激光划片名词解释

激光切割是由激光器所发出的水平激光束经45°全反射镜变为垂直向下的激光束，后经透镜聚焦，在焦点处聚成一极小的光斑，光斑照射在材料上时，使材料很快被加热至汽化温度，蒸发形成孔洞，随着光束对材料的移动，并配合辅助气体（有二氧化碳气体，氧气，氮气等）吹走熔化的废渣，使孔洞连续形成宽度很窄的（如0．1mm左右）切缝，完成对材料的切割。

（1）激光切割的原理

激光切割是利用经聚焦的高功率密度激光束照射工件，使被照射的材料迅速熔化、汽化、烧蚀或达到燃点，同时借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质，从而实现将工件割开。激光切割属于热切割方法之一。激光切割的原理见下图。

（2）激光切割的分类

1）汽化切割

利用高能量密度的激光束加热工件。在短的时间内汽化，形成蒸气。在材料上形成切口。材料的汽化热一般很大，所以激光汽化切割时需要大的功率和功率密度。

激光汽化切割多用于极薄金属材料和非金属材料（如纸、布、木材、塑料和橡皮等）的切割。

2）熔化切割

激光熔化切割时，用激光加热使金属材料熔化，喷嘴喷吹非氧化性气体（Ar、He、N等），依靠气体的强大压力使液态金属排出，形成切口。所需能量只有汽化切割的1/10。

激光熔化切割主要用于一些不易氧化的材料或活性金属的切割，如不锈钢、钛、铝及其合金等。

3）氧气切割

它是用激光作为预热热源，用氧气等活性气体作为切割气体。喷吹出的气体一方面与切割金属作用，发生氧化反应，放出大量的氧化热；另一方面把熔融的氧化物和熔化物从反应区吹出，而切割速度远远大于激光汽化切割和熔化切割。

激光氧气切割主要用于碳钢、钛钢以及热处理钢等易氧化的金属材料。

4）划片与控制断裂

激光划片是利用高能量密度的激光在脆性材料的表面进行扫描，使材料受热蒸发出一条小槽，然后施加一定的压力，脆性材料就会沿小槽处裂开。激光划片用的激光器一般为Q开关激光器和CO2激光器。

控制断裂是利用激光刻槽时所产生的陡峭的温度分布，在脆性材料中产生局部热应力，使材料沿小槽断开。

激光切割的应用范围

大多数激光切割机都由数控程序进行控制操作或做成切割机器人。激光切割作为一种精密的加工方法，几乎可以切割所有的材料，包括薄金属板的二维切割或三维切割。

在汽车制造领域，小汽车顶窗等空间曲线的切割技术都已经获得广泛应用。德国大众汽车公司用功率为500W的激光器切割形状复杂的车身薄板及各种曲面件。在航空航天领域，用激光切割加工的航空航天零部件有发动机火焰筒、钛合金薄壁机匣、飞机框架、钛合金蒙皮、机翼长桁、尾翼壁板、直升机主旋翼、航天飞机陶瓷隔热瓦等。

激光切割成形技术在非金属材料领域也有着较为广泛的应用。如氮化硅、陶瓷、石英等；柔性材料，如布料、纸张、塑料板、橡胶等。

1、不锈钢：

激光切割较容易切割不锈钢薄板。用高功率YAG激光切割系统，切割不锈钢最大厚度已可达4mm。我们开发的小功率YAG激光切割系统切割不锈钢厚度可达4mm。

2、合金钢：

大多数合金钢都能用激光切割，切边质量良好。但含钨高的工具钢和热模钢，激光切割时会有熔蚀和粘渣。

3、碳钢：

现代激光切割系统可以切割碳钢板的最大厚度接近20mm，对薄板其切缝可窄至0.1mm左右。激光切割低碳钢其热影响区极小，且切逢平整、光滑，垂直度好。对高碳钢，激光切割切边质量好于低碳钢，但其热影响区较大。我公司AHL系列激光机最大切割深度5mm.

4、铝及合金：

铝切割属于熔化切割，加以辅助气体把切割区的熔融物吹走，可获得较好的切面质量。目前，切割铝板的最大厚度为1.5mm。

5、其它金属材料：

铜材不适合激光切割，切割的很薄。

6、非金属材料：

激光能切割塑料（聚合物）、橡胶、木材、纸制品、皮革以及天然和合成织物等有机材料；同时也能切割石英、陶瓷等无机材料，还能切割新型轻质加强纤维聚合体等复合材料。

网纹辊是柔性印刷机的核心部分，主要的应用场合有宽幅柔版印刷机、窄幅柔版印刷机、凹板机、上光机、涂布机、瓦楞纸箱印刷机及其它印刷机等。如何生产出高质量的网纹辊，如何使网纹辊的几何尺寸精度，耐磨性，耐蚀性，载墨量，释墨量，使用寿命等达到很高的要求，而使其能满足向印刷版定时，场匀地供应油墨的要求，将直接关系到印刷品的质量。而选择网纹辊的加工生产方式对网纹辊的质量起决定性的作用。

