为什么用激光可做“微型钻头”

 日常生活用的袖珍计算机、录像机、电传机,各种自动化控制生产设备,各类航天航空仪器仪表及科学研究用的各种仪器,它们的规格都在不断缩小,微型化将是各种产品今后的发展方向。制造的家用电器和仪器设备趋向小型化,那么装配它们用的元件就更要小型化。不言而喻, 它们的制作难度也越来越大,精密度也越来越高。用激光可以做成能进行各类加工的工具和测量工具。并且能够达到很高的精密度。激光为什么可作“微型钻头”呢?首先是因为激光有很好的相干性,用光学系统就可以把它聚焦成直径很微小的光点(小于 1 微米),相当于用来钻孔的“微型钻头”。其次,激光的亮度很高,在聚焦的焦点上的激光能量密度(平均每平方厘米面积上的能量)会很高,一台普通的激光器输出的激光,产生的能量就可以高达 109 焦耳/厘米 2,足能让材料发生熔化并汽化,并且在材料上留下一个小孔,它的效果比用钻头钻出来的更胜一筹。激光“钻头”很精密,怎样用法比较好呢?激光科学工作者研究发现,用每秒发射许多个光脉冲(通常叫高重复率激光脉冲)做“钻头”, 打出来的小孔比用单个光脉冲,或每秒时间内少数几个光脉冲打出来的孔好。原因是:在用每秒一个光脉冲或少数几个脉冲打孔时,对每个光脉冲的激光能量要求比较高,让材料能被加热至熔化才可以打出孔。可是,融熔了的材料没有办法充分汽化,却把在它附近的材料加热和使它们汽化,使打出来的小孔在形状大小上就不是很规整。如果使用的是高重复率激光器输出的光脉冲,这时每个光脉冲平均的能量并不很高,但由于光脉冲的宽度窄,功率水平不低。于是每个激光脉冲在材料上形成的融熔体不多.主要是发生汽化。并且使小孔附近的材料加热时融熔体很少,所以打出的小孔形状和大小就很规整。另外,要使打出的小孔质量高,还需要注意激光焦点位置的选择。对于比较厚的材料,激光束焦点位置应位于工件的内部;如果材料比较薄,激光束焦点需放在工件表面的上方。这样的安排打出来的小孔上下大小基本上一致,不出现“桶状”的小孔。激光“微型钻头”具有许多优点,它们在材料上钻孔,不仅钻出的小孔质量非常好,特别是在打大量同样的小孔时,还能保证多个小孔的尺寸形状统一,而且钻孔速度快,生产效率高。所以,除在电子工业生产中用激光打孔外,其他许多工业生产部门都在采用,例如普通香烟过滤嘴上的小孔、喷雾器阀门上的小孔,也都在采用激光加工。 

为什么激光也可以针灸
 针灸是中国发明的一种传统技术,用一根细细的银针刺激人体的一些穴位,可以治疗许多疾病。随着激光器的发明,人们发现用聚焦成直径 0.5 毫米左右的激光束照射人体的穴位,有和采用银针刺激穴位相同的效果。于是便把照射人体......
有激光手术刀吗
 医生给病人动手术时离不开手术刀。使用的手术刀式样虽然有很多, 但都是用金属材料做的。随着科学技术的不断发展,现在就有一种新式手术刀,它的材料不是金属或者非金属,而是用激光,通常人们就称它为激光刀。与激光束切割......
为什么激光可以焊接血管
 在外科手术中,诸如断肢再植;心、肺移植等手术,常常要遇到接通血管的工作,血管连接的质量是手术成功与否的关键。而把血管接合起来常用的方法就是用线把它们缝合,在不让血管里的血液往外泄漏的前提下,缝的针脚往往越少越......
为什么激光焊接精度高
 焊接是机械加工中少不了的一道工序。常用的焊接方法有锡焊、电焊、孤焊、氩孤焊、电阻焊等。但是,在现代工业生产中,常常会遇到这样的焊接,被焊接的元件尺寸很小,焊接精密程度非常高,或要求在焊接的元件上不能留下任何污......
