Mirando hacia atrás y mirando hacia el futuro con las máquinas de marcado láser

La palabra "láser" es la traducción libre de "LASER". LASER era originalmente un término técnico compuesto por el prefijo "Amplificación de luz por emisión estimulada de radiación". En mi país, se ha traducido como "Leseer", "Láser de luz", "Amplificador de radiación estimulada por luz", etc. En 1964, el académico Qian Xuesen propuso el nombre "láser", que no solo reflejaba la connotación científica de "radiación estimulada", sino que también demostraba que era una nueva fuente de luz muy potente. Era apropiado, expresivo y conciso, y fue reconocido unánimemente por la comunidad científica china. Reconózcalo y utilícelo.
Desde que en 1961 se anunció el desarrollo exitoso del primer láser de China, con los esfuerzos conjuntos de las unidades de investigación, enseñanza, producción y usuarios de láser de todo el país, mi país ha formado un campo de tecnología láser con una gama completa de categorías, niveles avanzados y amplias aplicaciones, y ha logrado logros gratificantes en la industrialización. El progreso ha hecho contribuciones positivas a la ciencia y la tecnología de mi país, a la economía nacional y a la construcción de la defensa nacional, y también ha ganado un lugar en el mundo.
En 1957, Wang Daheng y otros establecieron el primer instituto de investigación óptica profesional de mi país en Changchun, el Instituto de Instrumentos Ópticos de Precisión y Mecánica de la Academia China de Ciencias (Changchun) (conocido como el "Instituto de Óptica y Mecánica"). Bajo el liderazgo de la generación anterior de expertos, un grupo de jóvenes trabajadores científicos y tecnológicos ha crecido rápidamente, y Deng Ximing es un representante destacado entre ellos. Ya en 1958, poco después de la publicación del famoso artículo sobre el principio del láser por los físicos estadounidenses Shaw Low y Townes, abogó activamente por la investigación de esta nueva tecnología, reunió a un equipo de investigación innovador de jóvenes y de mediana edad en un corto período de tiempo y propuso una gran cantidad de ideas y planes experimentales para mejorar el brillo, el color unitario y la coherencia de las fuentes de luz. En 1960, salió el primer láser del mundo. En el verano de 1961, bajo el liderazgo de Wang Zhijiang, se desarrolló con éxito el primer láser de rubí de mi país. En tan solo unos años, la tecnología láser se ha desarrollado rápidamente y ha producido varios resultados avanzados. Se han desarrollado con éxito varios tipos de láseres sólidos, de gas, semiconductores y químicos. En términos de investigación básica y tecnologías clave, se han propuesto y logrado implementar una serie de nuevos conceptos, nuevos métodos y nuevas tecnologías (como la mutación Q de cavidad y la conmutación Q de espejo giratorio, la amplificación de ondas viajeras, la utilización de iones de la serie del renio, la radiación de oscilación de electrones libres, etc.), muchos de los cuales son originales.
Al mismo tiempo, como una nueva fuente de luz con excelentes características como alto brillo, alta directividad y alta calidad, el láser se ha utilizado rápidamente en varios campos técnicos, mostrando una fuerte vitalidad y competitividad. En términos de comunicaciones, en septiembre de 1964, se utilizó un láser para transmitir imágenes de televisión, y en noviembre de 1964, se realizó una llamada de 3 a 30 kilómetros. En términos de industria, en mayo de 1965, la máquina de perforación láser se utilizó con éxito en la producción de orificios para troqueles de dibujo y logró importantes beneficios económicos. En medicina, se realizaron experimentos clínicos y animales en el soldador de retina láser en junio de 1965. En términos de defensa nacional, la empresa desarrolló con éxito un telémetro de reflexión difusa láser (precisión de 10 metros / 10 kilómetros) en diciembre de 1965, y un velocímetro Doppler láser de pulso controlado a distancia en abril de 1966.
