這是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)——評(píng)選出在50年激光發(fā)展史暨40年工業(yè)激光材料加工史中的十大里程碑事件——因?yàn)榭蛇x的項(xiàng)目很多，且每一項(xiàng)都有被認(rèn)可、受贊譽(yù)之處。但是對(duì)于這項(xiàng)工作，如果你抱著這樣的信念，即這些里程碑事件曾經(jīng)并將繼續(xù)在激光市場(chǎng)的眾多應(yīng)用中發(fā)揮重要作用，那么評(píng)選工作就能變得簡(jiǎn)單一點(diǎn)。 評(píng)選的準(zhǔn)則如下：新應(yīng)用是否為工業(yè)激光加工帶來(lái)新的突破；在其介入時(shí)期，該應(yīng)用是否創(chuàng)造出主要的商業(yè)市場(chǎng)；以及相關(guān)激光設(shè)備的發(fā)展是否衍生了新產(chǎn)品制造技術(shù)。 前兩種選擇及最早期的商業(yè)化產(chǎn)品幾乎同時(shí)在20世紀(jì)70年代初被發(fā)展成為商業(yè)化流程，都受到美國(guó)航天局太空計(jì)劃的推動(dòng)。其背后的需求是：微型的電子零件將被發(fā)射進(jìn)入太空。 密封 電子繼電器的密封由電子電路行業(yè)小型化的需求驅(qū)動(dòng)，是在1973-1975年期間由多家美國(guó)激光公司使其商業(yè)化；Raytheon，GTE Sylvania，Holobeam和Korad公司當(dāng)時(shí)都互相競(jìng)爭(zhēng)（現(xiàn)在這些公司都已退出了激光業(yè)），試圖從國(guó)防部和美國(guó)航天局的承包商手中獲得早期的設(shè)備定單。 這些公司將科研的脈沖Nd:YAG激光器商業(yè)化，使用精密聚焦光束在薄壁繼電器封裝的邊緣進(jìn)行重疊的點(diǎn)焊（見(jiàn)圖1），在可控的空氣系統(tǒng)下進(jìn)行密封，這是一項(xiàng)激光焊接低熱輸入的完美應(yīng)用。 圖1、早期的微型電氣繼電器外殼 （Raytheon公司）該激光系統(tǒng)首次于1973年在市場(chǎng)上銷(xiāo)售，激光密封包裝封口成為一個(gè)主要的業(yè)務(wù)，并衍生出今天的固體激光器用于可植入醫(yī)療設(shè)備密封的技術(shù)。此應(yīng)用帶來(lái)了更可靠的Nd:YAG激光器、精密的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)以及計(jì)算機(jī)過(guò)程控制。而且，更重要的是，促使設(shè)備供應(yīng)商開(kāi)始考慮制造能夠在工業(yè)環(huán)境中生存下來(lái)的激光設(shè)備。 激光密封在工業(yè)激光行業(yè)發(fā)展中所扮演的角色，即使說(shuō)它更重要也不過(guò)分。在這個(gè)應(yīng)用建立之前，激光器一直被認(rèn)為是種實(shí)驗(yàn)室設(shè)備，正在尋求商業(yè)市場(chǎng)；設(shè)備供應(yīng)商簡(jiǎn)單地把這些實(shí)驗(yàn)室設(shè)備安置在工業(yè)環(huán)境中。而它們迅速成為了供應(yīng)商的高級(jí)工業(yè)化單元，可以承擔(dān)多班生產(chǎn)作業(yè)的嚴(yán)格要求。工業(yè)激光密封及下一個(gè)應(yīng)用一起奠定了今天數(shù)十億美元工業(yè)激光器市場(chǎng)的基? ? 陶瓷基板劃線 微型電子產(chǎn)品也有減少重量的需求，這創(chuàng)造了對(duì)更小的微電子基板材料的需求，以便在基板上組成復(fù)雜的混合半導(dǎo)體電路。被選擇的材料是一種薄的、高純度燒制氧化鋁，易于在生產(chǎn)環(huán)境中進(jìn)行加工。當(dāng)電路沉積后，利用CO2脈沖激光器在芯片邊緣劃出一系列的小孔，將陶瓷板分割開(kāi)來(lái)。操作工在劃線后分割部件，以用于進(jìn)一步的組裝。 