Instituto de Óptica y Maquinaria de Precisión de Shanghai (conocido como "Instituto de Óptica y Mecánica de Shanghai"), el primer instituto de investigación profesional para tecnología láser en China e incluso en el mundo. En febrero de ese año, se celebró en Shanghai la Conferencia Nacional del Láser. Zhang Jinfu y Yan Jici asistieron y la presidieron. 140 representantes presentaron 103 informes académicos.
El sistema láser de vidrio de neodimio de alta energía "6403" comenzó en 1964, el sistema láser de alta potencia y la investigación sobre fusión nuclear comenzaron en 1965, y el desarrollo de 15 tipos de láseres militares formulados en 1966 y otros Proyectos clave, debido a la gran amplitud técnica y dificultad grande, ha estimulado y promovido efectivamente el desarrollo de la tecnología láser en nuestro país. Aunque la industria de tecnología láser de China también sufrió la catástrofe de la "Revolución Cultural" durante diez años, sobrevivió tenazmente y logró avances valiosos con el apoyo de proyectos clave. El sistema láser de vidrio de neodimio de alta energía "6403" se lanzó al mercado en 1964. Al final, se consideró técnicamente que el efecto térmico era un obstáculo técnico fundamental y se desinstaló en 1976. Este proyecto tiene una contribución histórica que no se puede ignorar para el desarrollo de la tecnología láser de alta energía. Ha elevado el nivel de la tecnología láser de China a un nivel superior. Los principales resultados son los siguientes: se construyó un sistema láser de amplificación de oscilación de gran diámetro (1,20 mm) con escala de ingeniería, con una energía de salida máxima de 320.000 julios y la calidad del haz se mejoró a 30.000 julios; Se logró la integración técnica del sistema y el experimento de tiro se llevó a cabo con éxito. El objetivo de aluminio de 80 mm se perfora a 10 metros en interiores y el rastrillo de aluminio de 0,2 mm se perfora a 2 kilómetros en exteriores. Se estudiaron sistemáticamente los efectos biológicos y el mecanismo de destrucción material de la intensa radiación láser. Por primera vez se reveló el fenómeno y el mecanismo del daño óptico causado por una luz intensa en el propio sistema láser. Por primera vez, tenemos un profundo conocimiento de la importancia y la connotación física de la calidad del rayo láser y utilizamos una serie de tecnologías innovadoras, como láseres de cavidad inestable de 10.000 julios, láseres de placa plana, sistemas láser de amplificación de escaneo por oscilación y sistemas láser de cuña. Diagnóstico de calidad del haz en forma para mejorar la calidad del haz. Se han logrado avances revolucionarios en componentes láser y tecnologías de soporte, como el proceso de fusión de vidrio de neodimio altamente uniforme y de baja absorción, xenón pulsado de alta energía, película dieléctrica de alta resistencia, procesamiento de precisión óptica de gran diámetro (1,2 m), etc. Se han cultivado y creado varios equipos técnicos centrales. Sistemas láser de alta potencia e investigación sobre fusión nuclear En 1964, Wang propuso de forma independiente la iniciativa de fusión nuclear por láser y comenzó la investigación en 1965. Después de varios años de arduo trabajo, se construyó un dispositivo láser de nanosegundos con una potencia de salida de 10 (superíndice 10) vatios, y en mayo de 1973 se generaron neutrones por primera vez en un objetivo de deuterio a baja temperatura, un litio a temperatura ambiente. diana deuterida y polietileno deuterado. En 1974, se desarrolló con éxito el primer amplificador de chip de paso múltiple de mi país, que aumentó 10 veces la potencia de salida del láser y aumentó el rendimiento de neutrones en un orden de magnitud. Después de que se descifró el principio internacional de compresión centrípeta, en 1976, seguimos activamente el desarrollo de un sistema láser de seis haces para irradiar un objetivo de bombilla de vidrio inflable y lograr una compresión de volumen de casi 100 veces. Esta serie de importantes avances ha llevado la investigación de fusión láser de mi país a las filas avanzadas del mundo y ha sentado las bases para un desarrollo sostenible a largo plazo en el futuro. Investigación de láseres militares 1966 65438+ En febrero, la Comisión de Ciencia, Tecnología e Industria para la Defensa Nacional celebró una reunión de planificación de láseres militares, a la que asistieron más de 130 personas de 48 unidades. La reunión formuló un plan de desarrollo que incluye 15 máquinas láser completas y 9 tecnologías de soporte. Aunque la Convención aún no ha sido ratificada formalmente, ha desempeñado un papel útil en su promoción. En los años siguientes se produjeron algunos logros importantes en este campo.
