レーザーマーキングマシンのレビューと展望

「レーザー」という言葉は直訳すると「レーザー」です。 LASER は元々、Light amplification by Stimulated Emission of Radiation の頭文字から構成される特別な用語でした。私の国では、それは「レーザー」、「光レーザー」、「光刺激放射増幅器」などと訳されています。1964年に学者の銭雪森が「レーザー」という名前を提案しました。これは「刺激」という科学的な意味合いを反映しているだけではありません。 「発光」ですが、非常に強力な新しい光源であることも示しています。これは適切で、鮮やかかつ簡潔であり、我が国の科学界で満場一致で認められ、使用されています。
1961年に中国初のレーザーの開発に成功して以来、全国のレーザー科学研究、教育、生産、使用部門の共同努力により、我が国は完全なカテゴリー、高度なレベル、幅広い応用を備えたレーザー技術分野を形成し、工業化に目覚ましい進歩を遂げ、我が国の科学技術、国民経済、国防建設に積極的に貢献し、国際舞台でも地位を獲得しました。
1957年、王大恒らは長春に我が国初の専門的な光学研究機関、中国科学院（長春）光学・精密機器・機械研究所（略称「IOM」）を設立した。古い世代の専門家の指導の下で、若い科学技術従事者のグループが急速に成長し、鄧西明はその中でも著名な代表者であった。アメリカの物理学者シャローとタウンズによるレーザーの原理に関する有名な論文が発表された直後の 1958 年には、彼はこの新しい技術の開発を積極的に提唱し、短期間で若手と中堅のチームを集めました。 -革新的な精神を持つ高齢の研究者は、光源の明るさ、ユニットカラー、コヒーレンスを改善するために多数のアイデアと実験計画を提案しました。 1960 年に世界初のレーザーが打ち上げられました。 1961 年の夏、王志江の指導の下、我が国初のルビー レーザーの開発に成功しました。その後数年間で、レーザー技術は急速に発展し、多くの高度な成果を生み出しました。さまざまな種類の固体、気体、半導体、化学レーザーの開発に成功しました。基礎研究や基盤技術では、一連の新しい概念、手法、技術（キャビティQ突然変異やミラーQ変調、進行波増幅、レニウムイオンの利用、自由電子振動放射など）が提案され、実用化されている。 、その多くはオリジナルです。
同時に、レーザーは高輝度、高指向性、高品質などの優れた特性を備えた新しい光源として、急速に様々な技術分野に応用され、強い生命力と競争力を発揮しました。通信に関しては、1964 年 9 月にレーザーを使用してテレビ画像の送信が実証され、1964 年 11 月には 3-30 km の通話が達成されました。産業面では、1965 年 5 月にレーザー パンチング マシンが線引きダイスのパンチングの生産に使用されることに成功し、大きな経済的利益を達成しました。医学では、1965 年 6 月にレーザー網膜溶接工が動物と臨床でテストされました。国防面では、1965年12月にレーザー拡散反射距離計（精度10メートル/10キロメートル）の開発に成功し、1966年4月には遠隔操作式パルスレーザードップラー速度計が開発された。
我が国のレーザー技術は初期段階では急速に発展し、量・質ともに当時の国際レベルに近かったと言えます。我が国の近代科学技術発展の歴史の中でも、革新的な技術がこれほど早く世界の先進水準に追いつくことは稀です。これらの成果、特に物理的なアイデアや技術的解決策を実際のレーザーデバイスにスムーズに変換する能力は、主に光学機械研究所が長年にわたり技術光学、精密機械、電子技術において蓄積した総合的な能力と強固な基盤によるものです。十分な技術サポートがなければ、新技術開発の環境を形成することは困難です。
レーザー科学技術産業は当初から指導部門と科学管理部門から大きな注目を集めてきました。当時、中国科学院の副院長である張金福氏は、専門のレーザー研究機関を設立するというアイデアを提案し、すぐに国家科学技術委員会と国家計画委員会によって承認されました。科学技術を担当する聶栄振副首相も、産業基盤が良好で新技術の開発に適した上海に研究所を建設すべきだと特別に指示した。