1968年，美國(guó)西電公司改進(jìn)了該工藝使用的技術(shù)，1970年相干公司開(kāi)始售賣(mài)低功率CO2激光器。1970年代末，一家名為L(zhǎng)asermation的費(fèi)城加工車(chē)間第一次把經(jīng)激光劃片的陶瓷混合電路賣(mài)給貝爾電話公司。一年之內(nèi)，Lasermation向100多家美國(guó)頂尖的電子公司銷(xiāo)售了陶瓷混合電路。截至1974年，每天激光鉆孔數(shù)量估計(jì)達(dá)20億個(gè)。庫(kù)爾斯（美國(guó)）公司等陶瓷制造商成了激光劃片工藝的主力用戶，到了這十年的最后階段，許多合同加工車(chē)間都收到大量生產(chǎn)刻劃基板的定單。1970年代末和1980年代初期，美國(guó)有超過(guò)12家加工車(chē)間每年生產(chǎn)出成千上萬(wàn)數(shù)量的基板。 從那時(shí)開(kāi)始到現(xiàn)在，合同加工車(chē)間生產(chǎn)了數(shù)百萬(wàn)個(gè)基板。其中一家頂尖的車(chē)間——美國(guó)Laserage技術(shù)有限公司，開(kāi)發(fā)出了一種激光打孔技術(shù)，允許大批量加工電氣應(yīng)用的通孔（見(jiàn)圖2）。設(shè)備供應(yīng)商如Photon Sources公司研發(fā)出了更好的控制硬件和軟件，以便像Laserage公司這樣的用戶能利用多重光束處理技術(shù)，將光束分成4個(gè)加工光束，大大提高生產(chǎn)效率。從這項(xiàng)應(yīng)用當(dāng)中，激光設(shè)計(jì)得以進(jìn)步，分光束技術(shù)提高了生產(chǎn)力，污水也得到控制，并發(fā)展出精密的高速運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。 圖2、激光鉆孔和陶瓷基板劃線 （Lumonics公司）此項(xiàng)應(yīng)用的一個(gè)分支——在1970年興起利用Nd:YAG激光器切割硅晶片，源于Quantronix 公司推出的一種系統(tǒng)，采用1968年在貝爾實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的一個(gè)概念。兩個(gè)工藝的不同之處在于晶片切割采用連續(xù)的細(xì)線，而在氧化鋁上利用間距很小的一系列鉆孔。這兩個(gè)工藝在后續(xù)都需要依賴(lài)手工來(lái)分離劃線后的產(chǎn)品。 鈑金切割 1967年，英國(guó)人Sullivan和Houldcroft發(fā)明了氣體射流輔助噴嘴，加上從1970年開(kāi)始激光成為一種金屬切割的工具，鈑金切割應(yīng)用逐漸成為今日工業(yè)激光系統(tǒng)制造業(yè)中最大的收入來(lái)源。英國(guó)焊接研究所研發(fā)的噴嘴走向商業(yè)化，被介紹給潛在激光系統(tǒng)的工業(yè)用戶，那一激光系統(tǒng)由德國(guó)Messer Greisheim公司和英國(guó)氧氣公司開(kāi)發(fā)，配有英國(guó)Ferranti公司出品的400W半封離式CO2激光器。之后激光功率增加到1千瓦，并被首次安裝在英國(guó)伯明翰外的一家加工車(chē)間，開(kāi)啟了加工車(chē)間采用激光鈑金切割的先河（見(jiàn)圖3）。初次安裝之后，全球范圍內(nèi)安裝了超過(guò)75000臺(tái)鈑金切割系統(tǒng)，預(yù)計(jì)總價(jià)值超過(guò)450億美元。激光鈑金切割是目前為止應(yīng)用最廣的高功率工業(yè)激光加工技術(shù)。 圖3、英國(guó)一家加工車(chē)間用激光切割不銹鋼日本的主要貢獻(xiàn)之一就是1985年天田公司研發(fā)的“凈切削”，在此基礎(chǔ)上，1986年又推出一款系統(tǒng)，能在3毫米的不銹鋼上完成無(wú)氧化切割。后來(lái)在80年代末，德國(guó)通快公司采用射頻激勵(lì)CO2激光器開(kāi)發(fā)出了惰性氣體（熔合）切割。