近年来，激光焊和激光切割加工在工业应用中的比例迅速增长。例如，自动化工业中钢板的生产、镀锌汽车车体的焊接以及铝合金汽车部件的焊接。不管是哪种加工类型，都存在一个缺点，那就是会产生一定量的废品。尤其是对于铝合金，废品率较高。与此同时，激光光源及加工系统每年以超20%的速度增长，且三分之二的激光器都用于材料的加工。不久的将来，在金属加工工业，尤其是自动化工业生产中，越来越多的激光器将会与生产相结合起来，形成一个庞大的激光加工市场。

在现代生产策略中，对产品质量的控制更多的是通过安全的控制监测技术，而不是对有缺陷的产品进行后处理。而在激光加工中，对加工零部件的高质量要求只能通过在线监测生产过程以及控制生产部件的特殊特征来保证。在线监测系统在检测到异常情况时就会马上停止加工过程或者将产品标记为有缺陷的产品，而闭环控制系统通过合适的反馈行为对质量下降进行补偿，从而使得加工过程能够继续进行。一般来说，闭环控制要比在线监测难度更大，这是因为它暗含了过程输入输出特性的知识。人们必须清楚地知道如何改变输入参数来获得想要的输出结果。

要实现可靠的在线监测，监测系统必须能够对激光与材料作用区和邻近区域的实时条件进行准确的反映。这就意味着监测过程必须是无接触的操作，保证不对加工过程产生干扰。

激光焊接中，激光-材料相互作用区不同的物理效应能够发射出各种可用于检测的信息。这些信息包括：

1、由等离子体产生的很大波长范围内的电磁辐射（紫外辐射UV，可见光和近红外波长）；

2、熔池材料的辐射（可见光、近红外、和红外）；

3、反射的激光辐射（近红外）

4、由于材料的蒸发、加热和膨胀，环境气体的不稳定所产生的声波；

5、由于加热（导致膨胀和微观组织的变化），蒸汽反冲压力，和其他可能影响焊接材料的不稳定应变所产生的声波；

6、由自带电荷的移动所产生的电流，或被焊材料及近等离子体区导电材料上电荷的堆积。

由于所有这些信息都取决于激光-材料作用区所发生的物理现象，因此他们的特性（如随时间变化的幅值、空间分布等）与最终的焊缝质量之间就会存在直接或间接的关系。目前绝大部分的激光焊接监测系统都是对这些信号的能量进行测量和特征化，从而迅速的反映焊接的质量。

激光焊接在线监测系统示意图