激光是20世紀(jì)以來繼核能、電腦、半導(dǎo)體之后，人類的又一重大發(fā)明，具有亮度高、顏色純、能量大 的特點，被譽為“的刀”、“最準(zhǔn)的尺”、“最亮的光”，廣泛應(yīng)用于打標(biāo)、焊接、切割等領(lǐng)域。
激光器種類繁多，分類標(biāo)準(zhǔn)各異，但以增益介質(zhì)、運轉(zhuǎn)方式、泵浦方式和輸出波長為標(biāo)準(zhǔn)的分類方式 常見。
按照增益介質(zhì)的不同，激光器可分為固體、 氣體、液體激光器等。從這些種類來看，不同激光器性 能特點各異，但是固體類的激光器優(yōu)勢更為顯著。固體激光器的穩(wěn)定性好、功率高、后期維護(hù)成本較低，應(yīng)用場景廣泛。液體激光器激光波長可調(diào)范圍 大，但功率上限低、且高維護(hù)成本限制了其規(guī)模化應(yīng)用；氣體激光器很難實現(xiàn)高功率輸出，應(yīng)用空間 難以持續(xù)擴(kuò)展。固體激光器可分為固態(tài)、光纖、半導(dǎo)體、混合激光器等。通常我們所說的“固體激光器”一般指該類別 中的“固態(tài)激光器”。固體激光器的增益介質(zhì)為激光晶體或摻雜玻璃。它是誕生的激光器類型，自1960 年臺紅寶 石激光器誕生以來，已經(jīng)度過了六十多年的漫長歲月，時至今日技術(shù)已基本趨于成熟。且它的波長覆 蓋范圍廣，從紫外到紅外基本全覆蓋。得益于固體激光器波長選擇范圍廣，且具有窄脈寬、高峰值功率等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于微納加工領(lǐng)域 （加工精度可達(dá)微米、納米級別）。但國內(nèi)固體激光器起步相對較晚，且受制于技術(shù)發(fā)展等因素的影響，規(guī)模化應(yīng)用相對較少，大都用于 環(huán)境、醫(yī)療、軍事等領(lǐng)域的前沿科學(xué)研究。光纖激光器使用摻雜光纖作為增益介質(zhì)，它具備光束質(zhì)量好、輸出功率高、散熱性好、穩(wěn)定性優(yōu)異、 重量體積小、結(jié)構(gòu)簡單易于工業(yè)化生產(chǎn)等諸多優(yōu)勢，是目前大多數(shù)激光應(yīng)用領(lǐng)域的解，主要被用 于宏觀加工領(lǐng)域（一般為毫米級別以上尺度的加工）。光纖激光器的多種優(yōu)勢為其帶來了廣泛的下游應(yīng)用空間，在打標(biāo)、切割、焊接等工業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)得到廣 泛應(yīng)用，目前正在逐步取代其他激光器。汽車工業(yè)中，激光技術(shù)主要用于車身拼焊、焊接和零件焊接。激光拼焊是在車身設(shè)計制造中，根據(jù)車身不同的設(shè)計和性能要求，選擇不同規(guī)格的鋼板，通過激光截 剪和拼裝技術(shù)完成車身某一部位的制造，例如前檔風(fēng)玻璃框架、車門內(nèi)板、車身底板、中立柱等。激 光拼焊具有減少零件和模具數(shù)量、減少點焊數(shù)目、優(yōu)化材料用量、降低零件重量、降低成本和提高尺 寸精度等好處，已經(jīng)被許多大汽車制造商和配件供應(yīng)商所采用。激光焊接主要用于車身框架結(jié)構(gòu)的焊接，例如頂蓋與側(cè)面車身的焊接，傳統(tǒng)焊接方法的電阻點焊已經(jīng) 逐漸被激光焊接所代替。用激光焊接技術(shù)，工件連接之間的接合面寬度可以減少，既降低了板材使用 量也提高了車體的剛度。