這些加工技術(shù)為高質(zhì)量的金屬切割打開(kāi)大門(mén)，免去了二次加工，是一次重大的工業(yè)進(jìn)步。 激光金屬切割系統(tǒng)的供應(yīng)商對(duì)許多廣泛應(yīng)用在不同行業(yè)的技術(shù)革新貢獻(xiàn)了力量。其中包括：同軸氣體射流噴嘴，自動(dòng)高度感應(yīng)和聚焦頭分離裝置，電腦控制的激光切割工藝，非活性氣體輔助非鐵金屬切割，高速直線運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，高功率、更可靠的二氧化碳激光器，特別是射頻激勵(lì)和封離單元，遠(yuǎn)程視頻現(xiàn)場(chǎng)支持，高速移動(dòng)工作臺(tái)和原料儲(chǔ)存塔，自動(dòng)噴嘴清洗，快速更換切割頭，以及大量的其它系統(tǒng)和技術(shù)進(jìn)步。 激光鈑金切割在所有工業(yè)激光系統(tǒng)中創(chuàng)造的利潤(rùn)最大，有一半的年度收入來(lái)自該領(lǐng)域的激光設(shè)備銷(xiāo)售。 渦輪葉片上的鉆孔 第一個(gè)實(shí)用且增值的紅寶石激光工業(yè)應(yīng)用由Ted Maiman公司發(fā)明——在飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪上的冷卻葉片鉆孔。由于這些引擎工作時(shí)溫度上升，必須找到一種方法冷卻刀片，以防止熱損傷。通用電氣公司在1970年完成了一項(xiàng)發(fā)明，他們使用了美國(guó)SpaceRays公司生產(chǎn)的脈沖紅寶石激光系統(tǒng)，鉆出一系列的小孔，讓薄膜狀的冷卻氣體流經(jīng)葉片表面。1974年美國(guó)Raytheon公司生產(chǎn)出了多紅寶石激光系統(tǒng)（見(jiàn)圖4）。紅寶石激光具有尖峰能量輸出，是一種完美的鉆小孔的方法，它唯一的缺點(diǎn)是緩慢的脈沖重復(fù)頻率。此種激光系統(tǒng)后來(lái)被Raytheon公司生產(chǎn)的Nd:YAG 激光器取代，其具有較高的峰值功率和更快的重復(fù)率，從而成為該應(yīng)用的首選激光器。 圖4、紅寶石激光為渦輪葉片打孔 （通用電氣公司）因?yàn)榧す獯蚩走^(guò)程為脈沖固體激光器的發(fā)展帶來(lái)挑戰(zhàn)，設(shè)備供應(yīng)商們研發(fā)出新的、更高效的固態(tài)激光器和多軸計(jì)算機(jī)控制處理系統(tǒng)。對(duì)易碎裂材料進(jìn)行鉆孔的時(shí)候，要求脈沖整形以控制好熱量輸入，沖孔技術(shù)能產(chǎn)生狹長(zhǎng)平滑的深孔，而這需要用能量密度分布良好的圓形光束來(lái)實(shí)現(xiàn)。 從1970年代初期得到首次商業(yè)化安裝以來(lái)，共有600多臺(tái)自動(dòng)化激光系統(tǒng)被安裝在OEM制造廠，主要是分包商工廠當(dāng)中。 該應(yīng)用推動(dòng)了許多激光技術(shù)分支的發(fā)展，包括：更高亮度的激光器，更可靠的激光器，精密多軸定位系統(tǒng)，快速且精確更換的夾具，計(jì)算機(jī)控制的光束聚焦，激光沖孔工藝，防止后壁沖擊的穿透檢測(cè)，成型鉆孔程序以及飛行鉆孔技術(shù)等。 拼焊板的激光焊接 具有良好的光束質(zhì)量和可靠輸出功率的高功率CO2激光器是用在汽車(chē)車(chē)身制造中鋼板焊接的首? ５諞淮渭す餛春甘匝槭竊?981年的英國(guó)萊蘭，而真正的使用是在1983年——德國(guó)汽車(chē)制造商奧迪需要足夠大的金屬板材沖壓進(jìn)轎車(chē)底盤(pán)，這次才是公認(rèn)的首次關(guān)于激光拼焊板的生產(chǎn)。由于德國(guó)鋼廠沒(méi)有合適尺寸的鋼板，Thyssen Steel公司采用Rofin Sinar 1.5千瓦CO2激光器將兩塊現(xiàn)有的鋼板焊接在一起，以滿足沖壓所需要的尺寸（見(jiàn)圖5）。因此誕生了激光拼焊的業(yè)務(wù)，現(xiàn)在全球各大汽車(chē)生產(chǎn)商廣泛采用此技術(shù)加工的零部件。 圖5、激光焊接鍍鋅汽車(chē)底盤(pán)1984年豐田公司震驚了全球的汽車(chē)業(yè)，該公司在凱美瑞車(chē)上推出了激光焊接五片式車(chē)輪擋圈，允許選擇金屬的厚度，以減少重量，從而能節(jié)省更多的燃料。由于汽車(chē)業(yè)對(duì)拼焊部件的需求逐年上升，興起了一批生產(chǎn)拼焊板的分包商，他們需要購(gòu)買(mǎi)更高功率（高達(dá)8kW）的CO2激光器。 激光拼焊用來(lái)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)更輕、更節(jié)能的交通工具，貢獻(xiàn)巨大。其將不同種類(lèi)、厚度的鋼材接合起來(lái)的能力使得設(shè)計(jì)師能夠極大地提升車(chē)身設(shè)計(jì)；在最大限度減少標(biāo)準(zhǔn)組件數(shù)量的情況下，仍能滿足嚴(yán)格的碰撞標(biāo)準(zhǔn)。 隨著高功率（> 4千瓦）二極管泵浦Nd:YAG激光器和光纖激光器的推出，新一代的焊接系統(tǒng)正被安裝在發(fā)展中國(guó)家市場(chǎng)中。迄今超過(guò)400臺(tái)價(jià)值20億美元的設(shè)備已被安裝在世界各地的汽車(chē)裝配廠中。激光拼焊的應(yīng)用推動(dòng)了在線焊接監(jiān)控器和光束質(zhì)量設(shè)備的發(fā)展，改善了激光器光束質(zhì)量和機(jī)器人/激光系統(tǒng)。 從1984年以來(lái)，激光拼焊的應(yīng)用呈逐年增長(zhǎng)的趨勢(shì)。例如，從2000年以來(lái)，約有價(jià)值18億美元的激光拼焊板在世界各地生產(chǎn)出來(lái)。到2008年，一家美國(guó)供應(yīng)商在17年期間，已為50 家車(chē)輛生產(chǎn)平臺(tái)制造出多達(dá)9000萬(wàn)塊的激光拼焊板。 心血管支架切割 具有良好聚焦能力的激光束在微處理應(yīng)用方面極具吸引力。在此列舉一個(gè)不同凡響的例子——該項(xiàng)技術(shù)給整個(gè)行業(yè)帶來(lái)巨大的變革，隨著全球市場(chǎng)需求的增加，從1992年開(kāi)始它成為了首要的選擇——它就是激光支架切割技術(shù)（見(jiàn)圖6）。1993-1994年間，Lumonics公司生產(chǎn)的低分散度Nd:YAG激光器能成功進(jìn)行支架切割的次數(shù)很有限，隨后被Lasag單元所取代，后者成為該項(xiàng)應(yīng)用中運(yùn)用最普遍的激光器。 圖6、激光切割不銹鋼管狀支架的放大圖 （Synova公司）心血管支架是一種機(jī)加工結(jié)構(gòu)，在球囊血管成形術(shù)治療阻塞的靜脈或動(dòng)脈之后，心血管支架被放置到人體的血管中。通過(guò)激光切割薄壁管材而形成了支架，因此盡管通過(guò)激光移除了一部分多余的金屬，仍然能夠承受外力。為了減少殘余熱效應(yīng)的影響，以及切割出無(wú)毛刺邊緣的復(fù)雜設(shè)計(jì)圖案，通常會(huì)選擇一臺(tái)脈沖固態(tài)裝置，使用最多的是脈沖Nd:YAG激光器。 現(xiàn)在主要應(yīng)用在醫(yī)療器械行業(yè)的支架切割，一直是推動(dòng)高質(zhì)量、可靠的工業(yè)激光器和運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)展的動(dòng)力。閃光燈泵浦Nd:YAG激光器被二極管泵浦激光器所替代，接著碟形激光和光纖激光器搶占市場(chǎng)，后者現(xiàn)已經(jīng)成為該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用的首? Ｒ韻冉募す餳際醭氏值鈉っ牒頭擅爰す餛鰨豢悸怯美醇庸ば碌納錛嬡菪災(zāi)Ъ堋＝裉煲延諧汕賢虻鬧Ъ茉諶蟶? 