Se puede decir que en la etapa inicial, la tecnología láser de mi país se desarrolló rápidamente. Tanto la cantidad como la calidad estaban cerca del nivel internacional de ese momento. Es raro en la historia del desarrollo de la ciencia y la tecnología modernas en mi país que la tecnología innovadora pueda alcanzar tan rápidamente los rangos avanzados del mundo. El logro de estos logros, especialmente la transformación fluida de los supuestos físicos y las soluciones técnicas en dispositivos láser reales, se debe principalmente a las capacidades integrales y la base sólida acumulada por el Instituto de Óptica y Mecánica a lo largo de los años en óptica técnica, maquinaria de precisión y tecnología electrónica. Es difícil que el desarrollo de una nueva tecnología forme un clima sin el apoyo técnico suficiente.
El negocio de la tecnología láser ha recibido gran atención de los departamentos de dirección y gestión científica desde el principio. En aquel momento, Zhang Jinfu, vicepresidente de la Academia de Ciencias de China, propuso la idea de establecer un instituto de investigación láser profesional, que fue rápidamente aprobada por la Comisión Estatal de Ciencia y Tecnología y la Comisión Estatal de Planificación. El viceprimer ministro Nie Rongzhen, que está a cargo de la ciencia y la tecnología, también dio instrucciones especiales: el instituto de investigación debe construirse en Shanghai. Shanghai tiene una buena base industrial, que es propicia para el desarrollo de esta nueva tecnología.
El sistema láser de vidrio de neodimio de alta energía "6403" se lanzó en 1964, el sistema láser de alta potencia y la investigación de fusión nuclear comenzaron en 1965, y el desarrollo de 15 tipos de máquinas láser militares y otros proyectos clave formulados en 1966, debido a la integralidad de la tecnología y el alto nivel de dificultad han impulsado y promovido efectivamente el desarrollo de todos los aspectos de la tecnología láser en China. Aunque la industria de tecnología láser de mi país también sufrió la catástrofe de 10- años de la "Revolución Cultural", aún sobrevivió con dificultades y logró un progreso valioso con el apoyo de proyectos clave.
1. El sistema láser de vidrio de neodimio de alta energía "6403" se lanzó en 1964. Finalmente se determinó que el efecto térmico era un obstáculo técnico fundamental y se suspendió en 1976. La contribución histórica de este proyecto al desarrollo de la tecnología láser de alta energía no puede ignorarse. Ha elevado el nivel de la tecnología láser en nuestro país. Los principales resultados son los siguientes:
(1) Se ha construido un sistema láser de amplificación de oscilación de gran diámetro (120 mm) con escala de ingeniería, con una energía de salida máxima de 320,000 julios; después de mejorar la calidad del haz, puede alcanzar 30,000 julios.
(2) Se logró la integración de la tecnología del sistema, se llevaron a cabo con éxito experimentos de tiro al blanco y se penetró un objetivo de aluminio de 80 mm a una distancia de 10 metros en interiores y un rastrillo de aluminio de 0,2 mm a una distancia de 2 kilómetros en exteriores, y se estudiaron sistemáticamente los efectos biológicos y los efectos de la radiación láser fuerte. Mecanismo de daño material.
(3) Por primera vez, se reveló el fenómeno y el mecanismo del daño óptico causado por la luz fuerte al propio sistema láser.
(4) Por primera vez, comprendimos profundamente la importancia y la connotación física de la calidad del haz láser y adoptamos una serie de tecnologías innovadoras para mejorar la calidad del haz, como láseres de cavidad inestable de nivel 10,000-joule, láseres de lámina y amplificación de escaneo de oscilación. Sistema láser, diagnóstico de calidad del haz de cuña, etc.
(5) Se han logrado mejoras revolucionarias en los componentes láser y las tecnologías de apoyo, como el proceso de fundición de vidrio de neodimio de baja absorción y alta uniformidad, xenón pulsado de alta energía, película dieléctrica de alta resistencia, procesamiento de precisión óptica de gran diámetro (1,2 metros), etc.
(6) Cultivó y creó un grupo de equipos de soporte técnico.
