半导体激光器塑料焊接系统

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20世纪30年代时才被学术界认可，才真正的走进生活。 “本征半导体”。本征半导体简单来说就是不含任何杂质也没有任何晶格缺陷的半导体。但是由于本征半导体的电阻率比较大，没有多大实用价值，故在商业上用到的并不多。1833年，此时的英国的法拉第发现了硫化银，它能随着温度的上升而降低其本身的电阻。这是半导体现象首次被发现。之后在1839年，法国的贝克莱尔发现了一个现象，那就是子啊关照下，半导体和电解质接触形成的节可以产生电压。这个现象也是现在我们熟知的光生伏特效应。1873年，又一位英国的科学家史密斯发现了半导体的又一个特性——光导电效应。详细发展过程就不一一举例了。但是，有一个疑点，那就是问什么半导体这个定义需要花这么长的时间才被学术界认可呢？这个问题详细情况还需要阅读材料《The coming of Materials Science》。

激光传感器：利用激光技术进行测量的传感器。它由激光器、激光检测器和测量电路组成。激光传感器是新型测量仪表，它的优点是能实现无接触远距离测量，速度快，精度高，量程大，抗光、电干扰能力强等。 激光是20世纪60年代出现的最重大的科学技术成就之一。它发展迅速，已广泛应用于国防、生产、医学和非电测量等各方面。激光与普通光不同，需要用激光器产生。激光器的工作物质，在正常状态下，多数原子处于稳定的低能级E1,在适当频率的外界光线的作用下，处于低能级的原子吸收光子能量受激发而跃迁到高能级E2。光子能量E=E2-E1=hv,式中h为普朗克常数，v为光子频率。反之，在频率为v的光的诱发下，处于能级E2的原子会跃迁到低能级释放能量而发光，称为受激辐射。激光器首先使工作物质的原子反常地多数处于高能级（即粒子数反转分布），就能使受激辐射过程占优势，从而使频率为v的诱发光得到增强,并可通过平行的反射镜形成雪崩式的放大作用而产生强大的受激辐射光，简称激光。 　　激光具有3个重要特性:①高方向性（即高定向性，光速发散角小），激光束在几公里外的扩展范围不过几厘米；②高单色性，激光的频率宽度比普通光小10倍以上；③高亮度，利用激光束会聚最高可产生达几百万度的温度。 　　激光器按工作物质可分为 4种。①固体激光器：它的工作物质是固体。常用的有红宝石激光器、掺钕的钇铝石榴石激光器 (即YAG激光器)和钕玻璃激光器等。它们的结构大致相同，特点是小而坚固、功率高，钕玻璃激光器是目前脉冲输出功率最高的器件，已达到数十兆瓦。②气体激光器：它的工作物质为气体。现已有各种气体原子、离子、金属蒸气、气体分子激光器。常用的有二氧化碳激光器、氦氖激光器和一氧化碳激光器，其形状如普通放电管，特点是输出稳定，单色性好,寿命长,但功率较小，转换效率较低。③液体激光器:它又可分为螯合物激光器、无机液体激光器和有机染料激光器，其中最重要的是有机染料激光器，它的最大特点是波长连续可调。④半导体激光器：它是较年轻的一种激光器，其中较成熟的是砷化镓激光器。特点是效率高、体积小、重量轻、结构简单，适宜于在飞机、军舰、坦克上以及步兵随身携带。可制成测距仪和瞄准器。但输出功率较小、定向性较差、受环境温度影响较大。 工作原理 　　传输时间激光传感器工作时，先由激光二极管对准目标发射激光脉冲。经目标反射后激光向各方向散射。部分散射光返回到传感器接收器，被光学系统接收后成像到雪崩光电二极管上。雪崩光电二极管是一种内部具有放大功能的光学传感器，因此它能检测极其微弱的光信号。记录并处理从光脉冲发出到返回被接收所经历的时间，即可测定目标距离。传输时间激光传感器必须极其精确地测定传输时间，因为光速太快。 　　例如，光速约为3´108m/s，要想使分辨率达到1mm，则传输时间测距传感器的电子电路必须能分辨出以下极短的时间： 　　0.001m¸(3´108m/s)=3ps 　　要分辨出3ps的时间，这是对电子技术提出的过高要求，实现起来造价太高。