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激光行业带来的发展与伤害

来源: 枣庄智造网 时间:2019-09-29浏览次数 : 133

激光的定义

激光是20世纪以来继核能、电脑、半导体之后,人类的又一重大发明。英文名Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation,意思是“通过受激辐射光扩大”。激光的英文全名已经完全表达了制造激光的主要过程。


原子受激辐射的光,故名“激光”:原子中的电子吸收能量后从低能级跃迁到高能级,再从高能级回落到低能级的时候,所释放的能量以光子的形式放出。被引诱(激发)出来的光子束(激光),其中的光子光学特性高度一致。这使得激光比起普通光源,激光的单色性好,亮度高,方向性好。


希德了解到,激光应用很广泛,有激光打标、激光焊接、激光切割、光纤通信、激光测距、激光雷达、激光武器、激光唱片、激光矫视、激光美容、激光扫描、激光灭蚊器、LIF无损检测技术等等。激光系统可分为连续波激光器和脉冲激光器。


1964年10月,中国科学院长春光机所主办的《光受激发射情报》(其前身为《光量子放大专刊》)杂志编辑部致信钱学森,请他为LASER取一个中文名字,钱学森建议中文名为“激光”。同年12月,上海召开第三届光量子放大器学术会议,由严济慈主持,讨论后正式采纳钱学森的建议,将“通过辐射受激发射的光放大”的英文缩写LASER正式翻译为“激光”。随后,《光受激发射情报》杂志也改名为《激光情报》。




激光的发展

激光的空间控制性和时间控制性很好,对加工对象的材质、形状、尺寸和加工环境的自由度都很大,特别适用于自动化加工,激光加工系统与计算机数控技术相结合可构成高效自动化加工设备,已成为企业实行适时生产的关键技术,为优质、高效和低成本的加工生产开辟了广阔的前景。透过将激光束集中在单分子上,ETH Zurich的科学家只用单个分子就产生激光运作的基本条件──受激发射(stimulated emission)。由于在低温下,分子会增加它们的外表面积(apparent surface area)来跟光线互动,因此研究人员将分子冷却到摄氏零下272度,也就是只比零度高1度两条光束瞄准单分子。


在受控制的模式下,利用一道激光束来让单个分子进入量子态(controlled fashion),研究人员如此能明显的缩减或是放大第二道激光束。这种运作模式与传统的晶体管如出一辙;晶体管内的电位(electrical potential)能用来调变第二个信号。不过ETH Zurich并未透露其单分子的化学方程式。由于其性能与散热效能的优势,光子运算技术是科学家们长期追求的目标;光子(photon)不仅发热比电子少,也能达到高出相当多的数据传输速率。不过光通讯技术却只能逐步地从长距离通讯,进展到短距离。




激光的危害

激光波长与眼睛伤害:在激光的伤害中,以机体中眼睛的伤害严重。波长在可见光和近红外光的激光,眼屈光介质的吸收率较低,透射率高,而屈光介质的聚焦能力(即聚光力)强。强度高的可见或近红外光进入眼睛时可以透过人眼屈光介质,聚积光于视网膜上。此时视网膜上的激光能量密度及功率密度提高到几千甚至几万倍,大量的光能在瞬间聚中于视网膜上,致视网膜的感光细胞层温度迅速升高,以至使感光细胞凝固变性坏死而失去感光的作用。希德提醒,激光聚于感光细胞时产生过热而引起的蛋白质凝固变性是不可逆的损伤。一旦损伤以后就会造成眼睛的永久失明,所以一定要注意防护。


激光的波长不同对眼球作用的程度不同,其后果也不同。远红外激光对眼睛的损害主要以角膜为主,这是因为这类波长的激光几乎全部被角膜吸收,所以角膜损伤重,主要引起角膜炎和结膜炎,患者感到眼睛痛,异物样刺激、怕光、流眼泪、眼球充血,视力下降等。发生远红外光损伤时应遮住保护伤眼,防止感染发生,对症处理。

激光的防护

1、为避免发生各种伤害,首先对激光加工设备采取必要的防护措施。这些措施主要包括以下方面。

(1)激光加工设备要可靠接地,电器系统外罩的所有维修门应安装有连锁装置,电器外罩应设置相应措施一边在进入维修门之前使内部的电容器组放电。

(2)激光加工设备应有各种安全措施,在激光加工设备上映舍友明显的危险警告标志和信号,如“激光危险”“高压危险”等字样。

(3)激光加工的光路系统应尽可能全部封闭,如使激光在金属管中传递,以防止对人体的直接照射造成伤害。

(4)如果激光加工的光路系统不可能全封闭,则光路应设在较高的位置,使光束在传递过程中避开人的头部,让激光从人的高度以上通过。

(5)激光加工设备的工作台应采用玻璃等防护装置屏蔽,以防止激光的反射。

(6)进行激光加工的场地也应设有明显的安全标志,并设置栅栏、隔墙、屏风等,防止与工作无关人员误入危险区。

2、对人身的保护

(1)对于激光切割机的防护设备典型的就是激光防护镜,因为防止激光对人眼损伤的防护镜,按其防护原理可分为反射式、吸收式、衍射式和复合式等几种,当然,他们都会根据激光切割机的激光辐射波长进行过滤防护,达到对人体的激光切割机激光的保护,这也是市场上较为安全方便的激光切割机的防护设备。如希德激光防护眼镜,为吸收式防护眼镜,可以全方位防护各种特定波长的激光和强光。

(2)人体如果有了足够的健康程度,对于激光切割机的稍微辐射是可以抵御的。所以激光切割机操作人员要注意酌情多吃一些胡萝卜、豆芽、西红柿、瘦肉、动物肝等富含维生素A、C和蛋白质的食物,经常喝些绿茶等等。因为这些食物都能帮助人类较好的保护眼睛,让人体能够在激光切割机辐射的条件下,较好的保护人体。


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