1964年に発売された高エネルギーネオジムガラスレーザーシステム「6403」、1965年に高出力レーザーシステムと核融合研究が開始され、その総合性と難易度の高さから1966年に制式化された15種類の軍用レーザー機が開発されました。 、中国におけるレーザー技術の開発を効果的に推進し、促進してきました。我が国のレーザー科学技術産業も「文化大革命」の大惨事に見舞われましたが、それでも困難を抱えながら生き残り、主要プロジェクトの支援により貴重な進歩を遂げました。
1 「6403」高エネルギーネオジムガラスレーザーシステムは 1964 年に発売されました。最終的に、技術的な観点から熱効果が基本的な技術的障害であると判断され、1976 年に中止されました。高エネルギーレーザー技術の発展は無視できません。それは私の国のレーザー技術をより高いレベルに引き上げました。その成果は主に次のような形で現れています。
(1) 最大出力エネルギー 320000 ジュールの工学規模の大口径 (120 mm) 発振増幅レーザー システムが構築されました。ビーム品質を改善した後、ビームは 30,000 ジュールに達しました。
(2) システム技術の統合が達成され、標的射撃実験が成功した。 80 mm アルミニウム ターゲットは屋内 10 メートルで貫通し、0.2 mm アルミニウム ターゲットは屋外 2 キロメートルで貫通しました。強力なレーザー放射の生物学的影響と物質損傷メカニズムが体系的に研究されました。
(3) 強い光によりレーザー装置自体が光損傷を受ける現象とメカニズムが初めて明らかになりました。
(4) 初めてレーザービーム品質の重要性と物理的意味が深く理解され、10,000 ジュールレベルの不安定なキャビティレーザー、シートレーザー、発振走査増幅レーザーシステム、ウェッジビーム品質診断など。
(5) 低吸収かつ高均一なネオジムガラス溶融プロセス、高エネルギーパルスキセノン、高強度誘電体膜、大口径（1.2メートル）の光学精密加工、等
(6) 技術的バックボーンチームのグループが育成され、訓練されました。
1. 高出力レーザーシステムと核融合研究 1964 年に王幹昌が独自にレーザー核融合構想を提案し、1965 年にプロジェクトが設立され研究が開始されました。数年間の努力の末、出力 10 (上付き文字 10) ワットのナノ秒レーザー装置が構築され、1973 年 5 月に初めて低温固体重水素ターゲット、室温重水素化リチウムターゲット、および重水素化リチウムターゲット上で中性子が生成されました。重水素化ポリエチレン。 1974 年、我が国初のマルチパス チップ増幅器の開発に成功し、レーザー出力が 10 倍、中性子収量が 1 桁増加しました。国際求心圧縮原理が解読された後、当社は積極的にフォローアップし、1976 年に 6 ビーム レーザー システムを開発し、ガス充填ガラスシェル ターゲットを照射して 100 倍近い体積圧縮を達成しました。この一連の大きな進歩により、我が国のレーザー核融合研究は世界の先進的な地位に入ることができ、将来の長期持続可能な発展の基礎が築かれました。
2. 軍事用レーザー研究 1966 年 12 月、国防科学技術委員会は軍事用レーザー計画会議を主催し、48 部隊から 130 人以上が出席した。会議では15種類のレーザー完成機と9つの支援技術を含む開発計画を策定した。正式には承認されていませんでしたが、それでも開発を促進する上で有益な役割を果たしました。その後の数年間で、この分野で多くの重要な成果が生まれました。例えば：
(1) ターゲットレンジレーザー距離技術の初期テストは成功しました。繰り返し周波数 20 Hz の YAG Q スイッチレーザーを使用したところ、測距精度は 2 メートルを超え、最大測定距離は 660 キロメートルでした。セオドライトに追加すると、飛行目標の単一ステーション軌道決定を達成できます。この成果により、その後の大陸間ミサイルの再突入段階の軌道測定を完了するために必要な条件が整った。
(2) ルビーレーザー衛星測距：米国の実験衛星 Expl-27、29 号、36 号の測定に成功し、最大測定可能距離は 2,300 キロメートル、精度は約 2 メートルでした。これは第 1 世代の人工衛星測距結果であり、将来のより長距離かつ高精度の測距を行う人工衛星の基礎を築きます。