激光焊接零部件，零件焊接部位幾乎沒有變形，焊接速度快，而且不需要焊后熱處理，激光焊接零部 件已經(jīng)廣泛采用，常見于變速器齒輪、氣門挺桿、車門鉸鏈等。在航天航空設(shè)備的制造中，外殼采用特殊金屬材料制成，強(qiáng)度高、硬度高、耐高溫，普通的切割手段 很難完成材料的加工，激光切割是一種高效的加工手段，可用激光切割加工飛機(jī)蒙皮、蜂窩結(jié)構(gòu)，框 架、翼彬，尾翼避板、直升機(jī)主旋翼、發(fā)動機(jī)機(jī)匣和火焰筒等。由于激光切割具有精密度高、加工速度快、熱影響小、不會產(chǎn)生機(jī)械效應(yīng)等特點，所以在航空發(fā)動機(jī) 制造的眾多方面都有應(yīng)用，從現(xiàn)在航空發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣道到尾氣噴口都有需要應(yīng)用到現(xiàn)在的激光切割技 術(shù)。采用現(xiàn)在的激光切割技術(shù)解決了多項航空發(fā)動機(jī)難加工材料的切割、大型薄壁件群孔高效加工、 零件葉型孔高精度切割、特種表面零件加工等難題，有力的推動了現(xiàn)在航空運載工具，向高性能、輕 型化、長壽命、短周期、低成本等方向發(fā)展，為現(xiàn)在航空工業(yè)的發(fā)展增添了不少的動力。長久以來，飛機(jī)結(jié)構(gòu)件之間的連接一直采用落后的鉚接工藝，主要原因是飛機(jī)結(jié)構(gòu)采用的鋁合金材料 是熱處理強(qiáng)化鋁合金(即高強(qiáng)鋁合金)，一經(jīng)熔焊后，熱處理強(qiáng)化效果就會喪失，而且晶間裂紋難以避 免。而激光焊接技術(shù)的采用，克服了這樣的難題，還大大地簡化了飛機(jī)機(jī)身的制造工藝，使機(jī)身重量 大大減輕、成本大大下降，激光焊接技術(shù)是飛機(jī)制造業(yè)的一次技術(shù)大革命。鈑金行業(yè)是激光加工最重要的應(yīng)用市場之一，加工技術(shù)的轉(zhuǎn)型勢在必得，這為激光切割機(jī)、激光焊接 機(jī)、激光打標(biāo)機(jī)等激光設(shè)備在鈑金行業(yè)的應(yīng)用提供了廣闊空間。絕大多數(shù)的制造行業(yè)里，都會涉及鈑 金加工，比如機(jī)械、電氣、儀表、廚衛(wèi)等。所以，光纖激光器在鈑金行業(yè)扮演者重要的角色。激光切割機(jī)是鈑金加工的一次工藝革命，是目前鈑金加工的常見手段之一，激光切割機(jī)柔性化程度 高，切割速度快，出產(chǎn)效率高，產(chǎn)品出產(chǎn)周期短，為客戶贏得了廣泛的市場，目前市面上中薄板領(lǐng)域 的加工絕大多數(shù)都用上了光纖激光切割機(jī)，效率高與精度高的特點使得其廣受推崇，甚至厚板領(lǐng)域也 取代了部分等離子和火焰的市場。隨著對鈑金焊接的焊接強(qiáng)度和外觀要求越來越高，特別是對于附加值高、對焊接質(zhì)量要求高的零件， 傳統(tǒng)的焊接方法不可避免地會帶來工件因熱量輸入大而變形等問題，需要大量的打磨和成型方法，導(dǎo) 致成本上升。激光焊接具有的能量密度和極低的熱影響區(qū)，不僅顯著提高了焊接效率，而且提高 了質(zhì)量，減少了后處理時間。因此，激光焊接在現(xiàn)代鈑金制造中的應(yīng)用越來越普及。憑借出色的綜合性能，光纖激光器迅速在工業(yè)激光器市場得到了放量，目前已經(jīng)占據(jù)了工業(yè)激光器市 場半壁以上江山。隨著傳統(tǒng)替代和新興應(yīng)用場景的不斷開發(fā)，光纖激光器在的有望進(jìn)一 步提升。
