激光在其他领域的作用(激光应用于哪些方面)

激光应用于哪些方面

光电技术的领域十分宽广，主要是成像和光源。其中成像技术有CRT、像管、像增强器、CCD、CMOS、3D成像、全息成像、液晶、等离子、PHP。

光源技术有红外、紫外、可见光、激光。由光的作用产生的电叫光电。以光电子学为基础，综合利用光学、精密机械、电子学和计算机技术解决各种工程应用课题的技术学科。

信息载体正在由电磁波段扩展到光波段，从而使光电科学与光机电一体化技术集中在光信息获取、传输、处理、记录、存储、显示和传感等的光电信息产业上。光电领域的主要应用集中在精密检测与光学成像方面。以光子计算机为理想代表的光波应用是光电最吸引人的地方，但是要达到这一目标，还需时日。光电涉及的范围：光电行业在近代发展的很快涉及面也逐渐扩散，在光通讯、激光、光电显示、光学、太阳能光伏、电子工程、物流网等领域发展的比较明显；逐渐融入更广的空间。

激光有哪些应用领域

制造芯片及电子产品需要激光二极管

激光应用于哪些方面的研究

医学：利用紫外线杀毒，拍摄x光片，检查病人的受伤情况。

农业：植物的光合作用，探究各种植物对不同光的感光特性，研究哪一种光适合植物的光合作用。

军事：制造激光武器，穿透能力极强。红外线遥感技术，可以追踪。

科技：一般的光无法照到很远的地方。测量天体之间的距离时，可以用激光。激光可以射到月球。

生活：制造太阳能电池，硅光电池，解决能源危机。制造纳米材料，等高科技材料。

激光在各个领域的用处

激光雕刻加工是激光系统最常用的应用。根据激光束与材料相互作用的机理，大体可将激光加工分为激光热加工和光化学反应加工两类。

激光热加工是指利用激光束投射到材料表面产生的热效应来完成加工过程，包括激光焊接、激光雕刻切割、表面改性、激光镭射打标、激光钻孔和微加工等；光化学反应加工是指激光束照射到物体，借助高密度激光高能光子引发或控制光化学反应的加工过程。包括光化学沉积、立体光刻、激光雕刻刻蚀等。激光加工是利用光的能量经过透镜聚焦后在焦点上达到很高的能量密度，靠光热效应来加工的。激光加工不需要工具、加工速度快、表面变形小，可加工各种材料。

用激光束对材料进行各种加工，如打孔、切割、划片、焊接、热处理等。

某些具有亚稳态能级的物质，在外来光子的激发下会吸收光能，使处于高能级原子的数目大于低能级原子的数目——粒子数反转，若有一束光照射，光子的能量等于这两个能相对应的差，这时就会产生受激辐射，输出大量的光能。

激光技术可以应用在哪些方面

（1）亮度高由于激光的发射能力强和能量的高度集中，所以亮度很高，它比普通光源高亿万倍，比太阳表面的亮度高几百亿倍。

亮度是衡量一个光源质量的重要指标，若将中等强度的激光束经过会聚，可在焦点出产生几千到几万度的高温。

（2）方向性好激光发射后发散角非常小，激光射出20公里，光斑直径只有20——30厘米，激光射到38万公里的月球上，其光斑直径还不到2公里。

（3）单色性好光的颜色由光的不同波长决定，不同的颜色，是不同波长的光作用于人的视觉的不同而反映出来。

激光的波长基本一致，谱线宽度很窄，颜色很纯，单色性很好。由于这个特性，激光在通信技术中应用很广。

（4）相干性好相干性是所有波的共性，但由于各种光波的品质不同，导致它们的相干性也有高低之分。

普通光是自发辐射光，不会产生干涉现象。激光不同于普通光源，它是受激辐射光，具有极强的相干性，所以称为相干光。

激光的应用领域和用途

激光切割机应用领域：可切割多种金属板材、管材、主要适用于不锈钢、碳钢、锰钢、铜板、铝板、镀锌板、各种合金板、稀有金属等材质的快速切割。

激光在哪些领域有广泛的应用?

激光的应用，按照激光探头是否与激光作用的物质接触，分为接触式和非接触式两种工作模式。激光应用的领域，主要有工业、医疗、商业、科研、信息和军事六个领域。

工业应用中，主要有材料加工和测量控制；医疗应用，有治疗和诊断；商业应用。有利于促进国家经济发展，给社会带来更多的资源优势。

激光都有哪些方面的应用

激光熔覆是用激光新技术修复旧设备，是再制造、再利用工程。此项新技术是以陈旧老化设备为对象，进行二次加工，恢复和提高设备利用率，从而达到再次创造价值、节约资源、保护环境、实现可持续发展的一门新技术工程，主要应用于电力、冶金、钢铁、机械工业等领域。

与堆焊、喷涂、电镀和气相沉积相比，激光熔覆具有稀释度小、组织致密、涂层与基体结合好、适合熔覆材料多、粒度及含量变化大等特点，因此激光熔覆技术应用前景十分广阔。

激光都有哪些方面的应用?