目前生产网纹辊的方法有两种，一种是机械加工的方法，一种是传统的激光加工的方法，现分别介绍如下：

一、机械加工的方法：机械加工的方法主要是对金属辊体进行加工，对高硬度的陶瓷辊则因为辊的高硬度问题致使加工速度非常慢，对加工的器具的要求非常高而无法进行加工，而且加工出来的辊精度很差，线数受限（指每英寸长度上网孔的数量），无法适应对印刷上多品种及对印刷质量的越来越高的要求，主要应用于稍大的纸箱或塑料的印刷加工和涂布。机械加工主要有3种方法：

1、直接用机床加工，在金属辊上车出纹路或用钻床钻出网孔。这种方法加工的精度低，加工速度慢，是一种比较落后的处于被淘汰的加工方式，但被国内厂家大量采用。

2、滚压法制金属网纹辊：是在已加工好的金属辊体上，用专用的滚压工具在辊面上滚压出所需的网穴，然后再对辊面镀铬，以提高耐磨性和耐蚀性，此法存在的问题是：

1）镀铬层的硬度不够高，耐磨性不够好，一根金属网纹辊一般只能使用一个多月至三个月，换辊很频繁，影响正常生产，生产成本很高。

2）用滚压方法，滚压工具上必须制作出许许多多凸出的硬压头，每个压头应有较大的锥度，才能使之顺利压入和退出金属辊面，因此辊面上所形成的网孔的锥度相应也比较大，处于锥尖端的油墨不容易传出，一旦此处的油墨干枯，并渐扩大，就会堵塞网孔，使网纹辊失去传墨的能力。

3）每种不同的辊需要换不同的压头，影响加工速度，滚压工具上的硬压头，而且用机械的制作方法不可能做得很细小，排列得非常密，因此金属网纹辊的线数不可能做得比较高。一般仅为200L/in，难以满足印刷上多品种及高印刷质量的要求。

3、电子雕刻金属网纹辊，主要问题也是速度慢，成本高，线数受限（500L/in），难以满足高印刷质量的要求。

二、传统激光制辊技术

激光雕刻网纹辊技术是以高功率密度激光束作用在网纹辊的表面上直接雕刻出网纹的一种先进应用技术。整个生产工序涉及到激光微加工技术、计算机控制技术、高精度检测及机械精密加工技术等领域的高新技术，是多学科的高科技产品。对比机械加工网纹辊，它的优点是非接触性加工，既能加工金属辊，又能加工像陶瓷等高硬度的辊，而且通过数控系统改变控制参数，能非常方便的加工各种不同型号、不同大小、不同孔型的产品，即能进行柔性加工；具有孔形清晰、传墨量可选、耐磨等特点。传统激光加工的方法有如下两种。

1、CO2激光雕刻网纹辊：

为了提高制辊速度，并可以进行柔性制辊，可以利用激光的高能量，高单色性，高方向性配以高精度，高性能的数控机床，来对金属辊进行加工。

为了提高金属网纹辊的的耐磨性，在金属辊体上喷涂一层陶瓷层，制成陶瓷辊，因为陶瓷的硬度很高，所有耐磨性大大提高。这时用机械方法已无法雕刻这么硬的辊子，必须用激光方法才能雕刻。用此法生产的陶瓷网纹辊的耐磨性能比金属网纹辊提高很多，是网纹辊的主要发展方向。

用激光加工金属网纹辊与陶瓷网纹辊，目前使用最多的是CO2气体激光雕刻，能满足中低档纸箱印刷的基本需要，可印刷全色调及较粗的文字，但这种方法仍存在很大的问题，表现在：

1）CO2激光的波长较长，其波长为10.6微米，聚焦后光斑比较大，因此适用于雕刻网孔比较大，网孔排列不太密的网纹辊，即线数不太高的网纹辊，此类型的有效网线约为80－300lpi。

2）CO2激光在雕刻陶瓷时， CO2激光的峰值功率密度与能量密度还不是很高，在雕刻时，部分陶瓷材料气化，还有部分陶瓷材料仍处于熔覆状态，在网孔内壁不可避免地留下了岩浆状的表面，容易引起油墨或水墨的堵塞；而且因为金属对长波长的CO2激光的反射率很高，因此对金属辊的加工也不是很合适，对激光要求的功率较高，增加相应的运行成本。

