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重庆幸运农场群CO2激光器未来的曙光是什么?

日期:2018-05-19 20:22

  自被发明几十年来,已经有无数CO2 激光器应用到医疗、制造及科研领域,从中国高速矿泉水瓶生产线 位数字码打印,到德国的奔驰汽车零件焊接。

  在与激光干涉引力波天文台(LIGO)引力波探测机构长达十几年的项目合作中,我们提供了关键技术来协助验证引力波的存在。虽然爱因斯坦在很早之前就已经预测了引力波的存在,但它们的理论信号太小,以至于他怀疑是否能建立具备足够高灵敏度的装置,进而探测到如此微小的宇宙杂音。

  LIGO 的科学家遇到了一个非常特殊的问题。任何光子被干涉仪光学器件吸收,即便是三百三十万分之一,都会使光学元件畸变,并且产生的热噪声足以覆盖他们需要探测的信号。虽然LIGO 设计的光学器件已经考虑到了热畸变因素,但在探测时,他们需要实时的微调来匹配主光束的功率和每个光学器件的个体差异。

  CO2激光器是微调光学元件的合理方案,因为其光束可以被 LIGO 光学元件高度吸收,并且能提供很高的光谱纯度和功率稳定性。如果没有这些,他们的测量系统会增加很多噪声。

  为满足 LIGO 精确的专用需求,我们开发了单波长稳定的CO2 激光器,适用于实时自适应系统中的精密控制回路,可以精确补偿主工作光束热效应造成的光学元件畸变(见图 3)。当热畸变补偿不足时,CO2 激光器光束整形为环状提供额外补偿(过热纠正);当补偿过度时, CO2 激光器光束整形为在光学元件中心像盘子样的圆斑,来削弱补偿(欠热纠正)。

  最近,科学家发现人类硬组织(骨头和牙齿)对 9.3~9.6μm的光具有很强的吸收能力(见图 4)。研究表明,CO2 激光器是唯一能适用于口腔硬组织和软组织处理、并且还能预防龋齿的激光器。

  虽然其他波长,如2.94μm 也能处理软组织和硬组织,但是只有CO2 激光器能在 9.3μm 和 9.6μm 波长提供额外的龋齿预防和清除功能。加州大学旧金山分校牙科学院院长John Featherstone 教授,将这一发现称为激光牙科新时代的曙光。

  激光器,非常适合医疗点牙科手术和牙科治疗。虽然这项技术还远未被大规模采用,但是基于 9.3μm 脉冲 CO2激光器的商业牙科设备,现在已经上市用于牙科硬组织和软组织治疗。

  随着制造业继续向全过程自动化发展的全球趋势,激光器正在改变一些传统加工方式的价值主张,如包装行业中材料的刀切和冲压。亚马逊等一些公司,正在驱动一场从“传统的固定尺寸的纸箱包装方式”到柔性包装的变革。所谓柔性包装,即使用新型塑料材料,并且现场创建,能完全符合特定货物的需求。

  这种新型柔性包装重量更轻,并能安全地生物降解,既降低了运输和包装的成本,重庆幸运农场群又减少了对环境的污染,这是亚马逊未来重要的绩效指标。这种转变能够实现,是因为激光与刀具不同,它们不会变钝,并且能提供远超过机械系统的可重复性和精确性。

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