激光是近代科学技术中的重大发明之一。随着半导体激光二极管技术的重大突破，固体激光器得到强劲的发展，其应用领域不断地扩展。其中最为重要的是用半导体激光器和半导体列阵激光器泵浦固体激光器技术的发展，这是一种高效率、长寿命、光束质量高、稳定性好、结构紧凑小型化的第二代新型固体激光器，目前在空间通讯，光纤通信，大气研究，环境科学，医疗器械，光学图象处理，激光打印机等高科技领域有着独具特色的应用前景。
激光二极管泵浦固体激光器（Diode Pumped Solid state Laser－DPSSL）的种类很多，可以是连续的、脉冲的、调Q的，以及加倍频混频等非线性转换的。工作物质的形状有圆柱和板条状的。而泵浦的耦合方式可分为端面泵浦和侧面泵浦，其中端面泵浦又可分为直接端面泵浦和光纤耦合端面泵浦两种结构。
相对于侧面泵浦方式，端面泵浦的效率较高。这是因为,在泵浦激光模式不太差的情况下，泵浦光都能由会聚光学系统耦合到工作物质中，耦合损失较少；另一方面，泵浦光也有一定的模式，而产生的振荡光的模式与泵浦光模式有密切关系，匹配的效果好，因此，工作物质对泵浦光的利用率也相对高一些。
正是由于端面泵浦方式效率高、模式匹配好、波长匹配的优点近年来在国际上发展极为迅速，已成为激光学科的重点发展方向之一。它在激光打标、激光微加工、激光印刷、激光显示技术、激光医学和科研等领域都有广泛的用途，具有很大的市场潜力。
2.端面泵浦固体激光器的泵浦耦合方式
2.1 直接端面泵浦
如图 1 所示的直接端面泵浦的结构示意图。它包括三个部分: 激光二极管泵浦源(由激光二极管阵列、驱动源和致冷器组成) ,光学耦合系统和激光棒和谐振腔。泵浦所用的激光二极管阵列出射的泵浦光，经由会聚光学系统将泵浦光耦合到晶体棒上，在晶体棒左端面镀有多层介质膜,对泵浦光的相应波长为高透、而对产生的激光束的相应波长为高反,腔的输出镜为镀有多层介质膜的凹面镜。
直接端面泵浦
然而，直接端面泵浦的激光器虽然结构型式紧凑,转换效率高,基模光强分布较好，但固体激光的输出功率受端面限制，因为端面较小时只能采用单元的激光二极管，最多只能相对两只激光二极管泵浦。这就限制了泵浦光的最大功率。如果采用功率较大的激光二极管阵列作泵浦源，则由于阵列型二极管输出的泵浦光模式不好，因而不易将泵浦光有效地耦合到工作物质中，实际上降低了效率。另一方面由于泵浦光的模式较为复杂，泵浦后输出的激光光束质量也不易保证。而且这种结构散热效果差,故一般只适合低功率激光器情况工作。
2.2 光纤耦合端面泵浦
针对直接端面泵浦方式的弱点，人们又进一步发展了光纤耦合的端面泵浦。端面泵浦激光器由激光二极管、两个聚焦系统、耦合光纤、工作物质和输出反射镜组成，如图 2 所示。与直接端面泵浦不同，这种结构首先把激光二极管发射的光束质量很差的激光耦合到光纤中，经过一段光纤传输后，从光纤中出射的光束变成发散角较小的、圆对称的、中间部分光强最大的泵浦光束。用这一输出的泵浦光去泵浦工作物质，由于它和振荡激光在空间上匹配得很好，因此泵浦效率很高。由于激光二极管或二极管阵列与光纤间的耦合较与工作物质的耦合容易，从而降低了对器件调整的要求。而且最重要的是这种耦合方式能使固体激光器输出模式好、效率高的激光束。
图2 光纤耦合端面泵浦
3.高功率端面泵浦固体激光器
3.1 高功率端面泵浦固体激光器存在的问题
在高功率端面泵浦固体激光器中，激光晶体吸收泵浦光而产生的热效应，对于激光器的稳定性、输出功率及效率、光束质量等有着直接影响，这使得端面泵浦设计存在高功率扩展问题。
但是热效应所产生的直接后果--热透镜效应和退偏，在很大程度上可通过优化腔设计加以消除。近年来就发展了很多用于提高输出功率的技术，如两路耦合，高功率泵浦源，多个泵浦源光纤捆匝，多个增益介质的多端面泵浦等等。这些技术相结合促进了端面泵浦固体激光器的发展。
3.2 几种高功率端面泵浦固体激光器的介绍
3.2.1 目前国内的高功率端面泵浦固体激光器