3）较大功率的CO2激光器，结构较复杂，体积较大，运行时需消耗氦气、氮气、CO2、所以运行费用较大，相应的生产成本较高。

2 、Nd:YAG激光雕刻网纹辊：

用Nd:YAG激光雕刻网纹辊，因为YAG激光器的波长为1.06微米，通过聚焦后光斑的大小可以减小到CO2激光器的十分之一，提高了功率密度，但因光束模式不好，聚焦后光斑还是较大，也使加工的线数只能提高到600---800线左右。在加工金属辊时克服因CO2激光对金属材料的高反射率问题，在加工陶瓷辊时克服了网孔和网墙残存陶瓷熔融物造成网孔轮廓不够清晰和辊面不够平整的问题，使激光雕刻之后无需再精整加工。YAG激光技术的出现使网线数及网孔清晰度得到了一定的改善，可以配合清晰度稍高的柔版印刷。

但是用Nd:YAG激光雕刻网纹辊也存在相应的问题，主要表现在：

1） 输出功率不稳定，不能长期连续运行，使其较难控制整个网纹辊的网孔形状的一致性，易引起不同部位的供墨量不平均，因而制约其在精细雕刻中的使用。

2） 因为几十及上百瓦量级的Nd:YAG激光器都是多模激光器，激光光束质量较差，光斑形状不好，因而雕刻出来的网孔质量不是很理想；而且其激光输出的是多模光束限制了聚焦的光斑不能更小。这两方面的因素同样限制了其在精细雕刻中的应用。

3） 由于YAG激光器的转换效率非常低，不超过3%，可靠性低，维护周期短（几百小时需维护一次），造成用户使用时的运行成本如电费、维护费用非常高，不能24小时连续运行，对精密制辊是一个致命的缺陷。

三．脉冲光纤激光器的特点及其在网纹辊中的应用

高档柔版印刷技术日益向精细、高清晰方向发展，因而对陶瓷网纹辊的技术要求越来越高，需要高强度、高线数、网孔质地均一、墨量足够且稳定、寿命长久的新型激光网纹辊。世界上最先进的激光器-----IPG Photonics的高功率脉冲光纤激光器20瓦脉冲YLP-1/100/20的出现，为高性能网纹辊的制作提供最理想的激光光源，主要体现在：

1．极其优异的接近衍射极限的光束质量，标准的TEM00单模输出，输出波长为1.06微米，单脉冲能量1MJ，准直后光束直径10mm，M2<1.8，光束发散角0.24mrad；经焦距为50mm的透镜聚焦后，光斑直径可以小于6微米（只有多模的Nd:YAG激光器的1/10左右），工作点的峰值功率密度非常高，达109W/cm2,使20瓦平均功率的脉冲光纤激光器用于激光制辊时的效果超过平均功率100瓦的YAG激光器，非常适合于进行精细网纹辊的精细打孔等应用。

1） 打出的网孔更加细腻，轮廓规则清晰，网孔的壁陡，光滑，孔底平整，载墨量大，而且墨容易传出；

2） 网线极大提高，有效网线为400－3000lpi，最高可达4000lpi，配以精密数控机床可以轻易做到目前实际应用中的极限1500lpi的网辊，在相同网孔高度时，载墨量比其它网纹辊提高30%以上，特别在高线数时，其载墨量高出75％以上。而且导墨性能卓著，网点扩散极低，可完全胜任使用CTP精细版材的印刷要求。其印刷质量完全可以达到胶印效果，使柔版印刷完全能够胜任印精细包装的要求，在化妆品盒、药品盒、烟酒盒、豪华包装盒、防伪印刷等领域，柔印第一次能与胶印分庭抗礼，使全球印刷界的“柔印大趋势”成为可能。这一成果在柔印要求极高的欧洲、美国率先得到广泛的应用，继而在香港及东南亚一些档次较高的柔印厂得到普及。在我国，由于受过时的柔印技术及理论的束缚，很大部分业界人士认为当网线高至800lpi左右时，墨量必然降低（如有些印刷厂订制的YAG型网纹辊，在800lpi时实际墨量仅为2．0BCM左右），所以只好将高线数时的实地与层次网分开印刷，即便如此，层次网的色彩浓度也偏淡，有时印刷厂为了取得足够的墨量，不得不降低网纹辊线数，却往往又造成“堵版”等负面效应，影响印刷品的精致程度，而应用脉冲光纤激光器制网纹辊则彻底解决了这个难题，高精度、独特的雕刻技术使得在高线数时仍能保持高墨量（如在1000lpi时，仍能达到3．6－4．2BCM）。

2．脉冲重复频率高（20KHz到120KHz）；而且输出功率非常稳定，单个脉冲的能量的波动不会超过1%；配以精密数控机床和适当的控制方式，可以实现多脉冲高速打孔，可精确控制打孔的大小、深度和形状。

