我國(guó)激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究報(bào)告-文庫(kù)吧
2025-01-03 11:53 本頁(yè)面
【正文】 預(yù)測(cè)第一代軟組織的激光牙科機(jī)在九十年代初期銷售可達(dá)幾千臺(tái)， 第二代硬組織激光牙科機(jī)可能替代大部分的機(jī)械牙鉆市場(chǎng)。 (二)、日本激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 1994年初日本光電子產(chǎn)業(yè)技術(shù)振興協(xié)會(huì)公布了日本激光—光電子產(chǎn)業(yè)19921993年的產(chǎn)值，這里只介紹1993年的情況。1993年日本光電產(chǎn)業(yè)預(yù)測(cè)產(chǎn)值為37850億日元（若以110日本：1美元計(jì)算，則應(yīng)為344億美元），%。 光電子產(chǎn)業(yè)包括光電子設(shè)備和光電子元件兩部分，其中光電子設(shè)備為28086億日元（約255億元），光電子元件為9764億日元（約89億美元）。 從光電子設(shè)備的細(xì)目來(lái)看，光盤(pán)為14897億日元（占53% ）， 光輸入輸出設(shè)備8462億日元（30%） ，光傳輸設(shè)備2446億日元（9%），光傳感器1005億日元（4%），激光加工設(shè)備420億日元（2%）。 從光電子元件細(xì)目來(lái)看，顯示元件4787億日元（占49%），發(fā)光元件1387日元（包括激光器，占14%），光纖1269億日元（13%），光敏元件（光接近元件）1115億日元（11%），復(fù)合光元件572億日元（6%），光傳輸網(wǎng)絡(luò)163億日元（2%）， 太陽(yáng)能電池157億日元（2%）。 按美國(guó)光電子工業(yè)發(fā)展協(xié)會(huì)的看法，日本在顯示器、光存儲(chǔ)、光通訊及硬拷貝組成的光電子產(chǎn)業(yè)中已超過(guò)了美國(guó)和歐洲，在世界上占主導(dǎo)地位。從上面的數(shù)字也可以看出日本的激光加工設(shè)備及醫(yī)療設(shè)備則占比例極小。在80年代初激光加工設(shè)備曾占日本光電產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值的37%，后來(lái)由于光存儲(chǔ)、光通訊、 顯示器及半導(dǎo)體激光器的迅速發(fā)展，十多年來(lái)已發(fā)生了很大的變化。 八十年代初，日本產(chǎn)業(yè)界積極采用激光加工，并逐步擴(kuò)大到焊接、釬焊。統(tǒng)計(jì)表明，日本占當(dāng)今世界上工業(yè)用激光設(shè)備的30%左右， 激光加工是日本重要的基礎(chǔ)制造技術(shù)之一。日本現(xiàn)用于材料加工的是大功率二氧化碳激光器和Nd：YAG激光器，少量準(zhǔn)分子激光器也已使用，、波長(zhǎng)5微米一氧化碳激光器、 微米的碘激光器及二極管激勵(lì)固體激光器的紫外準(zhǔn)分子激光器等?，F(xiàn)在的二氧化碳激光器功率多為500W，而理論上可高達(dá)100KW，近期報(bào)導(dǎo)已達(dá)到20kW。且其功率越大，效果越好， 故日本對(duì)二氧化碳激光器開(kāi)發(fā)研究寄以期望。 大功率一氧化碳激光器是日本業(yè)創(chuàng)造研究所和三菱重工聯(lián)合研制的，89年實(shí)現(xiàn)了連續(xù)4小時(shí)5kW，短時(shí)間達(dá)7kW振蕩輸出。