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隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,科技日新月異。激光熱處理在我們的日常生活中應(yīng)用越來(lái)越廣泛,但是許多人對(duì)于激光熱處理并不是很了解。其實(shí),激光熱處理是一種表面熱處理技術(shù),以高能量激光束快速掃描工件,使被照射的金屬或合金表面溫度以極快速度升高到相變點(diǎn)以上,激光束離開(kāi)被照射部位時(shí),由于熱傳導(dǎo)作用,處于冷態(tài)的基體使其迅速冷卻而進(jìn)行自冷淬火,得到較細(xì)小的硬化層組織,硬度一般高于常規(guī)淬火硬度。下面就是激光熱處理的主要特點(diǎn)。衍射光學(xué)元件
(一)定向發(fā)光
普通光源是向四面八方發(fā)光。要讓發(fā)射的光朝一個(gè)方向傳播,需要給光源裝上一定的聚光裝置,如汽車(chē)的車(chē)前燈和探照燈都是安裝有聚光作用的反光鏡,使輻射光匯集起來(lái)向一個(gè)方向射出。激光器發(fā)射的激光,天生就是朝一個(gè)方向射出,光束的發(fā)散度極小,大約只有0.001弧度,接近平行。1962年,人類(lèi)第一次使用激光照射月球,地球離月球的距離約38萬(wàn)公里,但激光在月球表面的光斑不到兩公里。若以聚光效果很好,看似平行的探照燈光柱射向月球,按照其光斑直徑將覆蓋整個(gè)月球。
(二)亮度極高
在激光發(fā)明前,人工光源中高壓脈沖氙燈的亮度最高,與太陽(yáng)的亮度不相上下,而紅寶石激光器的激光亮度,能超過(guò)氙燈的幾百億倍。因?yàn)榧す獾牧炼葮O高,所以能夠照亮遠(yuǎn)距離的物體。紅寶石激光器發(fā)射的光束在月球上產(chǎn)生的照度約為0.02勒克斯(光照度的單位),顏色鮮紅,激光光斑明顯可見(jiàn)。若用功率最強(qiáng)的探照燈照射月球,產(chǎn)生的照度只有約一萬(wàn)億分之一勒克斯,人眼根本無(wú)法察覺(jué)。激光亮度極高的主要原因是定向發(fā)光。大量光子集中在一個(gè)極小的空間范圍***出,能量密度自然極高。
(三)顏色極純
光的顏色由光的波長(zhǎng)(或頻率)決定。一定的波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)一定的顏色。太陽(yáng)輻射出的可見(jiàn)光段的波長(zhǎng)分布范圍約在0.76納米至0.4納米之間,對(duì)應(yīng)的顏色從紅色到紫色共7種顏色,所以太陽(yáng)光談不上單色性。發(fā)射單種顏色光的光源稱(chēng)為單色光源,它發(fā)射的光波波長(zhǎng)單一。比如氪燈、氦燈、氖燈、氫燈等都是單色光源,只發(fā)射某一種顏色的光。單色光源的光波波長(zhǎng)雖然單一,但仍有一定的分布范圍。如氖燈只發(fā)射紅光,單色性很好,被譽(yù)為單色性之冠,波長(zhǎng)分布的范圍仍有0.00001納米,因此氖燈發(fā)出的紅光,若仔細(xì)辨認(rèn)仍包含有幾十種紅色。由此可見(jiàn),光輻射的波長(zhǎng)分布區(qū)間越窄,單色性越好。
(四)能量密度極大
光子的能量是用E=hv來(lái)計(jì)算的,其中h為普朗克常量,v為頻率。由此可知,頻率越高,能量越高。激光頻率范圍3.846×10^(14)Hz到7.895×10^(14)Hz。