3．高可靠性，采用免维护的主振荡功率放大技术和种子光源脉冲产生技术，平均无故障工作时间在10万小时以上（灯泵YAG在几百小时左右，DPSLL在3000小时左右）；可在恶劣的环境下24小时连续工作（由于其光纤光栅的谐振腔置于光纤内部，即使在高冲击，高震动，高湿度，有灰尘的条件下皆可正常运转，而环境温度范围允许在-20C至+50C之间）。这些特点对进行高精细，高线数制辊至关重要，因为在进行大面积高精细，高线数制辊时，往往要求用于制辊的激光器必需连续10多小时运转，中间不能有任何停顿，单脉冲能量变化很小，否则加工出来的网孔会不均匀，影响质量，需要返工。而使用脉冲光纤激光器可以完全避免因YAG激光器的输出能量不稳定所造成的网孔不均匀而造成的返工，极大的提高了网纹辊的质量，避免了人力物力的极大浪费，极大的减低了厂家的生产成本，极大的缩短了加工时间，成倍的提高了工作效率。

4．非常高的整体电光转换效率，无体积庞大的电源系统，20瓦脉冲光输出的整机耗电只有200瓦左右，大幅度减低了使用的电费（只有灯泵YAG的1/10）；免维护，无需庞大的水冷系统，只需简便的风冷即可，免除水冷系统的维护；其外型紧凑体积小（只有文件夹大小）, 光纤输出，可以灵活的应用，易于系统集成，节约工作场地，节约运行成本节约维护和运行成本（粗略估算，光电费、直接维护费用即可比Nd:YAG激光器节省9万元左右，还不包括维修、停产、返工所造成的材料浪费及人力浪费等），大幅度提高用户的投入产出比。

5．用脉冲光纤激光器配合高精度机床，设计合适的控制方式与软件，采用多脉冲打同一个孔的技术可以雕刻出网孔形状为六角形、四方形、三角形、圆形、椭圆等不同的精确形状的陶瓷网纹辊，满足印刷上对多种网孔形状的要求。

应用IPG的脉冲光纤激光器来生产网纹辊，可以极其优异的性能，极低的运行维护成本，极大的提高了我国的制辊水平，可使我国印刷技术直接升级到国际最先进的水平，完全可以实现绿色印刷，可极大的提高我国印刷产品在国际市场上的竞争力，彻底扭转以前我国印刷产品档次低下的印象。随便搞西个 啊庆得点分得我咯

一.光纤传输激光焊接机是将高能激光束耦合进入光纤，远距离传输后，通过准直镜准直为平行光,再聚焦于工件上实施焊接的一种激光焊接设备。对焊接难以接近的部位，施行柔性传输非接触焊接，具有更大的灵活性。光纤传输激光焊接机激光束可实现时间和能量上的分光，能进行多光束同时加工，为更精密的焊接提供了条件。

二.光纤激光焊接机主要特点

1.光纤传输激光焊接机选配CCD摄像监视系统，方便观察和精确定位。

2.光纤传输激光焊接机焊斑能量分布均匀，具有焊接特性所需要的最佳光斑。

3.光纤传输激光焊接机适应各种复杂焊缝，各种器件的点焊，以及1mm以内薄板的缝焊。

4.光纤传输激光焊接机采用英国进口陶瓷聚光腔体，耐腐蚀、耐高温，腔体寿命（8-10)年,氙灯寿命800万次以上。

5.可定制专用的自动化工装夹具,实现产品的批量生产。

三.光纤激光焊接机主要应用:

光纤传输激光焊接机应用于光通信器件、IT、医疗、电子、电池、光纤耦合器件、显像管电子枪、金属零件、手机振动马达、钟表精密零件、汽车钢片等的精密焊接。

四.光纤激光焊接机应用领域

1.制造业应用：激光焊接机在国内外汽车制造中的应用广泛。曾经在日本以CO2激光焊机替代了闪光对焊的进行钢制业轧钢卷材的连接，在超薄板焊接的研究中，比如板厚100微米以下的箔片，没有办法熔焊，但通过有特殊输出功率波形的YAG激光焊得以成功，显示了激光焊的广阔前途。

2.粉末‍冶金领域：科学技术不断发展，许多工业技术对材料都有特殊的要求，传统技术制造的材料已不能满足要求了。激光焊接机进入粉末冶金材料加工领域，为粉末冶金材料的应用带来了新的发展前景，比如采用粉末冶金材料连接中常用的钎焊的方法焊接金刚石，因为结合强度低，热影响区宽尤其是无法适应高温及强度要求高而引起钎料熔化脱落，采用激光焊接机能够提高焊接强度以及耐高温性能。

3.电子工业激光焊接机在电子工业中，得到了广泛的应用。因为激光焊接热影响区小，加热集中迅速、热应力低，因而正在集成电路和半导体器件壳体的封装中，显示出独特的优越性，在真空器件研制中，激光焊接也得到了应用。传感器或温控器中的弹性薄壁波纹片厚度在0.05-0.1mm，采用传统焊接方法很难解决，TIG焊容易焊穿，等离子稳定性不好，影响因素多而采用激光焊接效果很好，受到广泛的应用。