93年其輸出功率已達(dá)到20kW， 它在切割焊接中正嶄露頭角，而高功率的碘激光器是日本產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造研究和川崎重工一起開(kāi)發(fā)的，1989年實(shí)現(xiàn)了近紅外的振蕩，它是化學(xué)激光器，特征是振蕩效率極高，5kW一氧化碳激光器、1kW碘激光器裝置已設(shè)立在92年4月成立的激光應(yīng)用工學(xué)中心。 此外，弧光燈激勵(lì)固體激光器放大都為3kW， 因其存在功率增大導(dǎo)致光束發(fā)散角偏大和脈沖振蕩重復(fù)頻率低的缺點(diǎn)，日本正努力研制半導(dǎo)體激勵(lì)YAG 激光器來(lái)取而代之。據(jù)報(bào)導(dǎo)，1kW二極管激勵(lì)YAG激光器由正由日本國(guó)立研究所制成。 目前，大功率準(zhǔn)分子激光器及其在材料加工中的應(yīng)用開(kāi)發(fā)研究引起人們極大興趣。它可利用短波長(zhǎng)高能光子不產(chǎn)生熱量的分子水平的加工。86年日本通產(chǎn)省工業(yè)技術(shù)院提出的18家民間企業(yè)與3所國(guó)立研究所參與的“超尖端加工系統(tǒng)”，就是以準(zhǔn)分子激光和離子束為中心工具，其目標(biāo)是在93年研制成2kW級(jí)Xecl準(zhǔn)分子激光設(shè)備。 激光加工切割的靈活性、高精度、高速度、高可靠性、高效率等優(yōu)點(diǎn)，不僅在薄板工業(yè)上，而且在金屬、塑料、陶瓷業(yè)中也廣為使用。最近5軸或6軸三維激光切割機(jī)器人已在日本汽車、機(jī)械、電機(jī)重工中大顯身手。 同時(shí)，激光焊接在日本電子、電機(jī)、汽車、車輛零部件，OA機(jī)器等小件、大批量生產(chǎn)中得到迅速發(fā)展。是本產(chǎn)業(yè)界生產(chǎn)線上成功應(yīng)用激光焊為世界所矚目。 如在汽車車體制造中日本大膽采用有坯料時(shí)就將薄鋼板實(shí)施激光焊接后沖壓成型的新方法（Tailorcd Blank Welding），現(xiàn)已為世界上絕大多數(shù)汽車廠家所仿效。 日本以5kW及10kW二氧化碳激光焊代替了閃光對(duì)焊進(jìn)行制鋼業(yè)軋鋼卷材的連接。在薄、中厚板鋼管、高級(jí)薄型不銹鋼制造時(shí)，與高頻電焊、TIG焊相結(jié)合，保證了質(zhì)量的穩(wěn)定性。 日本致力于激光超薄板焊接的研究，如板厚100微米以下的箔片， 無(wú)法熔焊，但通過(guò)有特殊輸出功率波形的YAG激光焊得以成功，顯示了激光焊的廣闊前途。 日本引以為自豪的是在世界上首次成功開(kāi)發(fā)了將YAG 激光焊用于核反應(yīng)堆中蒸氣發(fā)生器細(xì)管的維修，這是日本最大限度地利用YAG激光（ 微米）能以石英光纖遙控傳輸和集周邊設(shè)備之大成的尖端技術(shù)。隨著今后3kW以上的高功率、 高亮度且控制維修性皆佳的YAG 激光器和新一代二極管激光激勵(lì)大功率固體激光器的誕生，軟硬件的配套，預(yù)計(jì)這一領(lǐng)域的激光技術(shù)還會(huì)有新的突破。 據(jù)1992年?yáng)|京大學(xué)研究與發(fā)展研究所TFujioka報(bào)道，日本CO2 激光加工機(jī)年銷售額為558 億日元，YAG激光加工機(jī)年銷售額為177億日元，總計(jì)為735 億元日。