但是如今廉价的传输时间激光传感器巧妙地避开了这一障碍，利用一种简单的统计学原理，即平均法则实现了1mm的分辨率，并且能保证响应速度。 　　利用激光的高方向性、高单色性和高亮度等特点可实现无接触远距离测量。激光传感器常用于长度、距离、振动、速度、方位等物理量的测量，还可用于探伤和大气污染物的监测等。 激光测长 　　精密测量长度是精密机械制造工业和光学加工工业的关键技术之一。现代长度计量多是利用光波的干涉现象来进行的，其精度主要取决于光的单色性的好坏。激光是最理想的光源，它比以往最好的单色光源（氪-86灯）还纯10万倍。因此激光测长的量程大、精度高。由光学原理可知单色光的最大可测长度 L与波长λ和谱线宽度δ之间的关系是L=λ/δ。用氪－86灯可测最大长度为38.5厘米，对于较长物体就需分段测量而使精度降低。若用氦氖气体激光器，则最大可测几十公里。一般测量数米之内的长度，其精度可达0.1微米。 激光测距 　　它的原理与无线电雷达相同，将激光对准目标发射出去后，测量它的往返时间，再乘以光速即得到往返距离。由于激光具有高方向性、高单色性和高功率等优点，这些对于测远距离、判定目标方位、提高接收系统的信噪比、保证测量精度等都是很关键的，因此激光测距仪日益受到重视。在激光测距仪基础上发展起来的激光雷达不仅能测距，而且还可以测目标方位、运运速度和加速度等，已成功地用于人造卫星的测距和跟踪，例如采用红宝石激光器的激光雷达，测距范围为500～2000公里,误差仅几米。目前常采用红宝石激光器、钕玻璃激光器、二氧化碳激光器以及砷化镓激光器作为激光测距仪的光源。 激光测振 　　它基于多普勒原理测量物体的振动速度。多普勒原理是指：若波源或接收波的观察者相对于传播波的媒质而运动，那么观察者所测到的频率不仅取决于波源发出的振动频率而且还取决于波源或观察者的运动速度的大小和方向。所测频率与波源的频率之差称为多普勒频移。在振动方向与方向一致时多普频移 fd=v/λ，式中v 为振动速度、λ为波长。在激光多普勒振动速度测量仪中，由于光往返的原因,fd =2v/λ。这种测振仪在测量时由光学部分将物体的振动转换为相应的多普勒频移,并由光检测器将此频移转换为电信号,再由电路部分作适当处理后送往多普勒信号处理器将多普勒频移信号变换为与振动速度相对应的电信号，最后记录于磁带。这种测振仪采用波长为6328埃(┱)的氦氖激光器，用声光调制器进行光频调制，用石英晶体振荡器加功率放大电路作为声光调制器的驱动源，用光电倍增管进行光电检测，用频率跟踪器来处理多普勒信号。它的优点是使用方便，不需要固定参考系,不影响物体本身的振动,测量频率范围宽、精度高、动态范围大。缺点是测量过程受其他杂散光的影响较大。 激光测速 　　它也是基多普勒原理的一种激光测速方法,用得较多的是激光多普勒流速计(见激光流量计),它可以测量风洞气流速度、火箭燃料流速、飞行器喷射气流流速、大气风速和化学反应中粒子的大小及汇聚速度等。 编辑本段前景预测 　　咨询公司INTECHNOCONSULTING的传感器市场报告显示，2008年全球传感器市场容量为506亿美元，预计2010年全球传感器市场可达600亿美元以上。调查显示，东欧、亚太区和加拿大成为传感器市场增长最快的地区，而美国、德国、日本依旧是传感器市场分布最大的地区。就世界范围而言，传感器市场上增长最快的依旧是汽车市场，占第二位的是过程控制市场，看好通讯市场前景。 　　一些传感器市场比如压力传感器、温度传感器、流量传感器、水平传感器已表现出成熟市场的特征。流量传感器、压力传感器、温度传感器的市场规模最大，分别占到整个传感器市场的21%、19%和14%。传感器市场的主要增长来自于无线传感器、MEMS(Micro-Electro-MechanicalSystems，微机电系统)传感器、生物传感器等新兴传感器。其中，无线传感器在2007-2010年复合年增长率预计会超过25%。 　　目前，全球的传感器市场在不断变化的创新之中呈现出快速增长的趋势。有关专家指出，传感器领域的主要技术将在现有基础上予以延伸和提高，各国将竞相加速新一代传感器的开发和产业化，竞争也将日益激烈。新技术的发展将重新定义未来的传感器市场，比如无线传感器、光纤传感器、智能传感器和金属氧化传感器等新型传感器的出现与市场份额的扩大。