4.汽车工业焊接生产已大规模出现在汽车制造业，成为汽车制造业突出的成就之一。很多汽车制造厂采用了激光焊接和切割工艺。高强钢激光焊接装配件因其优良性能在汽车车身制造中使用得越来越多。因为汽车工业批量大、自动化程度高，激光焊接设备将向大功率、多路式方向发展。

在核反应中照射169Tm,生成170Tm,半衰期为129天，这个同位素克发射出很强的X射线。用它来制造常由氧化镱Yb2O3用钙还原而制得。也可用蒸馏法制备（参阅铕）。

用于制造特种合金。用于冶金和化学实验，镱合金已在牙科医学中得到应用。

近几年来，镱在光纤通讯和激光技术两大领域崭露头角并得到迅速发展。

随着“信息高速公路”的建设发展，计算机网络和长距离光纤传输系统对光通讯用的光纤材料性能要求越来越高。镱离子由于拥有优异的光谱特性，可以象铒和铥一样，被用作光通讯的光纤放大材料。尽管稀土元素铒至今仍是制备光纤放大器的主角，但传统的掺铒石英光纤增益带宽较小（30nm），已难以满足高速大容量信息传输的要求。而Yb3+离子在980nm附近具有远大于Er3+离子的吸收截面，通过Yb3+的敏化作用和铒镱的能量传递，可使1530nm光得到大大加强，从而大大提高光的放大效率。

近几年来，铒镱共掺的磷酸盐玻璃受到越来越多研究者的青睐。磷酸盐和氟磷酸盐玻璃具有较好的化学稳定性和热稳定性，并具有较宽的红外透过性能和大的非均匀展宽特性，是宽带高增益掺铒放大光纤玻璃的理想材料。若在其中引入Yb3+离子，制成铒镱共掺光纤，就可大大改善光纤放大性能。中国研制的高浓度铒镱共掺磷酸盐光纤（纤芯直径7μm、数值孔径为0.2）适用于全波放大器。利用980nm半导体激光器，在1.5μm的通信窗口对小信号实现了3.8dB的净增益，单位长度增益达2.5dB/cm，比商用石英放大器高出两个数量级。

掺Yb3+光纤放大器可以实现功率放大和小信号放大，因而可用于光纤传感器、自由空间激光通信和超短脉冲放大等领域。

中国目前已建成世界上单信道容量最大、速率最快的光传输系统，拥有世界上最宽的信息高速公路。掺镱和其它稀土的光纤放大及激光材料在其中均发挥了关键性巨大的作用。

镱的光谱特性还被用作优质激光材料，既被用作激光晶体，也被用作激光玻璃、和光纤激光器。

掺镱激光晶体作为高功率激光材料已形成一个庞大的系列，包括有掺镱钇铝石榴石（Yb：YAG）、掺镱钆镓石榴石（Yb：GGG）、掺镱氟磷酸钙（Yb：FAP）、掺镱氟磷酸锶（Yb：S-FAP）、掺镱钒酸钇（Yb：YV04）、掺镱硼酸盐和硅酸盐等。

半导体激光器（LD）是固体激光器的一种新型泵浦源。Yb：YAG具有许多特点适合高功率LD泵浦，已成为大功率LD泵浦用激光材料。Yb：S-FAP晶体将来有可能用作实现激光核聚变的激光材料，引起人们的关注。在可调谐激光晶体中，有掺铬镱钬钇铝镓石榴石（Cr，Yb，Ho：YAGG），其波长在2.84～3.05μm之间连续可调。据统计，世界上用的导弹红外寻弹头大部分是采用3-5μm的中波红外探测器，因此研制Cr，Yb，Ho：YSGG激光器，可对中红外制导武器对抗提供有效干扰，具有重要的军事意义。

中国在掺镱激光晶体（Yb:YAG、Yb:FAP、Yb:SFAP等）方面，已取得一系列具有国际先进水平的创新性成果，解决了晶体的生长以及激光快速、脉冲、连续、可调节输出等多项关键技术，研究成果已在国防、工业和科学工程等方面获得实际应用，掺镱晶体产品已出口美国、日本等多个国家与地区。

镱激光材料的另一个大类是激光玻璃。已开发出锗碲酸盐、硅铌酸盐、硼酸盐和磷酸盐等多种高发射截面的激光玻璃。由于玻璃易成型可以制成大尺寸，并具有高光透和高均匀性等特点，可制成大功率激光器。过去人们熟悉的稀土激光玻璃主要是钕玻璃，它已有40多年的发展历史，制作和应用技术成熟，一直是大功率激光装置的首选材料，已被用于核聚变实验装置和激光武器等方面。中国建成的由激光钕玻璃为主要激光介质的神光1号和神光2号大功率激光装置，已达到世界先进水平。但激光钕玻璃如今却遇到了激光镱玻璃的有力挑战。