(3) ルビーレーザーレーダーと航空機赤外線レーザーレーダーにより、航空機の地対空および空対空の追跡と測距が初めて実現されました。
(4) レーザー航空測量機: レーザー距離計と航空カメラを組み合わせて、航空機は地上測量を実行して、遠隔地やその他の複雑な地形の地図作成を完了します。繰り返し速度は6回/分、測距精度は1メートルです。
(5) 地上砲レーザー距離計：観測、測距、角度測定（方位と仰角）、磁針方位の機能を独立して完了できます。測距範囲は 300-10、000 メートル、精度は 5 メートルです。レーザー応用に関しては、Nd:YAG レーザー通信 (3-12 チャネル)、He-Ne レーザー通信、シングル/3 チャネル半導体レーザー通信が通信テストに成功しています。 Nd:YAG レーザーメス、CO2 レーザーメス、レーザー虹彩切除術器具などの医療機器も使用されています。レーザーホログラフィー、平面光弾性におけるレーザーホログラフィーの応用、パルスレーザーダイナミックホログラフィー、およびラマン分光光度計は、計測科学の新しい手段となっています。 CNC レーザー切断機、レーザー コリメータ、同位体硫黄のレーザー分離、農業研究用の液体レーザー、大画面ナビゲーション ディスプレイなども産業や農業に応用されています。 1978年3月に開催された全国科学会議では、約70の民間製品と約10の軍事製品を含む80近くのレーザープロジェクトが受賞し、この時期の我が国のレーザー技術開発の成果を包括的に反映しました。
改革開放以来、レーザー技術は前例のない発展の機会を得ました。過去 20 年間、レーザー科学技術は用途、世界、未来に向けて前例のない進歩を遂げ、国際的に先進的な成果が数多く生まれ、21 世紀に向けた強固な基盤を築きました。
1980 年 5 月、第 1 回国際レーザー会議が上海と北京で開催され、218 人の代表者 (66 人は海外から) と 113 人の報告者 (65 人は海外から) が参加しました。鄧小平同志は中国と外国の代表団を心から歓迎した。第 2 回と第 3 回の国際会議は 1983 年に広州で、1986 年には厦門で開催され、長年にわたり我が国でレーザー技術が閉鎖的に運営されてきた状況を変え、世界的な発展を始めました。多くの科学技術の若手人材が海外に留学し、また相当数の優秀な人材が学業を終えて中国に帰国した。
ハイレベルな研究開発センターを形成するために、科学研究チームと配置が積極的に調整され、多くの国家重点実験室、オープン実験室、国家工学研究センター、産学研究機構が設立された。国際的に先進的な機器と施設、高度な科学技術の才能、および比較的柔軟な運用メカニズムを備えており、レーザー科学技術の成果の変革、独立した知的財産権の創設、およびレーザーの促進において重要な役割を果たしています。テクノロジーの工業化。
レーザー技術は、多くの国家戦略科学技術計画において重要視されています。 「863」計画の7つの主要分野には、レーザー技術と光電子技術（情報分野で使用されるレーザー技術を含む）があり、1995年には「慣性閉じ込め核融合」というテーマが追加されました。光電子技術に関する防衛事前研究は、部門横断的なプロジェクトとして正式に設立され、これにはレーザー技術も含まれます。レーザー技術は国家の「第6次5カ年計画」および「第7次5カ年計画」の主要プロジェクトに挙げられた。さらに、国立自然科学財団は、1986 年から 1998 年まで年間平均 27.6 件のレーザー プロジェクトに資金を提供しました。これらの国家支援計画は十分に実証され、厳密に選択されており、国家経済と国防建設にとって非常に重要です。多くのレーザー研究部門もまた、組織システムと運営メカニズムの改革に率先して取り組み、市場に向き合い、イノベーションを促進し、科学技術成果の商品化を精力的に推進し、満足すべき成果を上げている。
レーザー研究は深く発展し、高ビーム品質、高安定性、長寿命、短パルス、可変波長などの目標を常に追求してきました。この期間に、レーザー技術は実りある成果を上げ、その多くは重要な応用価値を持ち、国際的な先進レベルに達しました。代表的な成果としては以下のようなものが挙げられます。
