Lāzera marķēšanas iekārtas apskats un izredzes

Vārds "lāzers" ir vārda "LASER" burtisks tulkojums. LASER sākotnēji bija īpašs termins, kas sastāv no gaismas pastiprināšanas iniciāļiem ar stimulētu starojuma emisiju. Manā valstī tas ir tulkots kā "lāzers", "gaismas lāzers", "gaismas stimulētās emisijas pastiprinātājs" utt. 1964. gadā akadēmiķis Cjaņs Sjuesens ierosināja nosaukumu "lāzers", kas ne tikai atspoguļo "stimulēta" zinātnisko konotāciju. emisija”, bet arī parāda, ka tas ir ļoti spēcīgs jauns gaismas avots. Tas ir piemērots, spilgts un kodolīgs, un to vienbalsīgi atzinusi un izmantojusi zinātnieku aprindas manā valstī.
Kopš Ķīnas pirmā lāzera veiksmīgas izstrādes 1961. gadā ar kopīgiem lāzera zinātniskās pētniecības, mācību, ražošanas un izmantošanas vienību centieniem visā valstī mana valsts ir izveidojusi lāzertehnoloģiju jomu ar pilnām kategorijām, progresīvu līmeni un plašu pielietojumu. guvis iepriecinošu progresu industrializācijas jomā, sniedzot pozitīvu ieguldījumu manas valsts zinātnē un tehnoloģijā, valsts ekonomikā un valsts aizsardzības būvniecībā, kā arī ieguvis vietu starptautiskajā arēnā.
1957. gadā Vans Dahens un citi manā valstī Čančuņā nodibināja pirmo profesionālo optisko pētījumu institūtu, Ķīnas Zinātņu akadēmijas (Čančuņas) Optikas, precīzijas instrumentu un mehānikas institūtu (saīsināti kā "IOM"). Vecākās paaudzes ekspertu vadībā strauji izauga jaunu zinātnes un tehnoloģiju darbinieku grupa, un Dens Ssimings bija ievērojams pārstāvis starp tiem. Jau 1958. gadā, neilgi pēc tam, kad tika publicēts slavenais amerikāņu fiziķu Šolova un Taunsa raksts par lāzera principu, viņš aktīvi iestājās par šīs jaunās tehnoloģijas izstrādi un īsā laika posmā pulcēja jaunu un vidēju cilvēku komandu. -vecuma pētniekus ar novatorisku garu un izvirzīja lielu skaitu ideju un eksperimentālu shēmu, lai uzlabotu gaismas avotu spilgtumu, vienības krāsu un saskaņotību. 1960. gadā tika palaists pasaulē pirmais lāzers. 1961. gada vasarā Van Džidzjana vadībā manā valstī tika veiksmīgi izstrādāts pirmais rubīna lāzers. Dažu turpmāko gadu laikā lāzera tehnoloģija strauji attīstījās un radīja vairākus progresīvus sasniegumus. Veiksmīgi tika izstrādāti dažāda veida cietie, gāzes, pusvadītāju un ķīmiskie lāzeri. Pamatpētījumos un galvenajās tehnoloģijās ir ierosināta un ieviesta virkne jaunu koncepciju, metožu un tehnoloģiju (piemēram, dobuma Q mutācija un spoguļa Q modulācija, ceļojošā viļņa pastiprināšana, rēnija jonu izmantošana, brīvo elektronu svārstību starojums utt.). , no kuriem daudzi ir oriģināli.
Tajā pašā laikā kā jauns gaismas avots ar izcilām īpašībām, piemēram, augstu spilgtumu, augstu virzību un augstu kvalitāti, lāzeri tika ātri pielietoti dažādās tehnikas jomās, parādot spēcīgu vitalitāti un konkurētspēju. Runājot par sakariem, 1964. gada septembrī televīzijas attēlu pārraides demonstrēšanai tika izmantoti lāzeri, un 1964. gada novembrī tika sasniegti 3-30 km izsaukumi. Runājot par rūpniecību, 1965. gada maijā lāzera štancēšanas mašīnas tika veiksmīgi izmantotas stiepļu vilkšanas štancēšanas štancēšanas ražošanā, gūstot ievērojamus ekonomiskos ieguvumus. Medicīnā 1965. gada jūnijā lāzera tīklenes metinātājus testēja uz dzīvniekiem un klīniski. Runājot par valsts aizsardzību, 1965. gada decembrī veiksmīgi tika izstrādāts lāzera difūzās atstarošanas tālmērs (ar precizitāti 10 metri/10 kilometri), bet 1966. gada aprīlī tika izstrādāts ar tālvadību vadāms impulsu lāzera Doplera ātruma mērītājs.