近几年来的大量研究表明，激光镱玻璃的许多性能超过了钕玻璃。由于掺镱发光只有两个能级，储能效率高，在相同增益时镱玻璃储能效率比钕玻璃高16倍，荧光寿命也是钕玻璃的3倍，同时还具有掺杂浓度高、吸收带宽、可直接用半导体泵浦等优点，非常适用于大功率激光器使用。但镱激光玻璃的实用还往往要借助于钕的协助，如采用Nd3+作为敏化剂才能使镱激光玻璃在室温下运转，并在1 06μm波长处实现激光发射。所以说，镱和钕在激光玻璃方面既是竞争对手，同时又是相互协作的伙伴。

通过调节玻璃成分，可以提高镱激光玻璃的诸多发光性能。以发展高功率激光器为主要方向，用镱激光玻璃制造的激光器越来越广泛地应用于现代工业、农业、医学、科学研究和军事方面。

军事用途：将核聚变产生的能量作为能源一直是人们期待的目标，实现受控核聚变将是人类解决能源问题的重要手段。掺镱激光玻璃以其优异的激光性能正在成为21世纪实现惯性约束核聚变（ICF）升级换代首选材料。

激光武器是利用激光束的巨大能量，对目标进行打击破坏，可以产生上亿度的高温，以光的速度直接攻击，可以指那打那，具有极大的杀伤力，尤其适用于现代战争的防空武器系统。掺镱激光玻璃的优异性能已使它成为制造高功率和高性能激光武器的重要基础材料。

光纤激光器是当今迅猛发展起来的一项新技术，也属于激光玻璃应用范畴。光纤激光器就是用光纤作激光介质的激光器，是光纤与激光技术相结合的产物，是在掺饵光纤放大器（EDFA）技术基础上发展起来的激光新技术。光纤激光器以半导体激光二极管作为泵源，以光纤作为波导和增益介质，同时采用光栅光纤、偶合器等光学元件组合而成。它无需光路机械调整，机构紧凑便于集成。与传统固体激光器和半导体激光器相比，具有光束质量高、稳定性好、抗环境干扰性强、免调节、免维护、结构小巧等技术和性能优势。由于掺杂的离子主要是Nd+3、Yb+3、Er+3、Tm+3、Ho+3，都是以稀土光纤作为增益介质，所以目开发出来的光纤激光器也可称作是稀土光纤激光器。

激光用途：高功率掺镱双包层光纤激光是近几年国际上固体激光技术中的一个热点领域。它具有光束质量好、结构紧凑、转换效率高等优点，在工业加工等领域中有广泛的应用前景。双包层掺镱光纤适合于半导体激光器泵浦，具有耦合效率高和激光输出功率高等特点，是掺镱光纤的主要发展方向。中国的双包层掺镱光纤技术与国外先进水平已不相上下。中国研制的掺镱光纤、双包层掺镱光纤以及铒镱共掺光纤在性能和可靠性方面均已达到国外同类产品先进水平，具有成本优势，并拥有多项产品和方法的核心专利技术。

世界著名的德国IPG激光公司日前宣布，他们新近推出的掺镱光纤激光器系统，具有非常优异的光束特性，有大于50,000小时的泵浦寿命，中心发射波长为1070nm-1080nm,输出功率可高达到20KW，已被应用于精细焊接、切割和岩石钻探等方面。

激光材料是发展激光技术的核心和基础。在激光界历来有“一代材料，一代器件”的说法。必须先拥有性能优异的激光材料，综合其它相关技术，才能开发出先进实用的激光器件。掺镱激光晶体和激光玻璃作为固体激光材料的生力军正在推进光纤通讯和激光技术的创新发展，尤其是在高功率核聚变激光器、高能量拍瓦（PW，即1015W）激光器、高能量武器激光器等尖端激光技术方面将作出重要贡献。

另外，据某些文章介绍，镱还被用于荧光粉激活剂、无线电陶瓷、电子计算机记忆元件（磁泡）添加剂和光学玻璃添加剂等。需要指出的是，镱（Ytterbium）和钇（Yttrium）同属稀土元素，虽然英文名称和元素符号差别明显，但汉语拼音却音节相同，在某些汉语译文引用中有时误把钇当作镱，这时就需要我们追寻原文并结合元素符号来加以确认。

1878年，瑞士化学家查尔斯（Jean Charles）和马利格纳克（G.de Marignac）在“铒”中发现了一种新的稀土元素，为了纪念钇矿石发现地——斯德哥尔摩附近那个名叫伊特比（Yteerby）的小村，把这个新元素命名为Ytterbium，元素符号为Yb,汉译名称为“镱”—是该元素的专用汉字。

镱在镧系元素中虽然排在铥之后，但其地壳丰度达却到3.3ppm，不但高于铽钬铥镥等其它中重稀土，甚至高于铕（2.2 ppm）。镱主要存在于离子型稀土矿、磷钇矿和黑稀金矿等中重稀土矿物中，有7种天然同位素。在江西寻乌中钇富铕离子型矿中，镱在稀土中的配分高于铕，在龙南高钇离子型矿中，镱的配分约是铕的10倍，因此相对说来镱也算是比较富存的重稀土元素，为其开发应用提供了一定的资源基础。