CO2激光加工機(jī)主要應(yīng)用于切割和打孔（%），焊接（% ）； 而YAG激光加工機(jī)主要應(yīng)用于標(biāo)記（% ），焊接（%），微調(diào)（10%）和切割、打孔（%）。日本生產(chǎn)CO2激光器的廠商有60家，生產(chǎn)CO2激光加工機(jī)的主要制造廠商為三菱電氣、松下電氣、Amada和Mazak等公司，占日本激光加工市場(chǎng)70%左右。另外德國(guó)RofinSinar激光公司和日本Marubeni及Nippei Toyama公司合資經(jīng)營(yíng)；德國(guó)的Trumpf激光技術(shù)公司和日本石川島播磨重工合資經(jīng)營(yíng)，這表明德國(guó)的CO2 激光加工機(jī)已進(jìn)入了日本激光加工市場(chǎng)。日本生產(chǎn)YAG激光器的有日本電氣、富士電視、東芝等30家生產(chǎn)廠家。約7080%的CO2激光器用于切割，約有70%的YAG 激光器用于電子工業(yè)。另外，據(jù)統(tǒng)計(jì)，到1995年為止日本已建立了1500家激光加工站。近來(lái)年，以每年新建200300家的速度在遞增。 日本激光醫(yī)療始于Ar激光眼底凝固、外科二氧化碳激光刀、內(nèi)科Nd：YAG 激光內(nèi)窺鏡等迎來(lái)了光能熱利用激光醫(yī)療第一代。隨著激光技術(shù)的進(jìn)步，激光化學(xué)效益治療法誕生，開(kāi)辟了激光醫(yī)療的康莊大道，現(xiàn)今，日本所有醫(yī)療領(lǐng)域中都應(yīng)用了激光。 日本利用Nd：YAG倍頻激光（532nm）的醫(yī)用激光器，其基波功率為60W， 調(diào)諧波功率約20W，通過(guò)KTP變換波長(zhǎng)，已在醫(yī)療上廣泛使用。 Er：、Ca、P等所吸收，多用于切開(kāi)、切除多水份的身體軟組織及骨切開(kāi)術(shù)，性能大大優(yōu)于二氧化碳激光刀。由于可以光纖傳導(dǎo)，今后，若3微米帶的穩(wěn)定光功率纖維開(kāi)發(fā)成功， 將用于體腔內(nèi)患部的非切開(kāi)、切除手術(shù)。此外，稀土類元素Ho：YAG 激光器也已開(kāi)始使用。 日本利用激光治療癌癥十分積極，主要是Ar激光激勵(lì)、閃光燈激勵(lì)、準(zhǔn)分子激勵(lì)的染料激光器。隨著光纖技術(shù)的發(fā)展，它們是非切開(kāi)治療體腔內(nèi)癌的劃時(shí)代的新手段，還能治療血管狹窄、閉塞、給心臟外科帶來(lái)革命。光纖腹腔鏡已順利走上應(yīng)用軌道，不動(dòng)手術(shù)的腹腔內(nèi)疾患激光治療法，對(duì)高齡人口結(jié)構(gòu)的日本具有重要的、現(xiàn)實(shí)的意義。 準(zhǔn)分子的紫外光束有良好的光化學(xué)效應(yīng)，適宜于非熱性切開(kāi)、切除、并能抑止紅外光束所常見(jiàn)的切開(kāi)部的熱變性和炭化，一部分ArF激光器（角臘在193nm附近有吸收帶）適用于角膜切開(kāi)，進(jìn)行眼科近視治療的角膜手術(shù)，但能否保持治療效果仍有疑問(wèn)。ArF激光有優(yōu)秀的骨切開(kāi)功能，在整形外科中大有用武之地。 日本防衛(wèi)醫(yī)科大學(xué)最近在臨床試用準(zhǔn)分子激光清除嚴(yán)重?zé)齻ㄋ溃┢つw組織，時(shí)間短、痛苦少，并能有選擇地控制照射，無(wú)紫外線過(guò)量而致癌之憂的新技術(shù)。 波長(zhǎng)780830nm，功率101200mW的Ga
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