三维激光扫描技术又称为实景复制技术，利用激光测距原理，通过高速激光扫描测量方法，大面积、高分辨率地获取被测对象表面的高精度三维坐标数据以及大量空间点位信息，可以快速建立高精度(精度可达毫米级)、高分辨率的物体真实三维模型以及数字地形模型。是测绘领域继GPS技术之后的又一次技术革命。

三维激光扫描系统通过扫描目标物体，可获得海量的高精度空间三维点云数据，单点精度可达到毫米级，并且可具有真实色彩信息。获取的点云模型能充分体现出目标物体的三维特征信息。根据不同的需求，通过对点云数据的分析、处理，可以获得满足不同需求的丰富数据，从而在不同领域发挥不可比拟的重要作用。

相较于传统二维平面图纸的抽象表示，三维激光扫描技术，可以直观反映真实世界的本来面目，应用领域非常广泛，主要有文物古迹保护、建筑、规划、土木工程、工厂改造、室内设计、建筑监测、交通事故分析、法律证据收集、灾害评估、船舶设计、数字城市、军事等。

三维激光扫描系统根据其搭载的不同的平台分为：

（1） 固定式激光扫描系统。也称地面三维激光扫描仪，使用时在地面不同方位设置测站进行扫描。

（2） 车载激光扫描系统。以汽车作为平台，在连续移动过程中连续快速扫描。

（3） 机载激光扫描系统。以无人机或有人机作为平台，在空中对地面进行连续快速扫描。

（4） 手持型激光扫描系统。属于便携式激光扫描仪，使用简单、快捷、轻便。

（5） 背包式激光扫描系统。采用人工背包式背负作业，能适应复杂路线及环境。

应用领域：

一、古建文物保护领域

根据扫描获取的点云数据，生成古建正射影像。

根据正射影像可绘制古建平面、立面及剖面图等传统施工图纸。

根据三维点云模型可辅助建模，细节更加丰富，模型更加真实准确，方便后续对古建的修复、维护及展示等工作。

二、工程领域

1. 地形测量

三维激光扫描技术在测绘领域，其最基本的应用之一就是地形图绘制。基于扫描的精细点云可直接生成三维地形模型，自动提取等高线，同时可获取三维及二维数据资料。与传统测绘手段相比，三维激光扫描具有：效率高、细节丰富、成果形式多样。一次测量，地物、地形同时获得。

3D数字高程

三维地表模型

2. 规划、设计

项目规划设计阶段，首要工作是获得项目及周边的环境信息，环境信息越充分，规划设计工作越得心应手。采用三维激光扫描技术对项目目标环境进行扫描，取得的高精度三维模型，不仅直观、真实，而且包含有项目目标的全部空间信息，对规划设计工作可以起到事半功倍的效果。

在取得的三维空间信息的基础上，可以进一步进行日照分析、管道分析等。

3. 老旧建筑的维护、修复、测量

对于老旧建筑，采用三维扫描技术可以逆向绘制CAD图纸，辅助进行设计、施工、测量等工作。

三维激光扫描点云模型可以获得现状建筑的全面数据。根据点云模型返画CAD图可获得高精度的设计图纸。

4. 工程测量

由于具有高精度、扫描数据全面的特点，三维激光扫描技术可代替传统的工程测量，并在某些方面解决传统手段解决不了的难题，发挥独特的作用。

(1) 监理测量

三维激光扫描是真实场景的复制，资料具有客观可靠性，为监理隐蔽工程、重点部位工程质量提供有效依据，为避免日后的纠纷提供了客观依据。

(2) 竣工测量

竣工测量要求对实际施工完成的建筑物进行测量，基于对实景扫描及高精度的特点，三维激光扫描技术在对异形建筑测量等方面，可以发挥独特的优势。

(3) 隧道测量

通过三维激光扫描仪进行测量，获取隧道表面海量数据点，可生成真实隧道模型，无论是超欠挖分析还是收敛变形分析，结果都更加精准。

数据全面，海量点云，还原隧道真实形态，细节也清晰可辨，数据可随意查看。

结果精准，可达毫米级的测量精度，准确反映隧道变化情况。

收敛变形分析。基于多期数据，可进行隧道收敛变形分析。

超欠挖分析。通过点云模型与设计模型进行对比，可自动生成超欠挖报告，得到各段超欠挖体积分析，同时也可在任意断面处查看形态对比。

5. 变形监测

由于三维激光扫描技术具有高精度的特点，在一定的条件控制下，精度可达到1毫米以内，三维激光扫描技术可以用来对变形进行监测。主要应用在建筑物变形监测、基坑变形监测、桥梁变形监测、隧道变形监测以及地表形变监测等方面。