为什么激光计量更精密
 加工生产出来的各种零件,它们能否配合使用,配合的精确程度如何,决定着制备出来的设备的精密程度,也决定着它们能不能相互配合使用。如果加工出的尺寸不匹配,既达不到生产精度的要求,又浪费加工费。怎样才能让不同生产者......
为什么可以用激光查找劣质产品
 市场上出现次品及不合格产品,很可能是生产厂家的检验产品工作不完善。因为产品检验工作是判断产品好坏的“眼睛”,产品名牌生产厂需要一双明亮的“眼睛”帮助它们找出“坏产品”,以维护它们产品的好名声。可是,现实中许多......
为什么锻炼能使肌肉发达?
一个人平时的肌肉活动强度小,需要的能量和血液循环也少。经常锻炼能使肌肉中的毛细血管大量开放,加快新陈代谢。肌肉从血液中得到丰富的营养物质,使肌肉纤维组织变粗,这时看上去人的肌肉就显得粗壮发达。......
为什么久坐久站脚会发麻?
一个人连续坐上几个小时,双脚会发胀。与久坐相比,长时间站立不动就更不行了,不消一两个小时,两只脚就发胀,时间再长些,足背还会肿起来。原来,人体内的水分含量极高,这些水分在体内不断流动,保证了血液循环及各种新陈代......
为什么奔跑时心脏会剧烈跳动?
一般人的心脏都能根据机体的需要而改变血液的输出量,需要量大时,血液在全身循环的速度大大加快。心脏是依靠什么力量使输出量增加的呢?主要是采取两种办法:一为加快心脏跳动;二为增强心脏的收缩力。当做跑步、登山等剧烈运动......
为什么男子会长胡子?
为什么男子会长胡子而女子不会呢?这与人体内性激素代谢有密切的关系。一般来说,青春期后的健康男性都会长胡子,最初柔软稀少,以后逐渐变得粗硬稠密。现代医学发现,这时候男子体内分泌出较多的雄性激素使毛发又黑又粗,胡子......
为什么碰伤的皮肤处会有乌青块?
乌内青块,是皮肤血管破裂引起皮下溢血的结果。皮肤里血管非常多,血管的特点是管腔细小而管壁薄。这些小血管是经不起外界压力的。如果跌一跤只是臀部着地,一般不会发生乌青块,因为臀部皮下脂肪多,缓冲作用大。如果小腿前面......
为什么人走路时手脚左右交错摆动?
人们走路之所以要手脚左右摆动,就是为了保持身体的平衡,走起路来也非常省力。看到运动员在跑道上飞奔时,他们的手脚快速地左右交替摆动,克服前进的阻力,速度才能加快;否则,他们手脚摆动成一顺,那是绝不可能取得好成绩的......
为什么人吸进氧气,呼出时变成了二氧化碳?
人体中有一个专门负责气体交换的器官,它就是肺脏。当氧气被鼻孔吸入便进入到气管。气管笔直向下,然后分为左右两根支气管,分别埋藏在左右两肺之中。支气管会不断地细分,产生无数极细微的分支,每一根细支气管末端都连接着几......
为什么有的肌肉不休息?
人体中有些肌肉是不能休息的,心肌就是这样的肌肉。心肌是最勤劳的肌肉。它从人类诞生的第一天起,就开始有节奏的跳动着,从不休息,永不停顿,直至死亡。如果按心脏每分钟跳动75次计算,一个人活到70岁,心肌大约要收缩扩......
为什么红细胞有免疫功能?
人体免疫系统能识别、排除细菌或病毒及自身衰老变性成分等“异己物质”,使人体维持稳定的生理平衡。免疫系统有细胞免疫和体液免疫两类。红细胞的免疫功能,既不同于两者,但又有联系。红细胞是血液中运输氧和二氧化碳的主要工......
为什么称白细胞为“人体卫士”?
人体内的白细胞是与疾病做斗争的“卫士”。有的白细胞能识别细菌等能引起疾病的微生物,并且提醒身体它正在遭受的侵害;有的白细胞则含有与疾病作斗争的化学物质;此外,还有一些白细胞能包围和杀死人体内的有害微生物。......