レーザーマーキングマシンの過去と未来

「レーザー」という言葉は「LASER」の意訳です。LASERはもともと「光の増幅による誘導放出」という接頭辞からなる技術用語で、わが国では「レーザー」、「光レーザー」、「光誘導放射増幅器」などに翻訳されています。1964年、院士の銭学森が「レーザー」という名前を提案しました。これは「誘導放出」の科学的意味合いを反映しているだけでなく、非常に強力な新しい光源であることを示しており、適切で表現力豊かで簡潔であり、中国の科学界で満場一致で認められ、認識され、使用されています。
1961年に中国初のレーザー開発の成功が発表されて以来、全国のレーザー研究、教育、生産、使用部門の共同の努力により、わが国は種類が揃い、レベルが高く、用途が広いレーザー技術分野を形成し、工業化において満足のいく成果を上げてきました。その進歩はわが国の科学技術、国民経済、国防建設に積極的な貢献を果たし、世界でも地位を獲得しました。
1957年、王大衡らは長春にわが国初の専門光学研究所、中国科学院（長春）光学精密機器・機械研究所（以下「光学機械研究所」）を設立した。年長世代の専門家の指導の下、一群の若い科学技術者が急速に成長し、その中でも鄧西明は著名な代表者である。早くも1958年、アメリカの物理学者ショー・ローとタウンズがレーザーの原理に関する有名な論文を発表した直後から、彼はこの新技術の研究を積極的に提唱し、短期間で革新的な若手・中堅研究チームを集め、光源の明るさ、単位色、コヒーレンスを改善するための多数のアイデアと実験計画を提案した。1960年には世界初のレーザーが登場した。 1961年夏、王志江の指導の下、わが国初のルビーレーザーの開発に成功しました。それ以来、わずか数年でレーザー技術は急速に発展し、いくつかの先進的な成果を生み出しました。さまざまな種類の固体、気体、半導体、化学レーザーの開発に成功しました。基礎研究とキーテクノロジーの面では、一連の新しい概念、新しい方法、新しいテクノロジー（キャビティQ変異と回転ミラーQスイッチング、進行波増幅、レニウムシリーズイオンの利用、自由電子振動放射など）が提案され、実装されました。その多くは独創的です。
同時に、レーザーは高輝度、高指向性、高品質などの優れた特性を持つ新しい光源として、さまざまな技術分野で急速に使用され、強い生命力と競争力を示しています。通信の面では、1964年9月にレーザーデモンストレーションでテレビ画像の伝送が行われ、1964年11月には3〜30キロの通話が行われました。産業の面では、1965年5月にレーザードリルマシンが描画ダイホールの製造に使用され、大きな経済的利益を達成しました。医学の面では、1965年6月にレーザー網膜溶接機の動物実験と臨床実験が行われました。国防の面では、1965年12月にレーザー拡散反射距離計（精度10メートル/ 10キロメートル）の開発に成功し、1966年4月に遠隔操作パルスレーザードップラー速度計を開発しました。
我が国のレーザー技術は初期段階で急速に発展したと言えます。当時、量と質の両方が国際レベルに近かったと言えます。我が国の近代科学技術の発展の歴史において、革新的な技術がこれほど早く世界の先進国に追いつくことはまれです。これらの成果の達成、特に物理的な仮定と技術的解決策を実際のレーザーデバイスにスムーズに変換できたのは、主に光学機械研究所が長年にわたり技術光学、精密機械、電子技術で蓄積してきた総合的な能力と強固な基盤によるものです。十分な技術的サポートがなければ、新しい技術の開発が環境を形成することは困難です。
レーザー技術事業は当初から指導部や科学管理部門から大きな注目を集めていた。当時、中国科学院副院長の張金富氏は、専門的なレーザー研究所を設立する案を提案し、国家科学技術委員会と国家計画委員会はすぐにこれを承認した。科学技術を担当する聶栄震副首相も特別な指示を与えた。「研究所は上海に建設すべきだ。上海は産業基盤が充実しており、この新技術の発展に有利だ」
1964年に「6403」高エネルギーネオジムガラスレーザーシステムが発売され、1965年に高出力レーザーシステムと核融合研究が開始され、1966年に15種類の軍用レーザー機器の開発などの重点プロジェクトが策定されました。技術の総合性と難易度の高さにより、中国のレーザー技術の各方面の発展が効果的に推進されました。わが国のレーザー技術産業も「文化大革命」の10-年間の大惨事に見舞われましたが、それでも困難を乗り越え、重点プロジェクトの支援を受けて貴重な進歩を遂げました。
1. 「6403」高エネルギーネオジムガラスレーザーシステムは1964年に発売されました。最終的に熱効果が根本的な技術的障害であると判断され、1976年に中止されました。このプロジェクトが高エネルギーレーザー技術の発展に与えた歴史的な貢献は無視できません。このプロジェクトは我が国のレーザー技術のレベルをより高いレベルに引き上げました。主な成果は次のとおりです。