Var teikt, ka sākumposmā manas valsts lāzertehnoloģijas strauji attīstījās, un gan kvantitāte, gan kvalitāte tobrīd bija tuvu starptautiskajam līmenim. Mūsdienu zinātnes un tehnoloģiju attīstības vēsturē manā valstī ir reti sastopams gadījums, kad inovatīva tehnoloģija var tik ātri sasniegt pasaules progresīvākās rindas. Šos sasniegumus, īpaši spēju raiti pārveidot fiziskās idejas un tehniskos risinājumus reālās lāzerierīcēs, galvenokārt nodrošina Optikas un mehānikas institūta gadu gaitā uzkrātās visaptverošās iespējas un stabilais pamats tehniskajā optikā, precīzās iekārtās un elektroniskajās tehnoloģijās. Bez pietiekama tehniskā atbalsta ir grūti izveidot klimatu jaunas tehnoloģijas attīstībai.
Lāzerzinātnes un tehnoloģiju nozare jau no paša sākuma ir saņēmusi lielu uzmanību no vadības un zinātniskās vadības departamentiem. Tolaik Ķīnas Zinātņu akadēmijas viceprezidents Džans Dzjņfu ierosināja ideju par profesionāla lāzera pētniecības institūta izveidi, ko drīzumā apstiprināja Valsts zinātnes un tehnoloģiju komisija un Valsts plānošanas komisija. Vicepremjers Nie Rongzhen, kurš bija atbildīgs par zinātni un tehnoloģijām, arī īpaši norādīja: Institūts jāceļ Šanhajā, kam ir labs rūpnieciskais pamats un kas veicina šīs jaunās tehnoloģijas attīstību.
Augstas enerģijas neodīma stikla lāzeru sistēma "6403", kas tika uzsākta 1964. gadā, lieljaudas lāzeru sistēma un kodolsintēzes pētniecība sākās 1965. gadā, un 15 veidu militāro lāzera iekārtu izstrāde, kas izstrādāta 1966. gadā, pateicoties to vispusībai un augstām grūtībām. , ir efektīvi virzījuši un veicinājuši lāzertehnoloģiju attīstību Ķīnā. Lai gan manas valsts lāzerzinātnes un tehnoloģiju nozare arī cieta no "kultūras revolūcijas" katastrofas, tā joprojām izdzīvoja ar grūtībām un guva vērtīgu progresu ar galveno projektu atbalstu.
1 Augstas enerģijas neodīma stikla lāzeru sistēma "6403" tika uzsākta 1964. gadā. Visbeidzot, no tehniskā viedokļa tika noteikts, ka termiskais efekts ir būtisks tehnisks šķērslis, un tā tika pārtraukta 1976. gadā. Šī projekta vēsturiskais ieguldījums nevar ignorēt augstas enerģijas lāzertehnoloģiju attīstību. Tas ir pacēlis manas valsts lāzertehnoloģiju augstākā līmenī. Tās sasniegumi galvenokārt izpaužas:
(1) Tika uzbūvēta liela kalibra (120 mm) svārstību pastiprināšanas lāzera sistēma ar inženierijas mērogu ar maksimālo izejas enerģiju 320,{5}} džouli; pēc staru kūļa kvalitātes uzlabošanas tas sasniedza 30,000 džoulus.
(2) Tika panākta sistēmas tehnoloģiju integrācija, un veiksmīgi tika veikts šaušanas eksperiments ar mērķi. 80 mm alumīnija mērķis tika caurdurts 10 metri iekštelpās un 0,2 mm alumīnija mērķis tika caurdurts 2 kilometru attālumā ārpus telpām. Sistemātiski tika pētīta spēcīga lāzera starojuma bioloģiskā iedarbība un materiālo bojājumu mehānisms.