建筑物变形监测

基坑变形监测

桥梁变形监测

6. 土方和体积测量

采用三维激光扫描仪对现场地形地貌进行扫描，获得现场高精度三维地形数据，对相关数据进行处理后可以计算出土方工程量或其它相关体积。

根据项目情况，采用地面三维激光扫描仪在不同站点进行扫描。

扫描后，现场原始地貌被真实、直观、精确记录。

根据需要可以处理出地形图、等高线、三维模型等各种数据成果。

现场标高点位数据可现场进行复核。

测量成果可进行存档，土方体积计算可采用方格网等方式进行复核，方便后续审计、结算。

7. 三维扫描+BIM应用

三维激光扫描与BIM均以三维模型为中心，两者存在天然的相关性。三维激光扫描是BIM应用中最基础的一个重要环节，对现场三维实际进行采集后与BIM进行结合，才能发挥BIM技术的应用价值。

(1) 三维扫描协助BIM进行逆向建模

通过三维激光扫描取得真实、精确点云模型。

采用相关软件辅助建立BIM模型。

在没有目标图纸资料的情况下，采用三维激光扫描建立BIM模型是最高效的手段。建筑建成后，即使有原始图纸资料，采用三维激光扫描建立的BIM模型更符合实际修建完成的建筑，方便后期的运营管理。

(2) 辅助装饰装修等二次设计

扫描取得的点云模型提供直观及全面的原始室内原始设计数据。

在真实模型基础上进行的装修设计更加完善、减少变更及返工。

在真实模型基础上进行幕墙设计可以提高设计精度和施工质量。

(3) 施工检测及验收

BIM模型可以指导施工，三维扫描模型可以描述真实情况，将两者进行对比，不仅可以发现施工偏差，还可以检测施工质量。

实际施工模型与设计BIM模型对比，可以检查施工偏差情况。

施工偏差及施工质量分析数据一目了然。

8. 工程存档及展示

在工程建设当中，有很多工程存档及项目展示的需要，采用三维激光扫描技术可以全面对工程进行存档，全方位对工程进行展示，满足工程后期结算、索赔，以及对样板工程进行展示的需要。

9. 钢结构检测

采用三维扫描技术将复杂零部件的三维尺寸精确进行扫描，并将得到的点云与设计模型做精确地三维偏差分析，从而分析出零部件与设计模型的偏差，检测制作质量。

无接触式自动测量，高效快捷。

海量三维真彩色点云数据，即便是复杂异形钢构件也可全面测量记录。

毫米级测量精度，保证检测结果准确，采用色谱图反映实际制造成果与设计模型间偏差，显示更加全面直观。

10. 公路改扩建测量

在公路改扩建工程中，对已有旧路占地边线、路基、路面、桥涵的测量和现状描述对设计过程中的参考与决策尤为重要。采用车载激光扫描测量系统，每秒百万点的测量速率，40-60公里每小时的行驶速度，可快速获得路面点坐标信息及道路两侧地形情况。数据获取的质量和有效性高于传统的人工采集。

通过先进算法进行点云解算，点云精度可达5cm，满足公路改扩建测量精度要求。

成果丰富。海量点云可提取车道线，生成公路横断面、地形图等成果。

三、电力管理领域

对已建成的电力网络，需要有效地对其进行巡线管理，以确保电力的安全输送。

多平台激光雷达系统具有快速获取高精度激光点云和高分辨率数码影像的优点，可以获得输电线路相关距离测量的数据，适用于对新建线路的走向选择设计、对已建线路的危险点巡线检查、线路资产管理以及各种专业分析。

以高精度、高分辨率正射影像和激光点云数据为基础，结合架空送电线路设计业务需求，实现线路路径优化设计、杆塔优化设计的一体化全流程应用。基于剖面进行塔位优化，根据塔位坐标数据、塔基断面数据对线路各种指标进行统计分析。

利用无人机激光雷达系统获取的高精度点云可以检测建筑物、植被、交叉跨越等对线路的距离是否符合运行规范,线间距是否满足安全运行的要求；同时相机获取的高清晰度的影像，可以让巡检人员在室内进行线路设施设备和通道异常的判别。根据分类得到的电力线、植被和地面等分类的点云，可以计算出靠近电力线的植被并标记出来，可以起到预警的效果。

通过采集的高精度激光点云和高分辨率数码影像数据，处理成DOM、DEM，结合分类后的点云，可以实现电力线路三维建模，恢复线路走廊地形地貌、地表附着物(树木、建筑等)、线路杆塔三维位置和模型等，辅以线路设施设备参数录入，可实现线路资产管理。

四、影视制作领域

在影视拍摄中，一些特殊的场景和道具无法进行实拍，或者在一些大型动画的制作中，采用三维激光扫描技术对场景或道具进行扫描、建模，然后利用计算机进行后期制作，在大大减少人力投入的同时，效果也更显逼真。

五、结语

三维激光扫描技术的应用远不仅限于以上场景，由于与真实三维世界高度契合，符合大数据时代的技术发展趋势，三维激光扫描技术应用必定在相关领域中快速发展、大展身手，让我们拭目以待......