双端泵浦双 Nd∶YVO4 激光器：
在适于激光二极管泵浦的众多激光晶体中, Nd∶YVO4 晶体因在 1064nm 处的受激发射截面大,在 808nm处的吸收系数高,以及吸收谱线宽等参数均优于其它现有的晶体材料,而倍受人们的关注[1]。
为了提高固体激光器的输出功率可以利用多个激光晶体串接的方式。多棒串接实际上是光束相干合成的一种技术方案,其优点是输出功率可与棒数成比例的增加[2], 获得更大的模体积[3,4]和高的光－光转换效率。研究也同时表明,采用平行平面腔结构,整个系统可以得到与棒数成比例的激光输出,且不会降低光束质量,将两根或多根 Nd:YAG 晶体串接起来使用,增加了工作物质的长度,获得了更大的模体积,从而得到了高功率的输出[5]。
双Nd∶YVO4 晶体激光器,将晶体的端面镀膜作为谐振腔的端面镜,构成了平行平面谐振腔。对平行平面谐振腔等效腔进行理论分析后得出激光晶体吸收泵浦光产生的热透镜效应对保持腔的稳定性起到了重要的作用，使得等效腔迅速达到其几何的稳定腔[6]，在发展输出功率为数百瓦至数千瓦量级的高功率固体激光器中,常采用多棒串接的技术方案。
在国内首次进行了双端泵浦双 Nd∶YVO4 激光器的实验研究,在抽运功率为 20.74W 时获得了 11W 的 1064nm TEM00 模激光输出,其光-光转化效率约为 53% 。图 3 为双端泵浦双棒串接 Nd∶YVO4 实验装置图[7]。
图3 双端泵浦双 Nd∶YVO4 激光器
二极管端面泵浦混合腔Nd:YVO4 板条激光器：
近年来关于端面泵浦固体激光器的研究热点之一，是如何有效地对激光晶体进行冷却，降低热效应的影响，从而在得到高功率的激光输出的同时，又保证好的光束质量。在众多的研究工作中，采用了板条或者薄片状的激光晶体，由于对其进行大面积的冷却的方法，取得了令人瞩目的成就。
新型的混合腔板条激光器不但具备板条激光器高效冷却的优点，更具有传统板条激光器所不具备的优势。它利用薄的片状晶体（1mm）来做激光器的增益介质，片状晶体的两个表面都被紧贴在热沉上，结合混合腔，使其输出光束的远场近似为高斯分布，具备很好的光束质量[8]。
目前采用这种新型的板条激光器结构，在国内实现了此类激光器的连续运转，得到了波长为
1064nm 稳定的连续激光输出，当泵浦功率为 60.5W 时，输出功率达到 16.2W 。
该激光器的装置原理图如图 4 所示[9]。
板条激光器谐振腔由一个凹面镜和一个柱面镜组成，其中凹面镜为后腔镜，曲率半径 250mm ，镀有 808nm 的增透膜和 1064nm 的全反膜；柱面镜为前腔镜，并耦合输出激光，曲率半径 150mm ，镀有 1064nm的全反膜，两腔镜如图 4b 所示，放于共焦位置，腔长为 50mm 。[9]
3.2.2 近年来国外的高功率端面泵浦固体激光器
端面泵浦高功率运转固体激光器：
图5 所示的美国加州大学端面泵浦高功率运转固体激光器[10]是美国加州大学和美国Lawrence Livermore国家实验室合作，在1999年，进一步提高光束质量之后，采用 LD 端泵Yb:YAG棒获得 200W 连续波和重复频率 5kHz、195W 调 Q 输出，在光束质量 M2=2.4 时获得183W 调 Q 输出。同时增加了谐振腔设计的灵活性，运用腔内双折射补偿得到偏振光输出，提高了效率，得到光束质量 M2=3.2的112W连续波偏振光输出。[11]
图5 美国加州大学端面泵浦高功率运转固体激光器
二极管列阵端面泵浦Yb:TAG固体激光器：
图6 二极管列阵端面泵浦 Yb:TAG 的实验装置图