　　我们要从核心技术以外的方面去挖掘支撑企业发展的新优势，并将这些优势培养成为企业的核心竞争力。这将是当前中国激光企业发展的必由之路。 　　1.1产业潜在优势 　　瞄准一个有潜在需求的行业，扎实研究整个行业的需求细节，量身定做最适合这些行业的加工系统，做出满足某些特殊领域需求的产品是企业发展的新思路。在公司技术能力相当的情况下，突破传统，开拓激光应用的新方向，是目前激光市场优势的一个重要方面。探索激光应用的新领域需要在长时间的激光材料加工实验实践中总结，多了解某些行业用户认为特别有价值的专有技术。对应用技术开发并且将之商业化也是目前发展优势之一。在某个行业中，对某种材料或者工件掌握一种特殊的加工手段和应用技巧，也将成为一个企业的核心竞争力。政府应该把这些优势作为战略引导，企业自身也应把其当做核心竞争力来规划。多数企业对这些优势的利用还是被动的、偶然的，把大量的资金或者人力物力投入激光器技术领先的方向上。这不仅转移了这些激光企业的工作重点，而且分散了有限的资金，难以有所作为，浪费了快速发展的机遇。我们的重点应该放在追求开发激光器的应用潜力，这才是根本。华工工程激光走出了这一误区，瞄准钢铁行业，率先开发激光毛化技术，在国内外开创了激光应用的新方向。 　　1.2系统集成优势 　　能够面向行业应用，组织合适的资源，集成符合市场需求的加工系统，这就是系统集成优势。目前一些企业的控制系统过于繁琐，操作复杂。简化系统，使激光设备小型化，简单易操作，是未来国内激光发展的一个重点。只有充分了解客户需求，才能集成出真正适合整个行业使用的系统。 　　1.3规模生产优势 　　将成熟的或者符合当前市场需求的产品实施标准化批量生产，以获得规模优势。国内在工业激光方面产值最大的深圳大族激光在激光标记项目上就是规模优势的一个集中体现。规模生产优势是以产业潜在优势和系统集成优势为基础的，没有适应于任何行业的所谓通用机型或者标准机型，离开具体的行业应用以及个性化的系统集成，仅从降低成本需要而实施批量生产只能说是简单的粗制滥造。 　　1.4市场网络化优势 　　市场网络的建设和成熟需要较长的时间。市场网络的覆盖区域与运行机制是一个企业最为重要的竞争力。目前武汉地区激光企业在国内市场网络覆盖面较大，这也是武汉地区激光产品享誉全国的原因之一。 　　下一个争夺的重点将是亚洲、中南美洲、东欧、中东等地。市场网络的硬件投入是一个很快的过程，但是市场网络的运行机制需要一个较长的时间磨合和成熟，并要赢得企业内外部的认同感。 　　2.国际合作中应注意的几个问题 　　正是由于中国激光市场的快速发展和客户群体对激光设备的需求增长，国外的一些激光企业也看好中国市场，使得在最近几年内国外激光公司纷纷进军中国，如生产半导体激光器的德国DILAS、Jenoptik、Limo和美国的Coherent、Nlight和SpectraPhysics，掀起了中国激光公司与国外激光公司合资合作的热潮。 　　目前，激光产业正处在一个更新换代的阶段，传统高耗能的灯抽运固体激光器和轴快流CO2激光器即将被淘汰。国内的激光企业也渴望引进新的技术产品。通过国际合作，把国外成熟的产品引进国内，可以不需要太大的资金投入研发就可以直接更新自己的产品，这是一个不错的选择，但在和国际接轨的同时也会存在风险。如何在国际浪潮中既能赢得先机、打稳基础，又能使得本地区激光产业的长期可持续发展，值得慎重考虑。稍有不慎，会导致企业舍本逐末，将以往积累的优势尚失殆尽。