(3) Pirmo reizi tika atklāts pašas lāzera sistēmas gaismas bojājuma fenomens un mehānisms spēcīgas gaismas ietekmē.
(4) Pirmo reizi tika dziļi izprasta lāzera stara kvalitātes nozīme un fiziskā konotācija, un tika pieņemta virkne novatorisku tehnoloģiju stara kvalitātes uzlabošanai, piemēram, 10,000 džoulu līmeņa nestabilas dobuma lāzeri, lokšņu lāzeri, svārstību skenēšanas pastiprināšanas lāzeru sistēmas un ķīļa staru kvalitātes diagnostika.
(5) Lāzera komponenti un atbalsta tehnoloģijas ir veikušas revolucionārus uzlabojumus, piemēram, zemas absorbcijas un augstas viendabības neodīma stikla kausēšanas procesu, augstas enerģijas impulsa ksenonu, augstas stiprības dielektrisko plēvi, liela kalibra (1,2 metru) optiskās precizitātes apstrādi, utt.
(6) Tika pilnveidota un apmācīta tehniskā mugurkaula komandu grupa.
1. Lieljaudas lāzersistēmas un kodolsintēzes pētījumi 1964. gadā Vans Gančans patstāvīgi ierosināja lāzera kodolsintēzes iniciatīvu, un projekts tika izveidots 1965. gadā, lai sāktu pētniecību. Pēc vairāku gadu smaga darba tika uzbūvēta nanosekundes lāzerierīce ar izejas jaudu 10 (superindekss 10) vati, un 1973. gada maijā pirmo reizi tika ražoti neitroni uz zemas temperatūras cietajiem deitērija mērķiem, istabas temperatūras litija deiterīda mērķiem un deuterēts polietilēns. 1974. gadā manā valstī tika veiksmīgi izstrādāts pirmais daudzpakāpju mikroshēmu pastiprinātājs, kas palielināja lāzera izejas jaudu 10 reizes un neitronu iznākumu par lielumu. Pēc starptautiskā centripetālās saspiešanas principa atšifrēšanas mēs aktīvi sekojām līdzi un 1976. gadā izstrādājām sešu staru lāzeru sistēmu, apstarojot ar gāzi pildīto stikla apvalka mērķi un panākot gandrīz 100 reižu lielāku tilpuma saspiešanu. Šī lielo sasniegumu sērija ir ļāvusi manas valsts lāzeru kodolsintēzes pētniecībai iekļūt pasaules progresīvāku rindās un lika pamatus ilgtermiņa ilgtspējīgai attīstībai nākotnē.
2. Militārā lāzerpētniecība 1966. gada decembrī Valsts aizsardzības zinātnes un tehnikas komisija rīkoja militāro lāzeru plānošanas sanāksmi, kurā piedalījās vairāk nekā 130 cilvēku no 48 vienībām. Sanāksmē tika izstrādāts attīstības plāns, kurā iekļauti 15 lāzera iekārtu veidi un 9 atbalsta tehnoloģijas. Lai gan tas netika oficiāli apstiprināts, tam joprojām bija labvēlīga loma attīstības veicināšanā. Turpmākajos gados šajā jomā tika gūti vairāki nozīmīgi sasniegumi. Piemēram:
(1) Sākotnējā mērķa diapazona lāzera distances tehnoloģijas pārbaude bija veiksmīga: izmantojot YAG Q pārslēdzamo lāzeru ar atkārtošanās frekvenci 20 Hz, diapazona precizitāte bija labāka par 2 metriem, un maksimālais mērījumu attālums bija 660 kilometri. Pievienojot teodolītam, tas var sasniegt lidojošā mērķa vienas stacijas orbītas noteikšanu. Šis sasniegums ir radījis nepieciešamos apstākļus, lai pēc tam pabeigtu starpkontinentālās raķetes atgriešanās fāzes trajektorijas mērījumus.
(2) Rubīna lāzera satelīta diapazona noteikšana: veiksmīgi izmērīti ASV eksperimentālie satelīti Expl-27, 29 un 36 ar maksimālo izmērāmo attālumu 2300 kilometri un aptuveni 2 metru precizitāti. Šī ir pirmā mākslīgā satelīta diapazona noteikšanas rezultātu paaudze, kas liek pamatu nākotnes mākslīgā satelīta diapazona noteikšanai lielākā attālumā un augstāka precizitāte.
