✷ Laser
Selle täisnimi on Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation.See tähendab sõna-sõnalt "valguse ergastatud kiirguse võimendamist".See on looduslikust valgusest erinevate omadustega kunstlik valgusallikas, mis võib levida sirgjooneliselt pikale kaugusele ja mida saab koguda väikesele alale.
✷ Erinevus laseri ja loomuliku valguse vahel
1. Ühevärvilisus
Looduslik valgus hõlmab laia lainepikkuste vahemikku ultraviolettkiirgusest infrapunani.Selle lainepikkused on erinevad.
Looduslik valgus
Laservalgus on valguse üks lainepikkus, seda omadust nimetatakse monokromaatilisuseks.Monokromaatsuse eeliseks on see, et see suurendab optilise disaini paindlikkust.
Laser
Valguse murdumisnäitaja varieerub sõltuvalt lainepikkusest.
Kui loomulik valgus läbib läätse, tekib difusioon selles sisalduvate erinevat tüüpi lainepikkuste tõttu.Seda nähtust nimetatakse kromaatiliseks aberratsiooniks.
Laservalgus seevastu on üks valguse lainepikkus, mis murdub ainult samas suunas.
Näiteks kui kaamera objektiiv peab olema disainiga, mis korrigeerib värvist tingitud moonutusi, peavad laserid arvestama ainult seda lainepikkust, nii et kiirt saab edastada pikkadele vahemaadele, võimaldades täpset disaini, mis koondab valgust. väikeses kohas.
2. Suunavus
Suundumus on heli või valguse levimise määr ruumis liikudes;suurem suundumus näitab väiksemat difusiooni.
Looduslik valgus: See koosneb erinevates suundades hajutatud valgusest ja suunatavuse parandamiseks on vaja keerulist optilist süsteemi, mis eemaldab valguse väljaspool edasisuunalist suunda.
Laser:See on tugevalt suunatud valgus ja optikat on lihtsam kujundada nii, et laser liiguks sirgjooneliselt ilma laialivalgumiseta, võimaldades edastada kaugeid vahemaid ja nii edasi.
3. Sidusus
Koherentsus näitab, mil määral valgus kipub üksteist segama.Kui valgust käsitletakse lainetena, siis mida lähemal on ribad, seda suurem on koherentsus.Näiteks võivad erinevad lained veepinnal üksteisega kokkupõrkel üksteist võimendada või tühistada ning sarnaselt selle nähtusega, mida juhuslikumad on lained, seda nõrgem on interferents.
Looduslik valgus
Laseri faas, lainepikkus ja suund on samad ning tugevamat lainet on võimalik säilitada, võimaldades seega kaugedastust.
Laseri tipud ja orud on ühtlased
Väga koherentse valguse, mida saab levitada pikkade vahemaade taha, eeliseks on see, et seda saab objektiivi kaudu väikesteks täppideks koguda ja seda saab kasutada suure tihedusega valgusena, edastades mujal tekkivat valgust.
4. Energiatihedus
Laseritel on suurepärane monokromaatilisus, suunavus ja koherentsus ning neid saab koondada väga väikesteks täppideks, et moodustada suure energiatihedusega valgust.Lasereid saab vähendada loomuliku valguse piirini, mida loomulik valgus ei jõua.(Möödasõidupiir: see viitab füüsilisele võimetusele fokuseerida valgust millekski väiksemaks kui valguse lainepikkus.)
Laserit väiksemaks kahandades saab valguse intensiivsust (võimsustihedust) suurendada nii kaugele, et sellega saab metalli läbi lõigata.
Laser
✷ Laservõnkumise põhimõte
1. Laseri genereerimise põhimõte
Laservalguse tootmiseks on vaja aatomeid või molekule, mida nimetatakse laserkandjateks.Laserkeskkond on välise pingega (ergastatud), nii et aatom muutub madala energiaga põhiolekust kõrge energiaga ergastatud olekusse.
