激光是通过入射光子来激发处于亚稳态的较高能级的原子、离子或分子跃迁到低能级时完成受激辐射所发出的加强光。所以激光与普通光相比具有强度高、方向性好、相干性和单色性好等特点。由于激光的单色性好和具有很小的发散角，因此可通过光学系统将激光束聚焦成尺寸与光波波长相近的极小光斑（直径几微米至几十微米），其功率密度可达107～1011W/cm2，温度可达10 000℃。激光加工是以激光为热源对工件材料进行热加工。其加工过程大体分为如下几个阶段：激光束照射工件材料，工件材料吸收光能，光能转变为热能使工件材料无损加热，工件材料在瞬间（10-3s）被熔化、蒸发、气化并溅出去除或破坏，激光辐射作用停止后，工件加工区材料便开始冲凝，其表层将发生一系列变化，形成特殊性能的新表面层。所以说激光加工是在光、热效应下产生的高温熔融和冲击波的综合作用过程。目前生产中利用激光进行各种材料的打孔、切割、焊接和打标等加工。
图3-22为固体激光打孔的加工原理图。激光器是激光加工设备的核心，它能把电能转换成激光束输出。常用的激光器有固体和气体两大类。固体激光器常由主体光泵（激励源）及谐振腔（由全反射镜、半反射镜组成）、工作物质（一些发光材料，如钇铝石榴石、红宝石、钕玻璃等）、聚光器、聚焦透镜等组成。图中激光器的工作物质为钇铝石榴石，当其受激励泵（脉冲氙灯）的激发后，其粒子由低能级激发到高能级，在一定条件下，少量激发粒子受激辐射跃迁使得光放大，然后通过谐振腔内的全反射镜和部分反射镜的反馈作用产生振荡，此时由谐振腔的一端输出激光。由激光器发射的激光再通过透镜聚焦形成高能光束照射到工件的加工表面，即可对工件进行加工。(www.xing528.com)
图3-22 固体激光器中激光的产生与加工原理
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