此應(yīng)用帶來(lái)了一系列的進(jìn)步，如：更高的可靠性，穩(wěn)定的脈沖間隔，具備更高光束質(zhì)量的固體激光器，對(duì)輔助氣體更為成熟的控制，更簡(jiǎn)單和更強(qiáng)大的處理和控制軟件，以及自動(dòng)化上下料裝置。 快速成型制造 快速成型或快速制造技術(shù)現(xiàn)在被稱(chēng)為添加制造(AM)。追溯到1987年，第一臺(tái)商用的立體光固化成形裝置SLA由美國(guó)加州的3D Systems公司推出并申請(qǐng)了專(zhuān)利。在加工過(guò)程中，從紅外激光發(fā)出的光束通過(guò)電腦控制掃描，穿過(guò)光固化樹(shù)脂粉末，使粉末熔化并硬化為一整塊，這好比在三維零件上進(jìn)行二維的切割。隨著后續(xù)的新層建立，最終構(gòu)成了一個(gè)三維的部件（見(jiàn)圖7）。 圖7、通過(guò)快速成型制造的各種部件 （DTM公司）到1990年，市場(chǎng)出現(xiàn)了若干競(jìng)爭(zhēng)技術(shù)：選擇性激光燒結(jié)，分層實(shí)體制造等，在發(fā)展中的工業(yè)服務(wù)市場(chǎng)相互競(jìng)爭(zhēng)。最終，原始設(shè)備制造商接受了這項(xiàng)技術(shù)，特別是在SLS和SLM中應(yīng)用材料的進(jìn)步使制造原型零件成為可能。因此，此項(xiàng)技術(shù)推動(dòng)了快速制造的發(fā)展，并在業(yè)內(nèi)獲得了高度認(rèn)可。現(xiàn)在技術(shù)的進(jìn)步使用戶能夠生產(chǎn)塑料零件、金屬、陶瓷和復(fù)合材料。現(xiàn)在有20多個(gè)國(guó)際供應(yīng)商提供激光燒結(jié)系統(tǒng)，另外還有一些亞洲公司提供立體光刻系統(tǒng)。據(jù)估計(jì)，世界各地共安裝了數(shù)千臺(tái)快速成型制造設(shè)備。 該項(xiàng)技術(shù)的業(yè)內(nèi)專(zhuān)家Terry Wohlers曾估計(jì)2008年激光添加制造的產(chǎn)品和服務(wù)收入總計(jì)超過(guò)了7億美元。 而服務(wù)供應(yīng)商是添加制造技術(shù)最早的使用者，如今這項(xiàng)工作多是在大型企業(yè)的內(nèi)部工廠生產(chǎn)完成。 Wohlers還估計(jì)一些國(guó)家每年將會(huì)安裝至少100臺(tái)或更多的添加制造設(shè)備，這些國(guó)家的GDP增長(zhǎng)速度達(dá)兩位數(shù)，比如中國(guó)（現(xiàn)在已經(jīng)安裝了2400臺(tái)）、法國(guó)、德國(guó)和英國(guó)。剛開(kāi)始接受這項(xiàng)新技術(shù)的國(guó)家，比如巴西、墨西哥和泰國(guó)，在2008年安裝設(shè)備的增長(zhǎng)率達(dá)到75%-100%。 該應(yīng)用生產(chǎn)出了穩(wěn)定、可靠、低成本的固態(tài)和低功率CO2激光器，強(qiáng)大的CAD系統(tǒng)與光束和零件移動(dòng)系統(tǒng)兼容，并催生了新一代的激光可加工聚合物和用于生產(chǎn)此類(lèi)零件的金屬粉末。 微孔加工 通孔加工就是在覆蓋于多層基板上的厚膜上鉆孔，這樣可以在層面之間實(shí)現(xiàn)電接觸。在1971年美國(guó)西電公司工程師們發(fā)表的論文中，描述了用相干公司CO2激光器在陶瓷上鉆小洞、產(chǎn)生傳導(dǎo)通路的應(yīng)用，這便是早期的通孔鉆切應(yīng)用。1974年西電公司在它的一個(gè)工廠中安裝了Photon Sources生產(chǎn)的CO2小孔鉆切系統(tǒng)，主要用于在薄膜雙層電路上鉆孔。 從這個(gè)開(kāi)創(chuàng)性的加工開(kāi)始，一個(gè)新的微孔鉆切行業(yè)應(yīng)運(yùn)而生，數(shù)百臺(tái)CO2、固態(tài)和準(zhǔn)分子激光鉆孔系統(tǒng)被安裝于世界各地微電子工廠，每年都要鉆上百萬(wàn)個(gè)通孔。