Ergastatud olek on olek, milles aatomis olevad elektronid liiguvad sisemiselt väliskihile.
Pärast aatomi ergastatud olekusse üleminekut naaseb see teatud aja möödudes põhiolekusse (aega, mis kulub ergastatud olekust põhiolekusse naasmiseks, nimetatakse fluorestsentsi elueaks).Sel ajal kiirgatakse vastuvõetud energiat valguse kujul, et naasta põhiolekusse (spontaanne kiirgus).
Sellel kiirgaval valgusel on kindel lainepikkus.Laserite genereerimiseks muundatakse aatomid ergastatud olekusse ja eraldatakse saadud valgus selle kasutamiseks.
2. Amplified Laser põhimõte
Teatud aja jooksul ergastatud olekusse muudetud aatomid kiirgavad spontaanse kiirguse toimel valgust ja pöörduvad tagasi põhiolekusse.
Mida tugevam on aga ergastusvalgus, seda rohkem suureneb ergastatud olekus olevate aatomite arv ning suureneb ka valguse spontaanne kiirgus, mille tulemuseks on ergastatud kiirguse nähtus.
Stimuleeritud kiirgus on nähtus, mille puhul pärast spontaanse või stimuleeritud kiirguse langemist ergastatud aatomile annab see valgus ergastatud aatomile energiat, et muuta valgus vastava intensiivsusega.Pärast ergastatud kiirgust naaseb ergastatud aatom põhiolekusse.Just seda stimuleeritud kiirgust kasutatakse laserite võimendamiseks ja mida rohkem on ergastatud olekus aatomeid, seda rohkem tekib pidevalt stimuleeritud kiirgust, mis võimaldab valgust kiiresti võimendada ja laservalgusena eraldada.
✷ Laseri ehitus
Tööstuslikud laserid jagunevad laias laastus nelja tüüpi.
1. Pooljuhtlaser: laser, mis kasutab keskkonnana aktiivse kihi (valgust kiirgava kihi) struktuuriga pooljuhti.
2. Gaaslaserid: CO2 lasereid, mis kasutavad keskkonnana CO2 gaasi, kasutatakse laialdaselt.
3. Tahkislaserid: üldiselt YAG-laserid ja YVO4-laserid koos YAG- ja YVO4-kristalllaseriga.
4. Kiudlaser: optilise kiu kasutamine kandjana.
✷ Impulsi karakteristikute ja toorikute mõjude kohta
1. Erinevused YVO4 ja kiudlaseri vahel
Peamised erinevused YVO4 laserite ja kiudlaserite vahel on tippvõimsus ja impulsi laius.Tippvõimsus tähistab valguse intensiivsust ja impulsi laius valguse kestust.yVO4-l on omadus kergesti genereerida kõrgeid piike ja lühikesi valgusimpulsse ning kiududel on kerge genereerida madalaid piike ja pikki valgusimpulsse.Kui laser kiiritab materjali, võib töötlemise tulemus olenevalt impulsside erinevusest oluliselt erineda.
2. Mõju materjalidele
YVO4 laseri impulsid kiirgavad materjali lühikese aja jooksul suure intensiivsusega valgusega, nii et pinnakihi heledamad alad soojenevad kiiresti ja seejärel kohe jahtuvad.Kiiritatud osa jahutatakse keevas olekus vahutavaks ja aurustub, moodustades madalama jälje.Kiiritamine lõpeb enne soojuse ülekandmist, mistõttu on ümbritsevale alale väike termiline mõju.
Kiudlaseri impulsid seevastu kiirgavad madala intensiivsusega valgust pikka aega.Materjali temperatuur tõuseb aeglaselt ja jääb vedelaks või aurustuks pikka aega.Seetõttu sobib kiudlaser mustaks graveerimiseks, kus graveeringu hulk muutub suureks või kus metall on suure kuumuse käes ja oksüdeerub ning vajab mustamist.
Postitusaeg: 26. oktoober 2023