1. Sistema láser de alta potencia e investigación de fusión nuclear En 1964, Wang Ganchang propuso de forma independiente la iniciativa de fusión láser y el proyecto se estableció en 1965 para iniciar la investigación. Después de varios años de arduo trabajo, se construyó un dispositivo láser de nivel de nanosegundos con una potencia de salida de 10 (superíndice 10) vatios, y en mayo de 1973, disparó neutrones en un objetivo de deuterio sólido de baja temperatura, un objetivo de litio deuterado de temperatura normal y un polietileno deuterado por primera vez. En 1974, se desarrolló con éxito el primer amplificador de chip de múltiples pasos de mi país, que aumentó la potencia de salida del láser en 10 veces y aumentó la salida de neutrones en un orden de magnitud. Después de que se descifrara el principio de compresión centrípeta internacional, se siguió activamente y se desarrolló en un sistema láser de seis haces en 1976. Irradió el objetivo de bulbo de vidrio inflable y logró una compresión de volumen de casi cien veces. Esta serie de avances ha llevado la investigación sobre fusión láser de mi país a los puestos más avanzados del mundo y ha sentado las bases para un desarrollo sostenible a largo plazo en el futuro.
2. Investigación sobre láser militar En diciembre de 1966, la Comisión Nacional de Ciencia y Tecnología de Defensa organizó una reunión de planificación de láser militar, a la que asistieron más de 130 personas de 48 unidades. La reunión formuló un plan de desarrollo que incluía 15 tipos de máquinas láser completas y 9 tipos de tecnologías de apoyo. Aunque no ha sido aprobado oficialmente ni puesto en vigor, ha desempeñado un papel útil en su promoción. En los años siguientes surgieron varios resultados importantes en este campo. Por ejemplo:
(1) La prueba inicial de la tecnología de medición de distancia por láser en el campo de tiro fue exitosa: utilizando un láser YAG Q-switched con una frecuencia de repetición de 20 Hz, la precisión de medición es mejor que 2 metros, y la distancia de medición más larga es de 660 kilómetros. Cuando se agrega al teodolito, puede lograr una sola medición de objetivos en vuelo. Manténgase en la pista. Este logro crea las condiciones necesarias para completar la medición de la trayectoria de la sección de reentrada de misiles intercontinentales en el futuro.
(2) Medición de distancias por láser de rubí: los satélites experimentales estadounidenses Expl-27, 29 y 36 han sido medidos con éxito. La distancia máxima medible es de 2.300 kilómetros, con una precisión de unos 2 metros. Este es el resultado de la primera generación de satélites artificiales, que sienta las bases para futuros satélites artificiales que midan distancias más largas y con mayor precisión.
(3) El lidar rubí y el lidar infrarrojo aerotransportado permiten por primera vez el seguimiento y la medición de distancias de aeronaves tierra-aire y aire-aire.
(4) Instrumento de reconocimiento aéreo por láser: se combinan un telémetro láser y una cámara aérea para realizar reconocimientos aéreos del terreno en una aeronave para completar el reconocimiento y mapeo de terrenos complejos, como áreas remotas. La tasa de repetición es de 6 veces/min y la precisión de medición es de 1 metro.
(5) Telémetro láser de cañón terrestre: Puede completar de forma independiente funciones como observación, medición de distancia, medición de ángulos (dirección y ángulo de altura) y orientación de la aguja magnética. El rango de medición es de 300-10,000 metros y la precisión es de 5 metros. En términos de aplicaciones láser, la comunicación láser Nd: YAG (3-12 canales), la comunicación láser He-Ne, la comunicación láser semiconductor de uno o tres canales han tenido éxito en las pruebas de comunicación; el bisturí láser Nd: YAG, el bisturí láser de CO2, la iridotomía láser y otros equipos médicos también se han puesto en uso; la holografía láser, la aplicación de la holografía láser en la fotoelasticidad planar, la holografía dinámica láser de pulso y el espectrofotómetro Raman se han convertido en nuevos medios de la ciencia de la metrología; la máquina de corte láser CNC, los colimadores láser, la separación láser de isótopos de azufre, los láseres líquidos para la investigación agrícola, las pantallas de navegación de pantalla grande y otros logros también se han aplicado en la industria y la agricultura. En la Conferencia Científica Nacional celebrada en marzo de 1978, se premiaron casi 80 proyectos láser, incluidos unos 70 productos civiles y unos 10 productos militares, lo que reflejaba de forma exhaustiva los logros del desarrollo de la tecnología láser de mi país durante este período.