(3) Rubīna lāzera radars un gaisa infrasarkanais lāzera radars, kas pirmo reizi realizēja gaisa kuģu izsekošanu un attālumu no zemes-gaiss un gaiss-gaiss.
(4) Lāzera aeropētīšanas instruments: apvienojot lāzera attāluma mērītāju un gaisa kameru, gaisa kuģis veic zemes apsekošanu, lai pabeigtu attālu apgabalu un citu sarežģītu reljefu kartēšanu. Atkārtošanās ātrums ir 6 reizes minūtē, un diapazona precizitāte ir 1 metrs.
(5) Zemes lielgabala lāzera tālmērs: tas var neatkarīgi veikt novērošanas, diapazona, leņķa mērīšanas (virziena un pacēluma leņķa) un magnētiskās adatas orientācijas funkcijas. Diapazona diapazons ir 300-10,000 metri, un precizitāte ir 5 metri. Lāzera lietojumu ziņā komunikācijas testos veiksmīgi bijuši Nd:YAG lāzersakari (3-12 kanāli), He-Ne lāzersakari un viena/trīs kanālu pusvadītāju lāzera komunikācija; izmantots arī medicīnas aprīkojums, piemēram, Nd:YAG lāzera skalpeļi, CO2 lāzera skalpeļi un lāzera iridektomijas instrumenti; lāzera hologrāfija, lāzera hologrāfijas pielietojums plaknes fotoelastībā, impulsa lāzera dinamiskā hologrāfija un Ramana spektrofotometri ir kļuvuši par jauniem metroloģijas zinātnes līdzekļiem; Rūpniecībā un lauksaimniecībā ir izmantotas arī CNC lāzergriešanas mašīnas, lāzera kolimatori, izotopu sēra atdalīšana ar lāzeru, šķidrie lāzeri lauksaimniecības pētījumiem un liela ekrāna navigācijas displeji. Nacionālajā zinātnes konferencē, kas notika 1978. gada martā, tika apbalvoti gandrīz 80 lāzerprojekti, tostarp aptuveni 70 civilie produkti un aptuveni 10 militārie produkti, kas vispusīgi atspoguļoja manas valsts lāzertehnoloģiju attīstības sasniegumus šajā periodā.
Kopš reformas un atvēršanas lāzertehnoloģijas ir ieguvušas nepieredzētas attīstības iespējas. Pēdējo 20 gadu laikā lāzerzinātne un tehnoloģijas ir panākušas nepieredzētu progresu, saskaroties ar lietojumiem, pasauli un nākotni, un ir parādījušies vairāki starptautiski progresīvi sasniegumi, kas ieliek stabilu pamatu 21. gadsimtam.
1980. gada maijā Šanhajā un Pekinā notika pirmā starptautiskā lāzera konference, kurā piedalījās 218 delegāti (66 no ārvalstīm) un 113 ziņojumi (65 no ārvalstīm). Biedrs Dens Sjaopins sirsnīgi uzņēma Ķīnas un ārvalstu delegātus. Otrā un trešā starptautiskā konference notika Guandžou 1983. gadā un Sjameņā 1986. gadā, mainot lāzertehnoloģiju slēgtās darbības situāciju manā valstī uz daudziem gadiem un sākot kļūt globālai. Liels skaits jauno zinātnes un tehnoloģiju talantu devās tālākām studijām uz ārzemēm, un ievērojams skaits izcilu talantu pēc studiju pabeigšanas atgriezās Ķīnā.
Lai izveidotu augsta līmeņa pētniecības un attīstības centru, tika aktīvi pielāgota zinātniskās pētniecības grupa un izkārtojums, tika izveidotas vairākas nacionālās atslēgas laboratorijas, atvērtās laboratorijas, valsts inženierzinātņu pētniecības centri un nozares-universitāšu-pētniecības organizācijas. Pateicoties starptautiski progresīviem instrumentiem un iekārtām, augsta līmeņa zinātniskajiem un tehnoloģiskajiem talantiem un salīdzinoši elastīgam darbības mehānismam, tai ir svarīga loma lāzerzinātņu un tehnoloģiju sasniegumu pārveidošanā, neatkarīgu intelektuālā īpašuma tiesību izveidē un lāzeru popularizēšanā. tehnoloģiju industrializācija.
Lāzera tehnoloģijai ir piešķirta nozīme daudzos valsts stratēģiskajos zinātnes un tehnoloģiju plānos. Starp septiņām galvenajām plāna “863” jomām ir lāzertehnoloģijas un optoelektroniskās tehnoloģijas (tostarp informācijas laukā izmantotās lāzertehnoloģijas), un 1995. gadā tika pievienota tēma “inerciālās norobežojuma saplūšana”. Aizsardzības pirmspētījums par optoelektronisko tehnoloģiju tika oficiāli izveidots kā starpnozaru projekts, kas ietver arī lāzertehnoloģiju. Lāzera tehnoloģija tika iekļauta kā galvenais projekts valsts "Sestajā piecgadu plānā" un "Septītajā piecgadu plānā". Turklāt Nacionālais dabaszinātņu fonds no 1986. līdz 1998. gadam finansēja vidēji 27,6 lāzerprojektus gadā. Šie valsts atbalstītie plāni ir pilnībā demonstrēti un stingri atlasīti, un tiem ir liela nozīme valsts ekonomikā un valsts aizsardzības būvniecībā. Daudzas lāzerpētniecības vienības ir arī uzņēmušās iniciatīvu reformēt savas organizatoriskās sistēmas un darbības mehānismus, vēršoties pret tirgu, veicinot inovācijas un enerģiski veicinot zinātnes un tehnoloģiju sasniegumu pārveidošanu par precēm, un ir sasnieguši iepriecinošus rezultātus.
Lāzera pētījumi ir attīstījušies padziļināti, pastāvīgi tiecoties uz tādiem mērķiem kā augsta staru kūļa kvalitāte, augsta stabilitāte, ilgs kalpošanas laiks, īsi impulsi un regulējami viļņu garumi. Šajā periodā lāzertehnoloģijas ir sasniegušas auglīgus rezultātus, no kuriem daudziem ir ievērojama pielietojuma vērtība un tie ir sasnieguši starptautisku progresīvu līmeni. Reprezentatīvi sasniegumi ietver:
1. Attāluma mērīšana un satelīta mērīšana Ir ieviestas jaunas paaudzes praktiskās attāluma mērīšanas sistēmas, kas izpildīja plānotos svarīgos uzdevumus. Tostarp 718 un G-179 lāzerplēves teodolīti tika nodoti ekspluatācijā un veiksmīgi izpildīti uzdevumi; pirmais pilnais lāzera izsekošanas un attāluma noteikšanas radara lauka tests bija veiksmīgs; pirmais praktiskais infrasarkanais lāzera radars (G-168) tika izstrādāts, pabeigts un nodots lietotājiem; masveidā tika ražoti taktiskie militārie lāzera tālmēri (artilērija, tanks, rokas). Trešās paaudzes mākslīgā satelīta lāzera attāluma noteikšanas sistēma tika uzbūvēta un nodota ekspluatācijā, un tā sasniedza starptautiskos standartus. Pirmās paaudzes rubīna spoguļkameras sistēmas diapazona precizitāte ir metru līmenī, otrās paaudzes YAG Q pārslēdzamā lāzera precizitāte ir decimetra līmenī un trešās paaudzes režīmā bloķēta lāzera plus mikrodatoru sistēmas precizitāte. ir centimetra līmenī attālumā, kas pārsniedz 8,{15}} kilometrus. Stacijas ir izveidotas Šanhajā, Uhaņā, Čančuņā, Pekinā uc, veidojot Ķīnas tīklu, un dati piedalās starptautiskajā apmaiņā.
