灵魂拷问——你眼中的激光是什么样的？
是“奥托激光”击中了小怪物吗？（动态光波，BIU BIU BIU BIU~~）
还是五颜六色、光彩夺目的舞台灯光？（好耀眼，好多彩~ ~）
在当代科幻电视剧中，你可能更经常看到以下场景-
（声明一下，我们不评判任何电影，只看里面的镜头）
在电影《上海堡垒》中，外国侵略者利用高能激光束轻而易举地切开了厚厚的金属墙。
在电影《英雄归来·蜘蛛侠》中，无人机搭载的微型激光发射器也能发射出高能激光束，博物馆厚重的大门在它面前似乎毫无“抵抗力”。
看到这里，你可能会发现激光真的是又甜又咸。
在工业社会中，面对厚金属墙时“粗鲁”且切割迅速的工具不是常见的“剑、剑、戟、斧、钩、叉、休闲棒、鞭子、锤子和锤子”，而是一束激光。这束光作用于金属后，可以快速准确地切割金属。
答对了。电影中的情节设计基于“激光切割”技术。
我们都知道“火能炼金”，是不是小伙伴已经好奇了——什么是激光切割？这种高能激光的能量有多高？
激光切割原理
从字面上看，激光切割是一种使用聚焦的高功率密度激光束来切割材料的技术。此外，激光切割是一种热切割。为什么这么说？让我们进一步了解激光切割的原理。
激光切割系统利用激光聚焦系统将高能激光聚焦在材料表面，材料吸收激光能量并在熔点以上引起局部加热。同时，同轴高压气体或产生的蒸汽将熔融金属吹走，在材料表面产生空孔。随着激光沿着设定的程序移动，材料最终被切割成相应图案的形状。
激光切割的类型
一般来说，激光切割可分为四类:激光气化切割、激光熔化切割、激光氧气切割和激光划片和断裂控制。这四种激光切割方式的切割功率和功率密度不同，使其适用于不同的场景。
激光气化切割
这种切割方法的原理是:用高能量密度的激光束加热材料。当材料的温度迅速上升到沸点时，材料迅速蒸发并产生蒸汽喷射并留下切口。
材料的汽化热一般很大，因此激光气化切割需要很大的功率和功率密度。因此，这种切割方法多用于切割极薄的金属材料和非金属材料（如纸、布、木材等。).
激光熔化和切割
这种切割方法的原理是激光照射使材料熔化，非氧化性气体（氩气、氦气、N2等）在切割过程中释放。）以更大的压力从与射束同轴的喷嘴中吹出，以排出液态金属，形成切口。
激光熔化切割不需要将金属完全汽化，所需能量仅为气化切割的1/10，因此这种切割主要用于切割一些不易氧化的材料或活性金属，如不锈钢、钛、铝及其合金。
激光氧气切割
激光氧气切割的原理是氧气与切割金属发生反应产生氧化反应，释放出大量的氧化热。同时，被激光熔化的材料被氧气吹出反应区并形成切口。
氧化反应是放热的，这使得这种方法所需的能量只有熔化切割的1/2，但切割速度比气化切割和熔化切割快，因此这种切割方法主要用于一些难以切割的材料，如碳钢、钛钢和热处理钢。
激光划线和断裂控制
激光划片是用高能量密度的激光扫描脆性材料表面，使材料受热蒸发出一个小凹槽，然后施加一定的压力，脆性材料就会沿着小凹槽开裂。用于激光划线的激光器通常是Q开关激光器和CO2激光器。
控制断裂是利用激光开槽产生的陡峭温度分布，在脆性材料中产生局部热应力，使材料沿细小沟槽断裂。
切割机的激光功率
常见的激光切割机有:光纤激光切割机和CO2激光切割机。顾名思义，它们使用的激光器分别来自光纤激光器和CO2激光器。目前，光纤激光器凭借高输出功率和小光斑的优势，市场份额已经远远超过了CO2激光器，并且还在不断增长。
没有数据支撑的内容是比较苍白的。你想知道用于激光切割的激光功率有多高吗？
接下来，9月17日在上海举行的中国国际工业博览会上的一组数据绝对会让你惊呼:天哪！
以20kW的光功率为例，如果其光纤直径为200微米，数值孔径为0.22，则其光功率密度将会大于1000MW/Cm^2·str-1。以20kW光功率为例，如果其光纤直径为200微米，数值孔径为0.22，则其光功率密度将大于1000 MW/cm 2 str-1。
而传统教学激光笔的光功率只有1-5mW，光功率密度也很小。但即使是这种激光笔也会对人体造成很大伤害，尤其是对眼睛。所以一定不能让孩子随意玩~ ~
参考资料:
1.中国国际工业博览会CIIF.http://www.shsh-expo.com/.
2.百度百科:激光切割。
3.赵三军，赵水，，贾斌，陈，，，吴军。8 mm厚锰钢板激光切割实验研究【J】。制造技术与机床，2019（09）:70-73。
4.吴国兴、叶军、肖荣石、雷蒙多、鲁治亮、徐俊良、郭、、傅金娟、单昌柱、张仁娃、张井泉、王赢、王小娟。第十六届中国国际机床展览会特种加工机床综述【J】。世界制造技术与设备市场，2019（04）:71-。
5.魏。光纤激光切割06Cr19Ni10不锈钢的质量控制研究【J】。模具技术，2019（04）:52-55+63。
来源:中国科学院半导体研究所
编辑:皮皮虎
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