（１）工学規模の大口径（１２０ｍｍ）発振増幅レーザーシステムを構築し、最大出力エネルギーは３２０，５００ジュールであり、ビーム品質を改善することで３０，７００ジュールまで到達できる。
（2）システム技術の統合が達成され、標的射撃実験が成功し、屋内では80 mmのアルミニウム標的を10メートルの距離で貫通し、屋外では0.2 mmのアルミニウムレーキを2キロメートルの距離で貫通し、強力なレーザー放射の生物学的影響と物質損傷メカニズムの影響を体系的に研究した。
（３）レーザーシステム自体に強い光が与える光損傷の現象とメカニズムが初めて解明された。
（4）当社は初めてレーザービーム品質の重要性と物理的意味を深く理解し、10,000-ジュールレベルの不安定空洞レーザー、シートレーザー、振動走査増幅レーザーシステム、ウェッジビーム品質診断など、一連の革新的な技術を採用してビーム品質を改善しました。
（５）低吸収・高均一性ネオジムガラス製錬プロセス、高エネルギーパルスキセノン、高強度誘電体膜、大口径（１．２メートル）光学精密加工など、レーザー部品およびそれを支える技術に画期的な進歩があった。
（6）技術バックボーンチームの育成と育成。
1.高出力レーザーシステムと核融合研究 1964年、王干昌はレーザー核融合構想を独自に提唱し、1965年にプロジェクトが設立され、研究が始まりました。 数年の努力を経て、出力10ワットのナノ秒レベルのレーザー装置が完成し、1973年5月に低温固体重水素ターゲット、常温重水素化リチウムターゲット、重水素化ポリエチレンに初めて中性子を照射しました。 1974年、わが国初のマルチパスチップ増幅器の開発に成功し、レーザー出力が10倍、中性子出力が1桁増加しました。 国際求心圧縮原理が解読された後、積極的に追随し、1976年に6ビームレーザーシステムに開発されました。 膨張式ガラス電球ターゲットに照射し、ほぼ100倍の体積圧縮を達成しました。 この一連の躍進により、我が国のレーザー核融合研究は世界最先端のレベルに達し、将来の長期的かつ持続可能な発展の基盤が築かれました。
2. 軍事レーザー研究 1966年12月、国防科学技術委員会は軍事レーザー計画会議を主催し、48の部隊から130人以上が出席しました。会議では、15種類の完全なレーザーマシンと9種類のサポートサポート技術を含む開発計画が策定されました。正式に承認され、実施されていませんが、推進に依然として有用な役割を果たしています。その後数年間で、この分野でいくつかの重要な成果が生まれました。例：
（1）射撃場でのレーザー測距技術の初期テストは成功しました。繰り返し周波数20HzのYAG Qスイッチレーザーを使用し、測距精度は2メートル以上、最長測定距離は660キロメートルです。セオドライトと組み合わせると、飛行中の目標の単一測定を実現し、軌道に乗ることができます。この成果は、将来、大陸間ミサイルの再突入区間の軌道測定を完了するために必要な条件を作り出しました。
（２）ルビーレーザー衛星測距：アメリカの実験衛星Expl-27、29、36の測距に成功した。最大測距距離は2,300キロメートル、精度は約2メートル。これは第一世代の人工衛星の成果であり、将来のより長距離、より高精度の人工衛星測距の基礎を築いた。
（３）ルビーライダーと航空機搭載型赤外線ライダーにより、航空機の地対空および空対空の追跡と測距が初めて実現した。
（4）レーザー航空測量機器：レーザー距離計と航空カメラを組み合わせて航空機から地上の航空測量を行い、遠隔地などの複雑な地形の測量と地図作成を完了します。繰り返し速度は6回/分、測距精度は1メートルです。
（5）地上銃レーザー距離計：観測、距離測定、角度測定（方向と高さの角度）、磁針方向などの機能を独立して完了できます。測距範囲は300-10、000メートル、精度は5メートルです。レーザーの応用面では、Nd：YAGレーザー通信（3-12チャネル）、He-Neレーザー通信、シングル/ 3チャネル半導体レーザー通信が通信テストに成功しました。Nd：YAGレーザーメス、CO2レーザーメス、レーザー虹彩切開術などの医療機器も使用されています。レーザーホログラフィー、平面光弾性へのレーザーホログラフィーの応用、パルスレーザーダイナミックホログラフィー、ラマン分光光度計は、計測科学の新しい手段となっています。CNCレーザー切断機、レーザーコリメータ、硫黄同位体のレーザー分離、農業研究用液体レーザー、大画面ナビゲーションディスプレイなどの成果も産業と農業に応用されています。 1978年3月に開催された全国科学会議では、約70件の民生用製品と約10件の軍事用製品を含む約80件のレーザープロジェクトが賞を受賞し、この時期の我が国のレーザー技術発展の成果を総合的に反映しました。