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第1章 绪论1

1.1　激光和工业激光器的发展1

1.2　激光加工的特点、类型及应用2

1.2.1　激光加工的特点3

1.2.2　激光加工的类型及应用3

1.3　先进激光加工技术的发展方向4

1.4　激光加工技术术语及符号、单位6

1.4.1　术语6

1.4.2　符号和单位9

第2章　激光材料加工理论10

2.1　激光产生的基本原理10

2.1.1　光子的基本性质10

2.1.2　光子的相干性10

2.1.3　光子简并度11

2.1.4　光的受激辐射11

2.1.5　光的受激辐射放大14

2.1.6　光的自激振荡15

2.1.7　激光模式16

2.2　激光的特性17

2.2.1　激光的方向性17

2.2.2　激光的单色性17

2.2.3　激光的高强度（相干光强）17

2.2.4　激光的相干性18

2.3　激光与材料的相互作用19

2.3.1　材料在激光作用下的过程19

2.3.2　材料的吸收与反射特性20

2.4　材料在激光作用下的热力效应与组织效应23

2.4.1　热力效应23

2.4.2　组织效应24

第3章　激光器系统25

3.1　固体激光器25

3.1.1　固体激光器的基本结构25

3.1.2　用于热加工的固体激光器28

3.2　气体激光器30

3.2.1　高功率CO2激光器30

3.2.2　准分子激光器33

3.2.3　其他气体激光器34

3.3　其他类型激光器35

3.3.1　化学激光器35

3.3.2　高功率CO激光器35

3.3.3　染料激光器35

3.3.4　光纤激光器36

3.3.5　半导体激光器36

第4章　激光去除加工38

4.1　激光打孔38

4.1.1　激光打孔的原理及特点38

4.1.2　激光打孔的分类41

4.1.3　激光打孔的加工系统43

4.1.4　激光打孔工艺46

4.1.5　典型材料的激光打孔52

4.2　激光切割64

4.2.1　激光切割的特点64

4.2.2　激光切割方式65

4.2.3　影响切割质量的因素67

4.2.4　常用工程材料的激光切割76

4.3　激光打标、雕刻80

4.3.1　激光打标80

4.3.2　激光雕刻83

第5章　激光焊接技术85

5.1　概述85

5.2　激光热传导焊接85

5.2.1　激光热传导焊接基本原理85

5.2.2　激光焊接工艺参数与焊接方法85

5.3　激光深熔焊92

5.3.1　深熔焊理论92

5.3.2　深熔焊的主要影响因素92

5.3.3　深熔焊的接头形式与质量94

5.3.4　常用材料的激光焊接94

5.3.5　人造金刚石工具的激光焊接97

5.3.6　激光焊接塑料100

5.4　激光焊接的应用及设备103

5.4.1　激光焊接的应用103

5.4.2　激光焊接设备104

5.5　激光焊接的优缺点106

5.5.1　激光焊接的优缺点106

5.5.2　激光焊接存在的局限性107

第6章　激光表面改性技术108

6.1　激光表面改性的特点与分类108

6.1.1　激光表面改性的特点108

6.1.2　激光表面改性的分类109

6.2　激光相变强化和激光熔凝强化110

6.2.1　激光相变强化110

6.2.2　激光熔凝强化113

6.2.3　激光表面强化中碳及合金元素的影响114

6.2.4　激光表面强化工艺115

6.2.5　激光表面强化实例118

6.3　激光表面熔覆及合金化119

6.3.1　激光表面熔覆120

6.3.2　激光合金化127

6.3.3　激光表面熔覆与合金化的应用129

6.4　激光表面非晶化131

6.4.1　非晶态金属的结构、性质131

6.4.2　激光非晶化特点132

6.4.3　激光非晶化原理133

6.4.4　激光非晶化工艺及影响因素134

6.4.5　激光非晶化的应用135

6.5　激光冲击硬化135

6.5.1　激光冲击硬化的特点136

6.5.2　激光冲击处理的模型136

6.5.3　激光冲击硬化对材料机械性能的影响137

6.5.4　激光冲击处理的发展139

6.6　复合表面改性技术140

6.6.1　两种复合表面改性技术140

6.6.2　两种以上复合表面改性技术141

第7章　激光快速成形技术142

7.1　概述142

7.2　快速成形技术的基本原理及特征142

7.2.1　快速成形技术的原理142