圖8顯示了在多芯片組件鉆出的25盲孔。 圖8、在多芯片組件上鉆出25通孔 （Lumonics公司）這項(xiàng)成功的應(yīng)用為以下的技術(shù)進(jìn)步做出了貢獻(xiàn)，如：二氧化碳激光分束（從一個(gè)激光器中最多可以發(fā)射出四道光束），并行處理系統(tǒng)，更穩(wěn)定可靠的脈沖二氧化碳激光器，用來(lái)防止鏡片污染的氣體輔助噴嘴，提高了生產(chǎn)力的自動(dòng)上下料設(shè)備。這是最早出現(xiàn)的要求每天3班制加工且只需要低級(jí)別的技工操作的應(yīng)用。 激光打標(biāo) 就安裝的數(shù)量而言，激光打標(biāo)/雕刻是工業(yè)激光應(yīng)用最大的領(lǐng)域，在全球安裝了數(shù)以萬(wàn)計(jì)的設(shè)備。1960年代中期，激光制造商及其客戶試著在一個(gè)固定的激光束下移動(dòng)軸x和y軸方向的工件來(lái)完成塊狀字符的雕刻。激光打標(biāo)通過(guò)利用振鏡掃描Nd:YAG激光束的應(yīng)用可追溯到1973，當(dāng)時(shí)Korad公司開(kāi)發(fā)了一個(gè)系統(tǒng)，采用的是5瓦的連續(xù)波鎢鹵素激光器，General Scanning公司的振鏡掃描技術(shù)，采用的是卡爾蔡司平域鏡頭和一臺(tái)PDP8小型電腦。1974年，Control Laser公司推出了一款晶圓打標(biāo)機(jī)，配有30W 調(diào)Q型Nd:YAG激光器和西門(mén)子S319計(jì)算機(jī)。 其他幾個(gè)激光供應(yīng)商先驅(qū)曾成功開(kāi)發(fā)了多例防盜標(biāo)記的應(yīng)用。其中最著名的一個(gè)例子就是運(yùn)用Nd:YAG激光打標(biāo)機(jī)在電動(dòng)打字機(jī)底盤(pán)內(nèi)部標(biāo)刻上一系列數(shù)字，以保證不會(huì)被磨去產(chǎn)品身份編號(hào)。這樣，用戶改進(jìn)了標(biāo)記的質(zhì)量和持久性，提高了生產(chǎn)效率，并減少了手工操作沖壓模具。激光打標(biāo)的這些特點(diǎn)沿用到了后來(lái)的激光打標(biāo)應(yīng)用中，比如，金屬髖關(guān)節(jié)的打標(biāo)（見(jiàn)圖9）是為了標(biāo)記保修書(shū)和追蹤產(chǎn)品的情況，即使到今天也在使用這項(xiàng)技術(shù)。第一次的市場(chǎng)反應(yīng)是在1978年，Control Laser公司收到了150臺(tái)激光打標(biāo)機(jī)的定單，用來(lái)對(duì)硬質(zhì)合金嵌入式刀片和鋸片進(jìn)行打標(biāo)。1982年Baasel Lasertech公司在德國(guó)漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上首次展出50W的Nd:YAG激光打標(biāo)機(jī)。 圖9、人造髖關(guān)節(jié)上的激光雕刻模式標(biāo)刻 （Quantrad公司）與激光打標(biāo)并行發(fā)展的是激光雕刻市場(chǎng)的興起，1973年位于美國(guó)加州的光學(xué)工程學(xué)會(huì)的工程師們發(fā)明了網(wǎng)狀掩膜，可以通過(guò)CO2激光束掃描將掩膜圖案復(fù)制到一塊木頭上。 從這項(xiàng)工作中誕生了一個(gè)新的市? 鏡窠迸?禮品，帶來(lái)了一個(gè)新的提供低成本雕刻系統(tǒng)的行業(yè)。今天有成千上萬(wàn)的雕刻機(jī)被廣泛運(yùn)用于世界雕刻產(chǎn)業(yè)。 激光打標(biāo)/雕刻隨著無(wú)數(shù)的激光技術(shù)的發(fā)展而成為兩個(gè)不同的分支，隨著技術(shù)進(jìn)步，出現(xiàn)了低維護(hù)率的激光器，低功率光纖激光器，用戶友好的編程軟件，高速振鏡掃描打標(biāo)機(jī)，用于彩色打標(biāo)的化學(xué)添加劑。