在合作中，必须根据自身的需要和能力做出取舍，政府也必须从本地区激光产业链的构建和可持续发展的高度实施管理与调控。合作中可能存在的问题有以下3点： 　　2.1没有技术储备，市场定位盲目 　　诚然，目前国际先进的新型激光器将代表激光应用的一个新的方向和趋势。国内的一些中小型激光企业几乎在这些新型激光器方面没有进行基础研究、人才和生产技术储备。若盲目引进这些新型激光器进行生产，将会使企业耗费巨大的资金，或者以现有的优质资产交换为代价。另外，由于对这些新技术不了解，难以进行准确的市场定位，投入和产出将产生较大的问题。致使资金投入巨大、技术与市场嫁接困难。从低位到高位实施嫁接对于自身管理水平、人才储备等方面也会产生巨大的压力。操作不慎，容易导致企业内部管理层动荡或者人才流失，影响企业的正常运行，甚至伤筋动骨，将企业推入一个高风险的境地。那么，我们是不是要放弃与回避国际合作?当然不是。同国际实力较强的公司合作可以让我们随时了解国外的激光行业和先进的技术动态，做到知己知彼，汲取国外的先进技术，才能更好地促进自身发展。在国际合作过程中，激光企业应该充分利用已经取得的优势，通过政府的资金与政策支持，实施新的产业规划与布局，理清产业链的线条，尽量避免重复投入与同质竞争。 　　在技术和产品上，要切合自身的优势和市场重点，以提高自身产品的稳定性为目的，获取较低的技术与实施生产的成本。 　　2.2取得国际合作时放弃主动权 　　最近5年来，由于市场需求的持续拉动，激光行业前景诱人。企业发展迅速，伴随而来的是很多企业的内部管理问题诸如管理模式、投资主体、现金流、企业文化、产业方向、人才流动等突显出来，多数企业或多或少地出现了一些内部问题。应该用一种发展的眼光来看待这些企业发展过程中必然产生的问题。同时，也只有通过自身的努力和调节，解决这些问题，企业才能继续健康地迈向前进。不能依靠外部力量、特别是国际合作伙伴的力量来解决这些问题。这些矛盾和问题产生的根源是企业的经营理念和市场需求发展相矛盾产生的，依赖不了解企业情况的外部力量解决内部自身的问题，是一种不能正确认识和面对自身问题的表现。往往会适得其反，使企业内部矛盾更加激化，导致企业内部力量分化，更加不利于问题的解决。其次，如果改变自身企业文化，将外部力量或者国际合作伙伴的经营模式和管理思想照搬过来，不仅融合上存在水土不服的风险，而且容易丧失自身。我们应该形成一个健康的组织逐步让国际合作伙伴的思想融入我们当中，这样才是主动的。企业要牢牢把握管理企业发展的主动权，不能在企业碰到问题、特别是内部问题的时候，放弃企业的主动权。 　　2.3放弃与国际合作，放弃高端市场，盲目树敌 　　目前，激光企业走出国门接触国际激光高端市场时间尚早。 　　对于国际高端激光企业以及市场要有较清晰的认识。立即同这些高端激光企业嫁接实施合作并不现实，困难重重，风险太大。这并不意味着同这些高端企业没有合作机会。我们可以利用这些高端激光企业在中国正处在一个推广的起步阶段，急需要同本土企业的协作打开局面的有利条件，通过代理、协作推广的方式与他们合作。在本土激光企业做好中低端市场的基础上，通过这个办法进入高端市场，了解高端市场的特点与商业规则，将是一个简单易行的办法。 　　但本土激光企业在实施国际合作之后，要正确认识竞争与合作是当今市场竞争的主题。客观处理合作中存在的问题。如果盲目树敌，容易使自身思想封闭，信息闭塞，从而丧失今后的发展机遇。尊重市场需求的选择，一切以市场需求出发，广交朋友，才能为企业发展赢得左右逢源的良好的外部环境。 　　基于以上分析，政府应该发挥引导作用给予必要的规划，利用资金和政策，引导本地区激光企业顺利实施国际合作，减少合作风险，将本地区激光企业持续保持竞争优势并实现可持续发展作为重要的战略目标来抓。激光企业在新的一轮发展中，需要对自身有更清晰的认识，对自己的竞争力进行必要的规整，对自身内部的矛盾与问题采取恰当的办法解决，更要结合自身需要鉴别和选择国际合作战略。