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國家產學研激光技術中心坐落在北京工業大學,中心主任、北京工業大學博士生導師左鐵釧教授是國家重點學科帶頭人,她同時還創建了一個國際研究基地——中德激光技術中心。<BR><BR> 左鐵釧教授率領這個國家級實驗室完成的國家級科技攻關中,有國家科委攻關項目、國家自然科學基金重點項目、國防科研基金重點項目、國家重點基礎研究發展規劃(973)項目、國家重點技術創新項目等29項;承擔的國有大企業重大技術攻關項目有一汽“紅旗”加長轎車和新一代大“紅旗”轎車車身激光三維制造、上海寶鋼車用鍍鋅鋼板激光大板拼接等,以及國防尖端武器的激光制造等重大工程;在前沿科研領域激光與材料的相互作用、鋁鈦鉭等特種材料的激光可加工性、激光光束參數與加工質量的關系、激光加工新方法新工藝新技術、大功率激光傳輸理論及外圍系統、激光微技術等方面,都取得了一系列重大成果。<BR><BR> 今天,發達國家的激光技術專家和先進制造業的總工來到這里,都驚詫:中國有如此先進的激光實驗室!有光學科研先導之稱的德國,也把一些科研項目拿來進行合作。他們相信:左教授曾在德國從事激光加工技術研究,完成過13項歐共體和德國科研項目,其中,高強鋁合金激光焊接成果處于該領域的國際領先水平,被德國宇航公司采用,德國宇航界稱其為航空制造業中的一大技術革命。<BR><BR> 記者走進激光技術中心,左鐵釧教授反復向記者講述的就是兩句話:激光是新型能源、激光作為先進的制造方式可以無所不能。記者在左教授的這個國家實驗室里深切感受到的是:“我們正步入光子時代。”<BR><BR> 見證激光成為制造能源的歷史進程<BR><BR> 說起激光,人們接觸最廣泛的是光纜通信,視聽光盤。左鐵釧教授也從我們身邊熟悉的新事物講起。激光作為能源正對社會生活產生巨大影響。以往的制造業能源,以火、力、電為主,如乙炔等火焰熱加工,車機等力加工,電火光、電子束等電加工。以激光為制造業能源,則是近些年的創新。激光最大的領域應是在制造業上,激光加工正在成為發達國家的主要制造手段。而這個技術變革進程,左鐵釧教授親身經歷并參與其中。<BR><BR> 國家產學研激光技術中心是1991年底開始創建的,在此之前,左鐵釧教授已在德國布來梅射線技術研究所(BIAS)進行了5年激光加工技術研究負責的課題是輕金屬的激光焊接。奔馳汽車、奧迪汽車、空中客車的代表提出:鋁合金薄板能不能用激光焊接?傳統制造業中,車身、飛機身,都是鉚釘焊接,鋼板只能厚重。如果用激光焊接代替鉚焊,車身、機身自重首先就減輕了20%,并可以采用全鋁薄板。每減輕一公斤自重,就可以提高一公斤載重。激光焊接成了奔馳、奧迪、空中客車制勝的關鍵技術之一。<BR><BR> 左鐵釧在實驗室第一個做出了鋁的預制曲線,實現它在一個器材上得到90%以上的吸收率,這是鋁能夠被激光焊接的最重要前提。鋁合金激光焊接的最突出成果,是應用在世界最大的民航客機空中客車380上,空客380之所以能擁有最大的載客量500人,戰勝了美國波音400人的載客量,關鍵之一在于機身輕——激光焊接的鋁材輕。<BR><BR> 實驗證明激光制造可以無所不能<BR><BR> 在國家經貿委、中國科學院和教育部的共同投資下,國家產學研激光技術中心1994年落成,左鐵釧教授在這個中心主持的“大功率激光三維制造技術”、“大功率激光光束光斑質量診斷技術研究”等,達到了國際先進水平。她最關心的,是國家先進的制造業:“制造業應用光制造技術是先進的。”<BR><BR> 左教授肯定地說。她又舉了汽車的例子。用激光加工,汽車的汽缸就可用鋁合金閥座,大大延長了使用壽命,寶馬公司花120萬歐元買走了這項技術。再看車身,我國大部分汽車制造廠仍用人工或機械手焊接鋼板,車身比激光焊接至少增加56公斤;國產汽車的電阻也大都是點焊方式,精確度和密封效果自然不如進口車。而德國汽車業70%的工位都是激光直焊了。左鐵釧教授還告訴記者,進入21世紀,國際機床博覽會上出現的先導產品,是激光加工機床,它不再傳輸力,而是傳遞光,通過光塑造機件。這預示著:光子時代到來了。<BR><BR> 準分子激光器研制出第二代生物芯片<BR><BR> 左鐵釧教授主持的國家產學研激光技術中心,目前開展三大部分的研究,分別是激光制造、激光微技術和能量光電子,擁有準分子激光器、5軸聯動大功率激光切割加工系統等國際前沿水準的先進設備。左教授從1996年開始籌建國際間的研究基地——“中德激光技術中心”,2001年該項目獲得中德政府部門的批準——該中心坐落在北京工業大學,建筑面積5000平方米,包括一座800平方米的實驗展示大廳,裝備價值3000多萬元的國際先進水平的激光加工設備。<BR><BR> 左鐵釧教授目前正在研制的第二代微流控生物芯片,非常引人注目。微流控生物芯片采用光纖激光、飛秒激光等技術,在國家產學研激光技術中心的準分子激光器上已研制出芯片核心。這種激光生物芯片猶如一個生物工廠,如果應用于奧運會的檢測,無論是血液中所含興奮劑,還是有沒有病毒侵犯,都能在飛秒之間顯示出來,因為核酸是在激光通道中穿過。其實,這種技術的應用領域很廣泛,食品檢測、海關檢查、醫療實驗等,都極有意義。<BR><BR> 激光<BR><BR> 某些物質原子中的粒子受光或電的激發,由低能級的原子躍遷為高能原子,當高級原子的數目大于低能原子的數目,并由高能級躍遷回低能級時,就放射出相位、頻率、方向等完全相同的光,這種光叫激光。激光顏色很純,能量高度集中,廣泛應用于工業、軍事、醫療、探測、通訊等領域。激光的原理應是愛因斯坦在1905年的論文中就提出來了,直到1954年美國哥倫比亞大學的科學家發明了激光的前身微波激射器,激光隨之被廣泛研究、應用。
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