金属镱为银灰色，有延展性，质地较软，室温下镱能被空气和水缓慢氧化。与钐和铕相类似样，镱属于变价稀土，除通常呈正三价外，也可以呈正二价状态。由于这种变价特性，制备金属镱不宜用电解法，而采用还原蒸馏法进行制备和提纯。通常以金属镧为还原剂，利用镱金属高蒸汽压和镧金属低蒸气压的差别进行还原蒸馏。也可以采用铥镱镥富集物为原料，以金属镧为还原剂，在＞1100℃和＜0.133Pa的高温真空条件下，通过还原-蒸馏的方法直接提取金属镱。象钐和铕一样，镱也可采用湿法还原进行分离和提纯。通常采用铥镱镥富集物为原料，溶解后将镱还原成二价状态，造成显著的性质差异后将其与其它三价稀土进行分离。制取高纯氧化镱通常采用萃取色层法或离子交换法。

镱作为重稀土元素，由于可利用的资源有限，产品价格昂贵，限制了其用途研究。随着光纤通讯和激光等高新技术的出现，镱才逐渐找到大显身手的应用舞台。

近年来，镱在光纤通讯和激光技术两大领域崭露头角并得到迅速发展。

随着“信息高速公路”的建设发展,计算机网络和长距离光纤传输系统对光通讯用的光纤材料性能要求越来越高。镱离子由于拥有优异的光谱特性，可以象铒和铥一样，被用作光通讯的光纤放大材料。尽管稀土元素铒至今仍是制备光纤放大器的主角，但传统的掺铒石英光纤增益带宽较小（30nm），已难以满足高速大容量信息传输的要求。而Yb3+离子在980nm附近具有远大于Er3+离子的吸收截面,通过Yb3+的敏化作用和铒镱的能量传递，可使1530nm光得到大大加强，从而大大提高光的放大效率。

近年来，铒镱共掺的磷酸盐玻璃受到越来越多研究者的青睐。磷酸盐和氟磷酸盐玻璃具有较好的化学稳定性和热稳定性，并具有较宽的红外透过性能和大的非均匀展宽特性,是宽带高增益掺铒放大光纤玻璃的理想材料。若在其中引入Yb3+离子，制成铒镱共掺光纤，就可大大改善光纤放大性能。我国研制的高浓度铒镱共掺磷酸盐光纤（纤芯直径7μm、数值孔径为0.2）适用于全波放大器。利用980nm半导体激光器，在1.5μm的通信窗口对小信号实现了3.8dB的净增益，单位长度增益达2.5dB/cm，比目前商用石英放大器高出两个数量级。

掺Yb3+光纤放大器可以实现功率放大和小信号放大，因而可用于光纤传感器、自由空间激光通信和超短脉冲放大等领域。

我国目前已建成世界上单信道容量最大、速率最快的光传输系统，拥有世界上最宽的信息高速公路。掺镱和其它稀土的光纤放大及激光材料在其中均发挥了关键性巨大的作用。

镱的光谱特性还被用作优质激光材料，既被用作激光晶体，也被用作激光玻璃、和光纤激光器。

掺镱激光晶体作为高功率激光材料已形成一个庞大的系列，包括有掺镱钇铝石榴石（Yb：YAG）、掺镱钆镓石榴石（Yb：GGG）、掺镱氟磷酸钙（Yb：FAP）、掺镱氟磷酸锶（Yb：S-FAP）、掺镱钒酸钇（Yb：YV04）、掺镱硼酸盐和硅酸盐等。

半导体激光器（LD）是固体激光器的一种新型泵浦源。Yb：YAG具有许多特点适合高功率LD泵浦，已成为大功率LD泵浦用激光材料。Yb：S-FAP晶体将来有可能用作实现激光核聚变的激光材料，引起人们的关注。在可调谐激光晶体中，有掺铬镱钬钇铝镓石榴石（Cr，Yb，Ho：YAGG），其波长在2.84～3.05μm之间连续可调。据统计，世界上用的导弹红外寻弹头大部分是采用3-5μm的中波红外探测器，因此研制Cr，Yb，Ho：YSGG激光器，可对中红外制导武器对抗提供有效干扰，具有重要的军事意义。

目前我国在掺镱激光晶体（Yb:YAG、Yb:FAP、Yb:SFAP等）方面，已取得一系列具有国际先进水平的创新性成果，解决了晶体的生长以及激光快速、脉冲、连续、可调节输出等多项关键技术，研究成果已在国防、工业和科学工程等方面获得实际应用，掺镱晶体产品已出口美国、日本等多个国家与地区。