7.2.2　快速成形技术的工艺过程143

7.2.3　快速成形技术的特征143

7.3　快速成形主要的工艺方法144

7.3.1　液态光敏树脂选择性固化144

7.3.2　粉末材料选择性激光烧结146

7.3.3　熔融沉积成形147

7.3.4　薄型材料选择性切割148

7.3.5　固基光敏液相法149

7.3.6　三维打印149

7.3.7　复合成形法150

7.4　快速成形的软件与设备151

7.4.1　激光快速成形前期数据处理151

7.4.2　激光快速成形设备154

7.5　快速成形用材料155

7.5.1　快速成形工艺对材料的要求156

7.5.2　快速成形材料的分类156

7.6　激光烧结快速成形160

7.6.1　激光烧结快速成形机理160

7.6.2　金属粉末的激光烧结快速成形160

7.6.3　激光烧结快速成形工艺因素161

7.7　反求工程与快速成形集成技术168

7.7.1　反求工程168

7.7.2　数据获取方法169

7.7.3　数据处理171

7.7.4　三维重构172

7.8　快速模具制造技术172

7.8.1　快速模具制造技术及其分类173

7.8.2　快速金属模具制造技术177

7.8.3　快速模具制造技术的发展方向184

第8章　其他激光加工技术187

8.1　激光清洗技术187

8.1.1　激光清洗基础187

8.1.2　激光清洗特点和分类189

8.1.3　激光清洗用激光器190

8.1.4　激光清洗的应用191

8.1.5　激光清洗技术的发展192

8.2　激光复合加工技术194

8.2.1　激光辅助车削技术194

8.2.2　激光与步冲复合技术195

8.2.3　激光与水射流复合切割技术195

8.2.4　激光复合焊接技术197

8.2.5　激光与电火花复合加工技术200

8.2.6　激光与机器人复合加工技术201

8.3　激光光存技术202

8.3.1　激光光存技术的发展202

8.3.2　激光光盘使用的激光器203

8.4　激光抛光技术206

8.4.1　激光抛光的特点206

8.4.2　激光抛光的原理207

8.4.3　激光抛光系统的主要构成208

8.4.4　影响激光抛光的工艺因素208

8.4.5　激光抛光技术的发展和应用前景210

第9章　激光精密微细加工213

9.1　准分子激光微细加工213

9.1.1　准分子激光加工的原理及特点213

9.1.2　准分子激光的微细加工214

9.1.3　准分子激光微细加工的应用217

9.2　超短脉冲激光的微细加工220

9.2.1　超短脉冲激光的发展221

9.2.2　飞秒激光器的分类222

9.2.3　飞秒激光加工的原理及特征223

9.2.4　飞秒脉冲激光精细加工的应用226

9.3　激光微型机械加工232

9.3.1　微型机械加工232

9.3.2　准分子激光直写微细加工233

9.3.3　激光LIGA技术234

9.3.4　激光化学加工技术237

9.3.5　微型机电系统的激光辅助操控与装配237

9.4　激光诱导原子加工技术238

9.4.1　原子层外延生长239

9.4.2　原子层刻蚀240

9.4.3　原子层掺杂240

9.5　激光制备纳米材料241

9.5.1　激光制备纳米材料的特点241

9.5.2　激光诱导化学气相沉积法241

9.5.3　激光烧蚀法244

9.6　脉冲激光沉积薄膜技术245

9.6.1　脉冲激光沉积薄膜技术的特点245

9.6.2　脉冲激光沉积薄膜的原理246

9.6.3　PLD沉积薄膜的装置247

9.6.4　PLD沉积工艺248

9.6.5　PLD制备新材料应用248

9.6.6　脉冲激光沉积薄膜技术的发展方向249

9.7　激光-扫描电子探针技术251

9.7.1　激光-扫描电子探针技术的基本原理251

9.7.2　纳米加工的应用252

9.7.3　激光-扫描电子探针技术的发展253

第10章　激光加工中的安全防护及标准10.1　激光的危险性255

10.1.1　光的危害255

10.1.2　非光的危害257

10.2　激光危险性的分类257

10.2.1　分类过程257

10.2.2　分级257

10.3　激光防护258

10.3.1　激光防护的主要技术指标258

10.3.2　激光防护的通用操作规则259

10.4　激光安全标准259

10.4.1　激光安全的国家标准259

10.4.2　激光防护镜标准260