Por ejemplo, la prueba preliminar de la tecnología de medición por láser en el campo de tiro tuvo éxito: utilizando un láser YAG Q-switched con una frecuencia de repetición de 20 Hz, la precisión de medición fue superior a 2 metros y la distancia máxima de medición fue de 660 kilómetros. Agregarlo al teodolito puede lograr la determinación de la órbita de los objetivos de vuelo con una sola estación. Este logro crea las condiciones necesarias para completar en el futuro la medición balística de la etapa de reentrada de los misiles intercontinentales. Alcance del satélite con láser Ruby: Los satélites experimentales estadounidenses Expl-27, EXPL-29 y EXPL-36 midieron con éxito la distancia, con una distancia máxima medible de 2.300 kilómetros y una precisión de aproximadamente 2 metros. Este es el resultado de la primera generación de sistemas de alcance por satélite, sentando las bases para futuros sistemas de alcance por satélite de mayor alcance y precisión. El lidar Ruby y el lidar infrarrojo aerotransportado permiten por primera vez el seguimiento y alcance de aeronaves tierra-aire y aire-aire. Topógrafo aéreo láser: combina un telémetro láser y una cámara aérea para realizar estudios aéreos en una superficie plana para completar el levantamiento y mapeo de terrenos complejos, como áreas remotas. La tasa de repetición es de 6 veces/minuto y la precisión del alcance es de 1 m. Telémetro láser con pistola terrestre: puede completar de forma independiente funciones como observación, medición de distancia, medición de ángulo (dirección y ángulo de altura) y orientación de la aguja magnética. El alcance es de 300 a 10.000 metros y la precisión es de 5 metros. En términos de aplicaciones láser, la comunicación láser Nd:YAG (3-12 canales), la comunicación láser He-Ne y la comunicación láser semiconductor de uno o tres canales han tenido éxito en experimentos de comunicación. También se han puesto en uso equipos médicos como el bisturí láser Nd:YAG, el bisturí láser CO2 y el dispositivo de iridotomía láser. La holografía láser, la aplicación de la holografía láser en la fotoelasticidad plana, la holografía dinámica con láser de pulso y el espectrofotómetro Raman se han convertido en nuevos medios de la ciencia de la metrología; máquinas de corte por láser CNC, colimadores láser, separación por láser de isótopos de azufre y logros agrícolas como láseres líquidos para investigación y Las pantallas de navegación de gran tamaño también se utilizan en la industria y la agricultura. En la Conferencia Nacional de Ciencia celebrada en marzo de 1978, casi 80 proyectos láser ganaron premios, incluidos 70 productos civiles y 10 productos militares, lo que reflejó plenamente los logros del desarrollo de la tecnología láser de mi país durante este período. Aunque el prototipo de la industria del láser apareció ya en la década de 1960 en procesamiento (perforación láser), equipos médicos, alcance, etc., en ese momento era solo una pequeña cantidad de I + D y producción esporádicas y no logró formar un clima. No fue hasta la reforma y la apertura, especialmente bajo la dirección política de "desarrollar alta tecnología y lograr la industrialización", que China tuvo una verdadera industria láser.
En 1987 1, se estableció la Asociación de la Industria Óptica de China, más tarde rebautizada como Óptica y Optoelectrónica de China, con una rama de láser. Según una encuesta de 1998 de la asociación industrial sobre la industria láser de China, hay alrededor de 100 importantes unidades de producción de productos láser en el país, con 6.400 empleados y ventas per cápita de 125.000 yuanes. Están ubicadas principalmente en Hubei, Beijing, Shanghai y otros lugares. La industria láser de China ha crecido de 100 millones de yuanes en 1988 a 800 millones de yuanes en 1998, con un crecimiento anual promedio del 22,3%. Las ventas totales son de 120 millones de yuanes. 65.438+0.998 exportaron 65.438+0.200.000 dólares estadounidenses, lo que representó 65.438+0.654,38+0,6% del valor total.
Según los métodos habituales de clasificación internacional, los productos láser incluyen diversos instrumentos y equipos láser en procesamiento láser, tratamiento médico, impresión, almacenamiento óptico, alcance y colimación, detección, entretenimiento y educación, y comunicación. Dispositivos láser y Componentes láser, así como materiales, componentes y componentes láser, etc. 11. En China, el mayor volumen de ventas es el de colimación y alcance por láser, y el de más rápido crecimiento es el procesamiento por láser (el equipo de procesamiento por láser YAG ha crecido a una tasa del 46% al 60% en los últimos dos años, alcanzando los 90 millones de yuanes, superando Equipos de procesamiento láser de CO2). El mercado médico con láser se desarrolló antes. Alguna vez creció rápidamente, pero ahora está en su punto más bajo, con ventas que rondan los 55 millones de yuanes. El mercado de productos de alta gama está ocupado casi en su totalidad por productos extranjeros, pero la máquina de tratamiento con láser de rubí TD-98 Q-switched desarrollada por la Universidad de Tianjin gana debido a su calidad. Ha pasado la certificación de la FDA y se exporta en lotes. La clasificación de láseres de 1998 mostró que los láseres sólidos representaban el 37,4% y los láseres semiconductores el 18,5%, lo que muestra un mercado de láseres sólidos en auge y una tendencia de rápido crecimiento para los láseres semiconductores. Los láseres de estado sólido bombeados por diodos (pulsos, continuos, estabilización de frecuencia monomodo, microchip, duplicación de frecuencia) se convertirán en un nuevo punto de crecimiento.
Debido a razones históricas, nuestra fuerza de investigación científica sobre láser es relativamente fuerte y la industria del láser aún se encuentra en la etapa de industria incipiente. Cómo aprovechar la oportunidad durante el período de transformación social, promover vigorosamente el desarrollo de la industria láser de mi país y ocupar más acciones en los mercados nacionales y extranjeros es una tarea gloriosa y ardua que enfrenta la mayoría de los trabajadores del láser.
Después de 38 años de arduo trabajo, la tecnología láser de China tiene una base técnica relativamente sólida y ha cultivado un equipo de alta calidad. Este equipo está distribuido en investigación científica, universidades, departamentos industriales, empresas y localidades, y cuenta con miles de personal científico y tecnológico, incluido un grupo de destacados jóvenes científicos que han regresado a China después de sus estudios y más de 20 académicos de las dos academias. . Es previsible que en el siglo XXI la tecnología láser de China tenga un desarrollo más brillante. En los campos de los controladores láser ICF, los láseres químicos de alta potencia, los láseres de estado sólido bombeados por semiconductores, los láseres ultracortos y ultraintensos, el alcance y monitoreo de láseres, los cristales artificiales y la industria del láser, los trabajadores chinos de ciencia y tecnología láser innovarán. y alcanzar nuevas alturas.