1. 距離測定と衛星測定 新世代の実用的な距離測定システムが実用化され、予定されていた重要なタスクが完了しました。その中で、718 と G-179 レーザーフィルムセオドライトが使用され、任務を無事に完了しました。最初の完全なレーザー追跡および測距レーダーフィールドテストは成功しました。最初の実用的な赤外線レーザーレーダー (G-168) が設計、完成され、ユーザーに引き渡されました。戦術的な軍用レーザー距離計 (大砲、戦車、手持ち式) が量産されました。第 3 世代の人工衛星レーザー測距システムが構築および使用され、国際標準に達しました。第一世代ルビー一眼レフシステムの測距精度はメートルレベル、第二世代YAG Qスイッチレーザーの精度はデシメートルレベル、第三世代モードロックレーザー+マイコンシステムの精度は8,000キロメートルを超える距離ではセンチメートルレベルです。上海、武漢、長春、北京などにステーションが設置され、中国ネットワークを形成し、データは国際交流に参加している。
2. 慣性閉じ込め核融合（ICF）レーザードライバー - 「神光」シリーズ 王干昌氏と王大恒氏の指導の下、中国科学院と中国工程物理学院は1980年代に共同で重要な問題に取り組み始め、開発に着手した。 「神光」シリーズレーザーシステムとICF物理実験の研究を行い、国際的に有名な成果を上げました。その中で、「Shenguang-I」レーザー装置は1986年に製造され、出力は2兆ワットで、同様の国際的な装置の先進レベルに達しています。 「Shenguang-I」は8年連続で運用されており、ICFやX線レーザーなどの最先端分野で世界トップレベルの物理的成果を数多く達成している。 1990年代には4倍の規模と高性能を備えた「神光Ⅱ」装置が開発され、運用が始まろうとしている。 1995 年、ICF は「863 計画」のプロジェクトとして承認され、世紀をまたぐ巨大なレーザー ドライバーである「Shenguang-III」デバイスの開発を開始しました。全体的な設計と主要技術の研究により、一連の高レベルの成果が達成されました。
3. 新しいレーザー 2 つの高出力連続波化学レーザー、3.8- ミクロンのフッ素重水素レーザー (DF) と 1.315- ミクロンの短波長酸素ヨウ素レーザー (COIL)、米国に次ぐパワーとビーム品質で画期的な進歩を遂げ、現在の国際レベルに達しました。 X線レーザーでは、ネオンゲルマニウム軟X線レーザー（波長23.2ナノメートル、23.6ナノメートル）の衝突機構が利得飽和を達成し、回折限界に近いビーム品質を有し、国際トップレベルにランクされています。 ;化合物励起X線レーザーの研究は、世界で初めて報告された一連の新しいスペクトル線を取得し、4.68ナノメートルの短波長まで進歩しました。自由電子レーザーと多波長可変レーザーもまた、目覚ましい進歩を遂げています。
4. 中国ブランドの新型クリスタルが世界へ 我が国のBBO、LBOクリスタルをはじめ、中国が発明したKTP、チタンサファイアなどのクリスタルは、その品質の高さから国際市場で高い評価を得ており、一定のシェアを占めています。
レーザー産業の原型は、1960年代にはすでに加工（レーザー穴あけ）、医療機器、距離測定などに登場していましたが、当時は散発的かつ散在的な小規模な研究開発生産にとどまり、風土を形成することができませんでした。 。中国が本格的に注目を集め、特に「ハイテク開発と工業化の実現」という政策方向のもとで実質的にスタートしたのは、改革開放以来であり、我が国には本格的なレーザー産業があった。
1987 年 1 月に中国光学工業協会が設立され、後に中国光光電子工業協会に改名され、レーザー支部がありました。 1998年の我が国のレーザー産業の現状に関する業界団体の調査統計によると、国内には主要なレーザー製品生産部門が約100社あり、従業員数は6,400名、一人当たりの平均売上高は125,{6}}元である。主に湖北省、北京、上海に分布しています。我が国のレーザー産業は1988年の1億元から1998年の8億元まで増加し、年平均成長率は22.3%で、10年間の総売上高は41.2億元に達しました。 1998 年の輸出額は 1,120 万ドルに達し、総額の 11.6% を占めました。