图 6 是 LLNL 实验室用二极管列阵端面泵浦 Yb:TAG 的示意图[12]。实验中的泵浦源是由36个带微柱透镜的LD bars构成，每个bar的长度为15mm，采用硅基质的微沟道制冷。泵浦模块分为上下两部分，激光由中间的一个直径为6mm的圆孔通过。半导体列阵发出的泵浦光通过一个耦合透镜，进入晶体。耦合透镜是由熔融石英制成的柱面透镜与中间掏空的锲形铝光传导管组成。在石英透镜的中间开有一个小孔，允许激光顺利通过。铝管内表面呈四棱台状，且镀有薄薄的一层银用来反射泵浦光。该耦合透镜可以将两束 50×15mm2 的泵浦光会聚成 4.6×2.6mm2 的长形光斑，压缩比为63。为了减少装置设计带来的损耗，该实验中的晶体为复合棒结构，即在晶体棒的两端有两个长为 15mm 端帽，端帽中没有掺杂激活离子，端帽的一端为与泵浦光的形状相匹配的矩形，一端为与晶体棒相粘接的圆形。此外，晶体四周被抛光，且晶体棒中心处的直径为2mm ，长为50mm，由中心向两端，直径逐渐增加，与两个端帽衔接处的直径为2.2mm。此设计可以有效地减少由于抛光所引起的放大的自发辐射损耗以及寄生振荡损耗。当采用了可以进行热致双折射补偿的双棒泵浦腔结构之后，便获得了1080W 的基频输出,光光效率为27.5% ，电光效率为 12.3%。
4.国内外高功率端面泵浦固体激光器的应用
在应用上，端面泵浦固体激光器以材料加工为主，包括了常规的激光加工：主要是材料加工，如激光标记、激光焊接、激光切割和打孔等。结构紧凑、性能良好、工作可靠的端面泵浦固体激光打标机产品系列已经在国内得到了规模应用，激光微加工、激光精密加工也都有广泛推广的趋势。在国外，千瓦级的二极管端面泵浦固体激光器已有产品，目前主要受限于成本和市场需求的限制。
除材料加工外，大功率二极管端面泵浦固体激光器还可以用于激光核聚变、科学研究、医疗、检测、分析、通讯、投影显示以及军事国防等领域，因而具有极其重要的应用价值。
5.结束语
我国在低功率端面泵浦固体激光器(< 200mw)技术比较成熟，产业化(光通讯应用较多)也蓬勃发展。但是目前国外端面泵浦固体激光器市场化水平已经达到数百瓦，实验室水平已经达到千瓦级。而国内的大功率端面泵浦固体激光器发展一直具有局限性，应该积极进行这方面的研究,如果能实现产业化的发展,则必将带来巨大的经济效益和社会效益。
汽车工业的机床需求
中华人民共和国行业标准
粮油加工机械通用技术条件
装配技术要求
SB/T 10148.3-93
代替 LS 36-82
1 主题内容与适用范围
本标准规定了粮油加工机械产品装配的一般技术要求。
本标准适用于粮油加工机械。
2 一般要求
2.1 凡产品图样和有关技术文件中无特殊要求时，均应符合本标准的规定。
2.2 装配的零、部件，应是经技术检验部门检查后的合格件。对选择装配的零部件还应进行配合尺寸的检查。
2.3 外购件、协作件均应有符合质量要求的证明。
2.4 装配前，所有零件表面的毛刺、飞边、切屑、油污、锈斑等必须清除。各种箱体内部必须清理干净，并涂漆。
2.5 零件装配前必须将锐边、尖角倒钝（剪刃及其他有特殊要求的零件除外）。
2.6 零件装配前，必须将加工过程中使用的焊块、焊点及加工中凸台残留部门清除掉，并铲磨平整。
2.7 各零件的配合面及有相对运动的表面不得有损伤。
2.8 装配的部件（如配钻孔、配钻攻丝、配钻铰、配铆等）均应清除铁屑、去除毛刺。在装配过程中不得损坏零件表面或使零件变形。
2.9 装配时，各种油槽的边缘应修整成光滑的圆角。铲剔成的油槽应通过油孔中心。
2.10 润滑管路和机件各部管路及气动元件，应清除管内堵塞物，并清洗干净。管壁不得有凹痕、揉折、压扁和破裂等现象。
2.11 装配时，零件相互配合的表面必须清洗干净，并涂以清洁的润滑油。
2.12 手柄、把手装配时，应加粘接剂。
2.13 弹簧的自由长度，不得拉长或截短。
2.14 不得放入图样或技术文件中未规定的任何垫片或镶套。
2.15 紧固件
2.15.1 规定拧紧力矩的紧固件，应用力矩扳手坚固。
2.15.2 用双螺母且不使用粘接剂防松时，应将薄螺母装在厚螺母之下。
2.15.3 各机件上的紧固零件均须坚固，不得有松动现象。在紧固一组螺钉（栓）时，应用力均匀，对称逐步拧紧。
