Laser – jest to urządzenie generujące spójną wiązkę promieniowania elektromagnetycznego w zakresie fal od ultrafioletu do podczerwieni, w którym, w ośrodku aktywnym, po odwróceniu obsadzeń poziomów energetycznych wykorzystane jest zjawisko wzmocnienia promieniowania przez emisję wymuszoną.

Budowa lasera jest następująca. Elementy lasera::

  1. Ośrodek czynny czyli medium w którym odbywa się akcja laserowa
  2. Rezonator optyczny, system luster które zawracają wiązkę z powrotem do ośrodka i wzmacniają ją, jak również kontrolują długość fali emitowanego prom laser.
  3. Źródło zasilania (pompowania) które dostarcza elektronów lub fotonów do lasera( wzbudza laser)
  4. System chłodzenia który odbiera duże ilości ciepła od ośrodka laserującego i rury rezonatora

Właściwości wiązki:

  • wiązka emitowana jest w jednym kierunku,
  • kąt rozbieżności wiązki jest mały,
  • wiązkę można zogniskować prostym układem optycznym uzyskując plamkę o małej średnicy,
  • promieniowanie jest monochromatyczne, spójne, koherentne czasowo i przestrzennie tzn. występuje stały związek fazowy dla wiązki w czasie i między dowolnymi punktami jej przekroju poprzecznego,
  • długość fali promieniowania wynosi 10 nm – 1mm,
  • praca ciągła lub impulsywna lasera,
  • rozkład natężenia prom jest opisany funkcją Gaussa.

Rodzaje laserów:

1. Ze wzgledu na rodzaj emisji promieniowania mamy lasery:

  • o pobudzieniu ciągłym (neodymowy YAG)
  • o pobudzeniu impulsowym ( rubinowy, neodymowy szklany )
2. Ze względu na rodzaj ośrodka czynnego:
  • gazowe ( atomowe, jonowe, na parach metali, molekularne, ekscimerowe)
  • stale ( krystaliczne- rubinowy, szklane – neodymowy, półprzewodnikowe)

Ze względu na charakter pracy lasery dzielimy na: lasery impulsowe i lasery ciągłego działania, generujące promienie koherentne w szerokim przedziale długości fal od dalekiej podczerwieni do ultrafioletu i promieni Rentgena.
Moc laserów ciągłego działania wynosi od 10-4 do 106 W.
Energia laserów impulsowych (impulsy jednokrotne) wynosi od 10-5 do 105 J. Długość impulsu osiąga ekstremalnie niskie wartości, bo dochodzące do femtosekund (fms=10-15 s).

Wśród wielu typów laserów ze względu na wykorzystywany materiał aktywny można mówić o laserach:

  • na ciele stałym (krysztale lub szkle),
  • gazowych (atomowych, molekularnych, jonowych),
  • półprzewodnikowych,
  • chemicznych,
  • cieczowych,
  • ekscimerowych (zwanych też ekscymerowymi),
  • na swobodnych elektronach,
  • plazmowych, itp.

Do obróbki laserowej metali wystarczają lasery o mocy rzędu 0,5-10 kW. Istotne w tej metodzie jest to, że nagrzanie powierzchni następuje w ciągu ułamka sekundy, po czym zachodzi bardzo szybkie ostudzenie sfery nagrzewanej przez zimną osnowę stali, są więc stworzone warunki do bardzo szybkiej krystalizacji i zajścia przemiany martenzytycznej. Metoda obróbki laserowej znalazła zastosowanie do obróbki stali.

 

O autorze

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *