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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3

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8

1.4.1 术语8

1.4.2 符号和单位12

第2章 激光材料加工理论14

2.1 激光产生的基本原理14

2.1.1 光子的基本性质14

2.1.2 光子的相干性15

2.1.3 光子简并度15

2.1.4 光的受激辐射15

2.1.5 光的受激辐射放大18

2.1.6 光的自激振荡19

2.1.7 激光模式20

2.2 激光的特性21

2.2.1 激光的方向性21

2.2.2 激光的单色性21

2.2.3 激光的高强度（相干光强）21

2.2.4 激光的相干性22

2.3 激光与材料的相互作用23

2.3.1 材料在激光作用下的过程23

2.3.2 材料的吸收与反射特性24

2.4 材料在激光作用下的热力效应与组织效应26

2.4.1 热力效应26

2.4.2 组织效应27

第3章 激光器系统29

3.1 固体激光器29

3.1.1 固体激光加工系统29

3.1.2 用于热加工固体激光器31

3.2 气体激光器33

3.2.1 高功率CO2激光器34

3.2.2 准分子激光器36

3.2.3 其他气体激光器37

3.3 其他类型激光器38

3.3.1 化学激光器38

3.3.2 高功率CO激光器38

3.3.3 染料激光器39

3.3.4 光纤激光器39

3.3.5 半导体激光器39

第4章 激光去除加工41

4.1 激光打孔41

4.1.1 激光打孔的原理及特点41

4.1.2 激光打孔的分类44

4.1.3 激光打孔的加工系统46

4.1.4 激光打孔工艺49

4.1.5 典型材料的激光打孔55

4.2 激光切割67

4.2.1 激光切割的特点67

4.2.2 激光切割的方式68

4.2.3 影响切割质量的因素70

4.2.4 常用工程材料的激光切割77

4.3 激光打标、雕刻81

4.3.1 激光打标81

4.3.2 激光雕刻84

第5章 激光焊接技术86

5.1 概述86

5.2 激光热传导焊接86

5.2.1 激光热传导焊接基本原理86

5.2.2 激光焊接工艺参数与焊接方法87

5.3 激光深熔焊93

5.3.1 深熔焊理论93

5.3.2 深熔焊的主要影响因素94

5.3.3 深熔焊的接头形式与质量95

5.3.4 常用材料的激光焊接96

5.3.5 人造金刚石工具的激光焊接98

5.3.6 塑料的激光焊接101

5.4 激光焊接的应用及设备104

5.4.1 激光焊接的应用104

5.4.2 激光焊接设备105

5.5 激光焊接的优点和局限性106

5.5.1 激光焊接的优点106

5.5.2 激光焊接的局限性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111

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120

6.3.1 激光表面熔覆120

6.3.2 激光合金化126

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130

6.4.1 非晶态金属的结构与性质131

6.4.2 激光非晶化的特点132

6.4.3 激光非晶化的原理132

6.4.4 激光非晶化工艺及影响因素133

6.4.5 激光非晶化的应用134

6.5 激光冲击硬化135

6.5.1 激光冲击硬化的特点135

6.5.2 激光冲击处理的模型135

6.5.3 激光冲击硬化对材料力学性能的影响136

6.5.4 激光冲击处理的发展138

6.6 复合表面改性技术139

6.6.1 两种复合表面改性技术139

6.6.2 两种以上复合表面改性技术140

第7章 激光3D打印技术（激光快速成形技术）142

7.1 概述142

7.2 3D打印（快速成形）技术的基本原理及特征143

7.2.1 3D打印（快速成形）技术的原理143

7.2.2 3D打印（快速成形）技术的工艺过程144

7.2.3 3D打印（快速成形）技术的特征144

7.3 3D打印（快速成形）主要的工艺方法145

7.3.1 液态光敏树脂选择性固化145

7.3.2 粉末材料选择性激光烧结147

7.3.3 熔融沉积成形149

7.3.4 薄型材料选择性切割149

7.3.5 固基光敏液相法150

7.3.6 三维打印151

7.3.7 复合成形法152

7.4 3D打印（快速成形）的软件与设备153

7.4.1 激光3D打印（快速成形）前期数据处理153

7.4.2 激光3D打印（快速成形）设备156

7.5 3D打印（快速成形）用材料157

7.5.1 3D打印（快速成形）工艺对材料的要求157

7.5.2 3D打印（快速成形）材料的分类158

7.6 激光烧结3D打印（快速成形）162

7.6.1 激光烧结3D打印（快速成形）机理162

7.6.2 金属粉末的激光烧结3D打印（快速成形）162

7.6.3 激光烧结3D打印（快速成形）工艺因素164

7.7 反求工程与3D打印（快速成形）集成技术170

7.7.1 反求工程170

7.7.2 数据获取方法171

7.7.3 数据处理173

7.7.4 三维重构174

7.8 快速模具制造技术174

7.8.1 快速模具制造技术及其分类174

7.8.2 快速金属模具制造技术178

7.8.3 快速模具制造技术的发展方向185

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 激光光存技术194

8.2.1 激光光存技术的发展194

8.2.2 激光光盘使用的激光器194

8.2.3 激光光盘的读／写工作原理195

8.3 激光抛光技术197

8.3.1 激光抛光的特点197

8.3.2 激光抛光的原理198

8.3.3 激光抛光系统的主要构成199

8.3.4 影响激光抛光的工艺因素199

8.3.5 激光抛光技术的发展和应用前景201

8.4 激光复合加工技术202

8.4.1 激光辅助车削技术202

8.4.2 激光辅助电镀技术203

8.4.3 激光与步冲复合技术204

8.4.4 激光与水射流复合切割技术204

8.4.5 激光复合焊接技术205

8.4.6 激光与电火花复合加工技术208

8.4.7 激光与机器人复合加工技术210

第9章 激光微细加工212

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220

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222

9.2.4 飞秒脉冲激光的精细加工应用226

9.3 激光微型机械加工231

9.3.1 微型机械加工231

9.3.2 准分子激光直写微细加工232

9.3.3 激光LIGA技术233

9.3.4 激光化学加工技术236

9.3.5 微型机电系统的激光辅助操控与装配236

9.4 激光诱导原子加工技术237

9.4.1 原子层外延生长237

9.4.2 原子层刻蚀238

9.4.3 原子层掺杂239

9.5 激光制备纳米材料239

9.5.1 激光制备纳米材料的特点239

9.5.2 激光诱导化学气相沉积法239

9.5.3 激光烧蚀法242

9.6 脉冲激光沉积薄膜技术243

9.6.1 脉冲激光沉积薄膜技术的特点243

9.6.2 脉冲激光沉积薄膜的原理244

9.6.3 PLD沉积薄膜的装置246

9.6.4 PLD沉积工艺246

9.6.5 PLD制备新材料应用247

9.6.6 脉冲激光沉积薄膜技术的发展方向248

9.7 激光-扫描电子探针技术249

9.7.1 激光-扫描电子探针技术的基本原理249

9.7.2 纳米加工的应用250

9.7.3 Laser-SPM技术的发展251

第10章 激光加工中的安全防护及标准253

10.1 激光的危险性253

10.1.1 光的危害253

10.1.2 非光的危害255

10.2 激光危险性的分类255

10.2.1 分类过程255

10.2.2 分级255

10.3 激光防护256

10.3.1 激光防护的主要技术指标256

10.3.2 激光防护的通用操作规则257

10.4 激光安全标准257

10.4.1 激光安全的国家标准257

10.4.2 激光防护镜标准258

参考文献259