二維矩陣碼標(biāo)技術(shù)對(duì)追蹤應(yīng)用產(chǎn)生了革命性的影響，特別是在身份證卡片制造領(lǐng)域。 標(biāo)記/雕刻技術(shù)的應(yīng)用推動(dòng)了最可靠的激光系統(tǒng)在過(guò)去20年的發(fā)展；為長(zhǎng)時(shí)間的生產(chǎn)應(yīng)用所設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)造了第一臺(tái)商業(yè)化的激光標(biāo)刻產(chǎn)品。今天，每年7億美元的激光打標(biāo)系統(tǒng)市場(chǎng)仍繼續(xù)以每年20％速度增長(zhǎng)，因?yàn)榧す饧夹g(shù)現(xiàn)在已經(jīng)成為滿足安全規(guī)定而進(jìn)行序列號(hào)標(biāo)記和實(shí)現(xiàn)追蹤性的選擇。 電路調(diào)制 1960年代末，美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室首次利用激光調(diào)制微電路，以滿足電氣性能的要求。1971年，Motorola公司應(yīng)用Korad公司 Nd:YAG激光器和相干公司的CO2激光器，完成了一些利用激光進(jìn)行電路微調(diào)的早期開(kāi)發(fā)工作。1972年Teledyne公司和1973年Quantronix公司各自推廣了激光微調(diào)系統(tǒng)。 ESI公司早期的自動(dòng)化激光微調(diào)系統(tǒng)如圖10所示。 圖10、Nd:YAG激光修整電阻材料（ESI公司）該工藝使用了一束聚焦的激光束，通過(guò)蒸發(fā)去除沉積電路中的一段，這樣一個(gè)冗余電路將取代之前從電路中切除的部分，使其符合與嚴(yán)格設(shè)計(jì)要求一致的電路特性。 這項(xiàng)早期的工作催生了一個(gè)產(chǎn)業(yè)， 推動(dòng)了各項(xiàng)新技術(shù)和工藝的誕生，包括探測(cè)測(cè)量技術(shù)、晶圓和芯片加工、激光和加工的CNC控制等。從此，數(shù)以千計(jì)的復(fù)雜的電路調(diào)阻設(shè)備在許多公司被安裝，至今仍有很多公司向世界各地提供該種設(shè)備。 從早期到現(xiàn)在，全球市場(chǎng)已經(jīng)安裝了約5000臺(tái)激光調(diào)阻機(jī)，市場(chǎng)價(jià)值接近6億美元。 其它應(yīng)用 在所有重要的材料加工應(yīng)用方面，較為突出的有：焊接鋁窗口墊片，切割木模板，男裝定制裁切，焊接吉列剃須刀片，汽車(chē)白車(chē)身的激光焊接和釬焊。以上的每一種應(yīng)用都為自動(dòng)激光加工系統(tǒng)的設(shè)計(jì)帶來(lái)了新的突破，也為使用這些技術(shù)的行業(yè)本身帶來(lái)革命性的影響。這些產(chǎn)品并不因?yàn)槭鄢龅臄?shù)量較少而降低技術(shù)本身的重要性，也并不會(huì)減少它們對(duì)整個(gè)工業(yè)激光材料加工所做的貢獻(xiàn)；如前所述，由于我們對(duì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了嚴(yán)格的規(guī)定，所以可以將選擇的數(shù)量縮小到十個(gè)。 估計(jì)目前在全球制造業(yè)安裝超過(guò)42萬(wàn)臺(tái)工業(yè)激光系統(tǒng)，價(jià)值超過(guò)180億美元。這是一個(gè)令人驚嘆的數(shù)字，其根源可追溯至本文中提到的早期激光應(yīng)用。而且，我們有這個(gè)責(zé)任去認(rèn)可那些工藝和設(shè)備開(kāi)發(fā)商為這一成就做出的貢獻(xiàn)，以及那些“冒險(xiǎn)家們”，正是他們購(gòu)買(mǎi)了最早的激光加工系統(tǒng)。