2.15.4 螺栓伸出螺母不得少于1牙，但一般不超过4牙。螺钉（栓）拧紧后，孔内多余有效牙数必须多于2牙。
2.15.5 沉头螺钉紧固后，钉头应埋入机件内，不得外露。
2.15.6 配钻铰销孔，表面粗糙度一般为▽1.6。销打入后，两端露出长度须大致相等。螺尾锥销打入后，锥体大头肩部沉入锥孔的深度约为公称直径的1/3。
2.15.7 开口销穿入相关零件后，必须将尾部分开，分开的角度应大于120°。
2.15.8 d > 4mm的圆锥销与孔应进行着色检查，其接触率不得低于50%。
2.16 密封件
2.16.1 各种密封毡圈、毡皮、皮碗等密封件装配前必须浸透油。钢纸板用热水泡软，紫铜垫作退火处理（加热至600~650℃后在水中冷却）。
2.16.2 各种密封件，安装后不得有超出规定的泄漏。
2.17 各种压力、流量、速度、角度、距离等调节机构，均应按图样要求保证其调节范围，并应定位准确、显示清晰、灵活可靠。
2.18 箱体、罐体、蓄势器（蓄力器）及各种阀体、仪表等，在与其他零件连接处必须紧密，不得有漏油、漏水、漏气等现象。
3 滚动轴承的装配
3.1 装配前必须除掉轴和轴承座配合面上的毛刺、锈斑等缺陷。
与轴承配合的轴与孔表面，采用刮刀修整时，必须保证其几何形状误差在允许范围之内。
3.2 轴承装配前，必须清洗轴及轴承，并在配合面上涂清洗的油，将轴承圈的打印圈朝外，然后进行装配。装配过程中应严防杂物进入。
3.3 采用润滑脂的轴承装配后，在轴承空腔内必须注入相当于空腔容积65%~80%的润滑脂。润滑脂应采用技术文件中规定的牌号。
3.4 装配带过盈的轴承时，一般不得使用有冲击力的机械装置进行安装，如需用锤打时，应垫以软金属管，严禁直接打击轴承圈，打击力必须均匀地作用在轴承圈上，不得通过滚动体传递打击力。
采用锥套涨紧的轴和轴承时，应按图纸或技术文件规定的圈和滚子的间隙来控制。
3.5 轴承允许采用机油加热安装，但油的温度不得超过100℃。
3.6 轴承装在轴上后应紧贴在轴肩上，轴承内圈在常温状态经打击没有串动现象的情况下，圆锥滚子轴承和向心推力球轴承与轴肩的间隙不得大于0.05mm，其它轴承不得大于0.10mm。
3.7 轴承端面、调节垫片及压盖之间的结合面必须平行，当拧紧螺钉后，压盖应均匀地贴在调节垫片上。如图样上规定有间隙时，四周间隙必须均等。凡需调整的轴承，在装配时必须按图样要求进行调整。
3.8 装配后用手转动，应能均匀、灵活的回转。
3.9 轴承在政党工作情况下，其温升不得超过40℃，最高温度一般不得超过75℃。
3.10 如需拆卸轴承，作用力须由小到大，施力均匀，严禁用手锤直接敲打轴承。
4 滑动轴承的装配
4.1 固定轴瓦或衬套用的固定销或螺钉，其端头应埋入轴瓦或衬套的端面内。
4.2 过渡酝酿的衬套，最好用机械压入。如用手锤打入时，中间须垫以软金属管，打击力应均匀地作用在圆周上。
4.3 衬套为过盈配合时，装配前轴孔应检查，必要时可以用刮、研等方法修整至符合图样的要求。
4.4 油孔与油槽相交处的锐边应倒圆。
4.5 油环的棱角必须倒圆。
4.6 轴瓦剖分面上垫片要套在稳钉上，垫片的内侧面必须小于瓦面1mm，并不得与轴颈接触。
4.7 轴瓦与轴颈的接触角应在120°~90°范围内，并接触均匀。轴颈与轴瓦（轴套）的间隙应符合图样规定。
4.8 合金浇铸的轴瓦，应与轴瓦外壳紧密结合，在轻击轴瓦时，不得有空振声。
4.9 在正常工作时，轴承温升不得超过30℃，最高温度一般不得超过65℃。
4.10 装配后，轴必须能在轴承中自如地运转，其轴向与径向间隙必须保证在图样规定的范围内。
5 一般齿轮的装配
滑移齿轮应没有啃住和阻滞现象。操纵机构应保证准确定位。啮合齿轮的轴向错位应不超过表1规定。
中国汽车工业已经成为机床产业的消费主体，其消费量约占总量的40%.同时，汽车工业投资的一半以上用于购买制造装备，其中进口机床额约占机床采购总额的80%.