2. Inerciālās saplūšanas (ICF) lāzera draiveris – sērija "Shenguang" Ķīnas Zinātņu akadēmija un Ķīnas Inženierfizikas akadēmija 80. gados sāka kopīgi risināt galvenās problēmas, vadot Van Gančans un Van Daheng. "Shenguang" sērijas lāzeru sistēmu un ICF fiziskos eksperimentus, kā arī sasniedza starptautiski atzītus sasniegumus. Tostarp lāzerierīce "Shenguang-I" tika uzbūvēta 1986. gadā ar 2 triljonu vatu izejas jaudu, sasniedzot līdzīgu starptautisko ierīču augstāko līmeni. "Shenguang-I" darbojas jau 8 gadus pēc kārtas un ir sasniegusi vairākus pasaules klases fiziskos rezultātus tādās progresīvās jomās kā ICF un rentgena lāzeri. Deviņdesmitajos gados tika izstrādāta ierīce "Shenguang-II" ar četrreiz lielāku un modernāku veiktspēju, un tā tiks nodota ekspluatācijā. 1995. gadā ICF tika apstiprināts kā projekts "863 plānā" un sāka izstrādāt gadsimtiem ilgušu milzu lāzera draiveri - ierīci "Shenguang-III". Kopējā dizaina un galveno tehnoloģiju izpēte ir sasniegusi virkni augsta līmeņa rezultātu.
3. Jauni lāzeri Divi lieljaudas nepārtraukto viļņu ķīmiskie lāzeri, 38-mikronu fluora deitērija lāzers (DF) un 1315-mikrona īsviļņu skābekļa-joda lāzers (COIL), ir guvuši sasniegumus, jaudas un staru kūļa kvalitātei atpaliekot tikai no ASV, sasniedzot pašreizējo starptautisko līmeni. Runājot par rentgenstaru lāzeriem, neona-germānija mīksto rentgena lāzeru (viļņu garumi 23,2 nanometri un 23,6 nanometri) sadursmes mehānisms ir sasniedzis pastiprinājuma piesātinājumu un staru kūļa kvalitāti, kas ir tuvu difrakcijas robežai, ierindojoties starptautiskajā vadošajā līmenī. ; Pētījumi par saliktiem sūknētajiem rentgenstaru lāzeriem ir ieguvuši virkni jaunu spektra līniju, par kurām ziņots pirmo reizi pasaulē, un ir sasniegts īss viļņa garums 4,68 nanometri. Arī brīvo elektronu lāzeri un vairāku viļņu garumu regulējamie lāzeri ir panākuši iepriecinošu progresu.
4. Ķīniešu pilnīgi jauni kristāli kļūst globāli Manas valsts BBO, LBO kristāli, kā arī KTP, titāna safīrs un citi Ķīnas izgudrotie kristāli bauda augstu reputāciju starptautiskajā tirgū to izcilās kvalitātes dēļ un ieņem noteiktu daļu.
Lai gan lāzerindustrijas prototips apstrādē (lāzerurbšanā), medicīnas iekārtās un attāluma mērīšanā bija parādījies jau 20. gadsimta 60. gados, tolaik tā bija tikai sporādiska un izkliedēta neliela apjoma pētniecības un izstrādes ražošana un nespēja izveidot klimatu. . Tikai reformas un atvēršanas laikā Ķīna patiešām pievērsa uzmanību un sāka būtisku darbību, jo īpaši saskaņā ar politikas virzību uz "augsto tehnoloģiju attīstīšanu un industrializācijas īstenošanu", manā valstī bija īsta lāzera rūpniecība.
1987. gada janvārī tika nodibināta Ķīnas Optiskās rūpniecības asociācija, kas vēlāk tika pārdēvēta par Ķīnas Optikas un optoelektronikas nozares asociāciju, kurai ir lāzera filiāle. Saskaņā ar nozares asociācijas aptauju statistiku par manas valsts lāzeru nozares statusu 1998. gadā, valstī ir aptuveni 100 lielāko lāzera izstrādājumu ražošanas vienību, kurās ir 6400 darbinieku un vidējais pārdošanas apjoms ir 125,000 juaņas uz vienu cilvēku, galvenokārt izplatīts Hubei, Pekinā un Šanhajā. manas valsts lāzerrūpniecība pieauga no 100 miljoniem juaņu 1988. gadā līdz 800 miljoniem juaņu 1998. gadā ar vidējo gada pieaugumu 22,3%, un kopējais pārdošanas apjoms 10 gados sasniedza 4,12 miljardus juaņu. 1998.gadā eksports sasniedza 11,2 miljonus ASV dolāru, veidojot 11,6% no kopējās vērtības.