镱激光材料的另一个大类是激光玻璃。已开发出锗碲酸盐、硅铌酸盐、硼酸盐和磷酸盐等多种高发射截面的激光玻璃。由于玻璃易成型可以制成大尺寸，并具有高光透和高均匀性等特点，可制成大功率激光器。过去人们熟悉的稀土激光玻璃主要是钕玻璃，它已有40多年的发展历史，制作和应用技术成熟，一直是大功率激光装置的首选材料，已被用于核聚变实验装置和激光武器等方面。我国建成的由激光钕玻璃为主要激光介质的神光1号和神光2号大功率激光装置，已达到世界先进水平。但激光钕玻璃如今却遇到了激光镱玻璃的有力挑战。

近年来的大量研究表明，激光镱玻璃的许多性能超过了钕玻璃。由于掺镱发光只有两个能级，储能效率高，在相同增益时镱玻璃储能效率比钕玻璃高16倍，荧光寿命也是钕玻璃的3倍，同时还具有掺杂浓度高、吸收带宽、可直接用半导体泵浦等优点，非常适用于大功率激光器使用。但镱激光玻璃的实用还往往要借助于钕的协助，如采用Nd3+作为敏化剂才能使镱激光玻璃在室温下运转，并在1 06μm波长处实现激光发射。所以说，镱和钕在激光玻璃方面既是竞争对手，同时又是相互协作的伙伴。

通过调节玻璃成分，可以提高镱激光玻璃的诸多发光性能。以发展高功率激光器为主要方向，用镱激光玻璃制造的激光器越来越广泛地应用于现代工业、农业、医学、科学研究和军事方面。

将核聚变产生的能量作为能源一直是人们期待的目标，实现受控核聚变将是人类解决能源问题的重要手段。掺镱激光玻璃以其优异的激光性能正在成为21世纪实现惯性约束核聚变（ICF）升级换代首选材料。

激光武器是利用激光束的巨大能量，对目标进行打击破坏，可以产生上亿度的高温，以光的速度直接攻击，可以指那打那，具有极大的杀伤力，尤其适用于现代战争的防空武器系统。掺镱激光玻璃的优异性能已使它成为制造高功率和高性能激光武器的重要基础材料。

光纤激光器是当今迅猛发展起来的一项新技术，也属于激光玻璃应用范畴。光纤激光器就是用光纤作激光介质的激光器，是光纤与激光技术相结合的产物，是在掺饵光纤放大器（EDFA）技术基础上发展起来的激光新技术。光纤激光器以半导体激光二极管作为泵源，以光纤作为波导和增益介质，同时采用光栅光纤、偶合器等光学元件组合而成。它无需光路机械调整，机构紧凑便于集成。与传统固体激光器和半导体激光器相比，具有光束质量高、稳定性好、抗环境干扰性强、免调节、免维护、结构小巧等技术和性能优势。由于掺杂的离子主要是Nd＋3、Yb＋3、Er＋3、Tm＋3、Ho＋3，都是以稀土光纤作为增益介质，所以目前开发出来的光纤激光器也可称作是稀土光纤激光器。

高功率掺镱双包层光纤激光是近年国际上固体激光技术中的一个热点领域。它具有光束质量好、结构紧凑、转换效率高等优点，在工业加工等领域中有广泛的应用前景。双包层掺镱光纤适合于半导体激光器泵浦，具有耦合效率高和激光输出功率高等特点，是掺镱光纤的主要发展方向。目前我国的双包层掺镱光纤技术与国外先进水平已不相上下。我国研制的掺镱光纤、双包层掺镱光纤以及铒镱共掺光纤在性能和可靠性方面均已达到国外同类产品先进水平，具有成本优势，并拥有多项产品和方法的核心专利技术。

世界著名的德国IPG激光公司日前宣布，他们新近推出的掺镱光纤激光器系统，具有非常优异的光束特性，有大于50,000小时的泵浦寿命，中心发射波长为1070nm-1080nm,输出功率可高达到20KW，已被应用于精细焊接、切割和岩石钻探等方面。

激光材料是发展激光技术的核心和基础。在激光界历来有“一代材料，一代器件”的说法。必须先拥有性能优异的激光材料，综合其它相关技术，才能开发出先进实用的激光器件。掺镱激光晶体和激光玻璃作为固体激光材料的生力军正在推进光纤通讯和激光技术的创新发展，尤其是在高功率核聚变激光器、高能量拍瓦（PW，即1015W）激光器、高能量武器激光器等尖端激光技术方面将作出重要贡献。

另外，据某些文章介绍，镱还被用于荧光粉激活剂、无线电陶瓷、电子计算机记忆元件（磁泡）添加剂和光学玻璃添加剂等。需要指出的是，镱（Ytterbium）和钇（Yttrium）同属稀土元素，虽然英文名称和元素符号差别明显，但汉语拼音却音节相同，在某些汉语译文引用中有时误把钇当作镱，这时就需要我们追寻原文并结合元素符号来加以确认。