自1960年梅曼（Maiman）發明紅寶石激光器以來，激光技術獲得了突飛猛進的發展，在工業、科學研究、國防等方面獲得了廣泛應用。隨著激光功率的提高，其工業應用范圍也隨之增大。

        我們常說的高能激光要滿足“三高”——高能、高光束質量、高效率，而且高能激光不僅僅是激光器的輸出能量高，還要有相當高的功率。能量是可以用時間來積累的，而激光要能完成零件加工，在需要足夠的能量密度的同時還要一定的功率密度。通常認為高能激光器輸出的激光平均功率應大于10kW，持續時間達數秒，激光能量在數萬焦以上。

        網站“聯合光科→技術中心→激光”目錄下可以查閱關于激光的理論知識，包括激光產生的原理、各類激光器結構、激光鎖模技術、激光放大技術等多種激光技術，流：激光、光諧振腔、光放大、光脈沖。

        這里我們不再贅述，重點來聊一聊高能激光的種類和特點，已發展和正在發展的高能激光器包括但不限于表1：

        激光焊接是把激光作為加熱源，利用激光的高能量密度這個特點，通過光學系統將激光束聚焦在很小的區域內，在極短的時間內使被焊接處形成一個能量高度集中的熱源區，從而使被焊物熔化并形成牢固的焊點和焊縫。

        激光焊接系統一般由激光器、光學系統、激光加工機床、保護氣輸送系統、控制與檢測系統組成。激光器和光學系統是激光焊接系統的核心。

        激光焊接要求激光器應具有較高的額定輸出功率，較寬的功率調節范圍，功率緩升緩降能力，工作穩定、可靠以保證焊接質量，可用于焊接的激光器有CO2激光器、YAG激光器、LD泵浦固體激光器和半導體激光器。

        光學系統主要用于控制光束質量，包括擴束系統、光束傳輸系統、聚焦系統。光學系統包含了多種高損傷閾值、高精度的球面鏡、非球面鏡、平面鏡等多種透鏡和反射鏡。

        激光焊接設備中的擴束系統采用的是多倍激光擴束鏡，如2.5倍擴束鏡，擴束鏡通過將主光路輸出的激光束進行準直、擴束后，可將原有的輸出激光光斑擴大至原來的2.5倍，使光束模式更好；

        經過擴束準直后的激光光束先經過導光反射鏡，被反射到加工平臺，再由聚焦鏡片將激光束聚焦到能量最為集中的精細光束，從而瞬間達到理想的能量密度，進行焊接加工。

        激光焊接實質上是非透明材料與激光束相互作用的過程。從宏觀的角度上看，整個過程表現為融化、吸收、氣化和反射；而微觀上看則是一個量子過程。將焊接根據機理進行分類可以分為熱傳導焊接和激光深熔焊。

        當聚焦后的激光密度小于10⁴~10⁵ W/cm²時為激光熱傳導焊。當激光輻射到焊接材料上時，一部分激光被焊接材料所吸收并將其轉化為熱能量，以熱傳遞的形式通過材料，融化焊縫并最終將焊件焊接在一起。熱傳導焊接的特點在于它的熔深淺和焊接速度慢，只熔化工件表面。

        當聚焦后的功率密度大于10⁶~10⁷ W/cm²時稱為激光深烙焊。大功率激光會使金屬表面受到高熱，瞬間產生的高溫使材料表面金屬發生氣化而形成小孔，使得金屬表面下形成孔洞，稱之為匙孔，由于匙孔的形狀呈細長，所以激光會在匙孔內壁發生多次反射，并被吸收，因為使得熔深增加，激光停止后，匙孔周圍的溶液回流、冷卻后工件便連接在一起。其特點是焊接速度快、深寬比大。

        激光打標是激光在不同物體表面進行高精度標刻的技術，主要是利用高能量密度的激光照射到物體表面，通過光能導致表層物質發生化學物理變化，或灼燒掉部分物質，使物體表面形成凹槽。

        激光打標系統主要有激光器、光束控制系統。

        常見的激光打標機主要分為四種，分別是：紫外打標機、光纖激光打標機、二氧化碳激光打標機和半導體激光打標機。

        光束控制系統主要包括激光振鏡掃描系統和聚焦系統。激光振鏡掃描系統分為X方向掃描系統和Y方向掃描系統，由伺服電機帶動固定其上的激光反射鏡片運動，每個伺服電機分別由計算機發出數字信號控制，從而控制激光的掃描路徑，便能夠在物體表面刻畫出不同的圖案。聚焦系統的作用是將激光束聚焦于一點，主要采用場鏡即f-θ鏡頭，不同的f-θ鏡頭的焦距不同，打標效果和范圍也不一樣。

        激光打標實質也是材料與激光相互作用的過程。這種相互作用的原理主要有“熱加工”和“冷加工”兩種。

        “熱加工”的作用效果和激光焊接過程相似，高功率激光束照射在被加工材料表面，材料表面吸收激光能量，在照射區域內產生熱激發過程，從而使材料表面溫度上升，產生熔融、燒灼、蒸發等現象。

        “冷加工”是具有高負荷能量的紫外光子，能夠打斷材料（特別是有機材料）或周圍介質內的化學鍵，致使材料發生非熱過程破壞，打標過程不會產生熱損傷副作用，因此，對被加工表面的里層和附近區域不產生加熱或熱變形等作用。