根据中国汽车工业协会发布的最新统计资料，2007年中国汽车产量为888.24万辆，同比增长22.02%,比上年净增160.27万辆；汽车销量879.15万辆，比上年净增157.80万辆。
2012年全国汽车产销1927.18万辆和1930.64万辆，同比分别增长4.6%和4.3%，比上年同期分别提高3.8和1.9个百分点。
汽车销量比2003年的439万辆翻了一番。国内汽车市场呈现出的持续快速发展趋势，为机床设备厂商提供了广阔的市场空间。
汽车工业对机床设备的需求种类主要有锻造冲压机床和金属切削机床。 对锻造行业来说，汽车工业是最大用户，模锻件60%～70%是汽车业使用的。汽车锻造厂都在逐步采用高效、高精度锻造装备提高锻件的产量和锻件精度，热模锻压力机和摩擦压力机及高能螺旋压力机等的需求不断增加，需要锻造曲轴、前轴、转向节和连杆等锻件的锻造设备和生产线。另外，采用楔横轧成形工艺轧制汽车变速箱的轴类零件，比在平锻机和模锻设备锻制具有高效、节能、锻件精度高等优点。冷温锻造设备具有生产效率高、节能节材、锻件尺寸精度高等特点，也将有大量需求。
冲压工艺装备主要需要开卷落料及开卷剪切自动线；全自动（或半自动）冲压生产线；大型三座标多工位压机和上下料自动化，实现压力机的自动化连线生产；另外需要钣料清洗、涂油机、拆垛机、堆垛机、中间传送装置及冲压机器人等先进装备。 金切机床在汽车工业中主要用于发动机、变速箱、底盘、零部件及模具制造。
对于发动机缸体、缸盖及变速箱壳体等箱体类零件制造高速加工中心的主轴转速已提高到10,000～15,000r/min,甚至更高；快速进给速度已达到60～100m/min,且快速进给加减速度提高到1～1.5g;换刀时间1.0～1.5s.其他设备还有一些专用机床，如珩磨机、精镗机床、精铣机床。
发动机曲轴生产线需要的主要生产设备有数控车床、内铣床、高速外铣床、车-车拉机床、高效柔性两端孔钻床、高效柔性油孔钻床（或高速加工中心）、主轴径磨床、连杆径磨床、随动磨床、端面外圆磨床、抛光机床、圆角滚压机床、动平衡机等。
发动机凸轮轴生产线需要的主要生产设备有数控车床、高效柔性两端孔钻床、凸轮轴无心磨床、凸轮磨床、端面外圆磨床、抛光机床、重熔硬化设备等。
发动机连杆生产线需要的主要生产设备有双端面磨床、胀断设备、立式拉床、钻镗专机或加工中心、精镗机床、珩磨机。
加工齿轮需要的设备有数控滚齿机、数控插齿机、数控珩齿机、数控磨齿机、立式拉床、内孔端面磨床、综合检查机等等。
在汽车底盘及零部件的制造中，需要的设备与发动机、变速箱需要的设备种类近似，只是数量更多，规格更多。
