✷ Lézer
A teljes neve: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation.Ez szó szerint azt jelenti, hogy "a fénnyel gerjesztett sugárzás erősítése".A természetes fénytől eltérő tulajdonságokkal rendelkező mesterséges fényforrás, amely egyenes vonalban nagy távolságra is terjedhet, és kis területen összegyűjthető.
✷ Különbség a lézer és a természetes fény között
1. Egyszínűség
A természetes fény a hullámhosszok széles skáláját öleli fel az ultraibolya sugárzástól az infravörösig.Hullámhossza változó.
Természetes fény
A lézerfény egyetlen hullámhosszú fény, ezt a tulajdonságot monokromatikusságnak nevezik.A monokromatikusság előnye, hogy növeli az optikai tervezés rugalmasságát.
Lézer
A fény törésmutatója a hullámhossztól függően változik.
Amikor a természetes fény áthalad a lencsén, diffúzió lép fel a benne lévő különböző típusú hullámhosszak miatt.Ezt a jelenséget kromatikus aberrációnak nevezik.
A lézerfény viszont egyetlen hullámhosszú fény, amely csak ugyanabba az irányba tör.
Például míg a fényképezőgép objektívjének olyan kialakításúnak kell lennie, amely korrigálja a színből adódó torzulást, a lézereknek csak ezt a hullámhosszt kell figyelembe venniük, így a sugár nagy távolságokra továbbítható, lehetővé téve a fényt koncentráló precíz tervezést. egy kis helyen.
2. Irányítottság
Az irányítottság az a mérték, hogy a hang vagy a fény milyen mértékben terjed szét a térben;a nagyobb irányítottság kisebb diffúziót jelez.
Természetes fény: Különböző irányokba szórt fényből áll, és az irányítottság javítása érdekében összetett optikai rendszerre van szükség az előremenő irányon kívüli fény eltávolítására.
Lézer:Ez egy erősen irányított fény, és könnyebben meg lehet tervezni az optikát, hogy a lézer egyenes vonalban haladjon anélkül, hogy szétterülne, ami lehetővé teszi a nagy távolságú átvitelt és így tovább.
3. Koherencia
A koherencia azt jelzi, hogy a fény milyen mértékben zavarja egymást.Ha a fényt hullámnak tekintjük, minél közelebb vannak a sávok, annál nagyobb a koherencia.Például a víz felszínén lévő különböző hullámok felerősíthetik vagy kiolthatják egymást, amikor egymással ütköznek, és ugyanúgy, mint ez a jelenség, minél véletlenszerűbbek a hullámok, annál gyengébb az interferencia mértéke.
Természetes fény
A lézer fázisa, hullámhossza és iránya megegyezik, és erősebb hullám tartható fenn, így lehetővé válik a nagy távolságú átvitel.
A lézercsúcsok és -völgyek egységesek
Az erősen koherens fény, amely nagy távolságra is átvihető terjedés nélkül, azzal az előnnyel jár, hogy egy lencsén keresztül kis foltokra gyűjthető, és a máshol keletkező fényt átadva nagy sűrűségű fényként használható.
4. Energiasűrűség
A lézerek kiváló monokromatikussággal, irányíthatósággal és koherenciával rendelkeznek, és nagyon kis foltokba aggregálhatók, hogy nagy energiasűrűségű fényt képezzenek.A lézereket a természetes fény olyan határáig lehet kicsinyíteni, amelyet a természetes fénnyel nem lehet elérni.(Kikerülési határ: Arra utal, hogy fizikai képtelenség a fényt a fény hullámhosszánál kisebbre fókuszálni.)
A lézer kisebb méretre zsugorításával a fényintenzitás (teljesítménysűrűség) odáig növelhető, hogy fém átvágására is használható legyen.
Lézer
✷ A lézeres oszcilláció elve
1. A lézergenerálás elve
A lézerfény előállításához atomokra vagy molekulákra, úgynevezett lézeres közegekre van szükség.A lézerközeget külső energiával (gerjesztik), így az atom alacsony energiájú alapállapotból nagy energiájú gerjesztett állapotba vált.
A gerjesztett állapot az az állapot, amelyben az atomon belüli elektronok a belső héjból a külső héjba mozognak.
Miután egy atom gerjesztett állapotba kerül, egy bizonyos idő elteltével visszatér az alapállapotba (a gerjesztett állapotból az alapállapotba való visszatéréshez szükséges időt fluoreszcencia élettartamnak nevezzük).Ekkor a kapott energiát fény formájában kisugározzák, hogy visszatérjenek az alapállapotba (spontán sugárzás).
Ennek a kisugárzott fénynek meghatározott hullámhossza van.A lézereket úgy állítják elő, hogy az atomokat gerjesztett állapotba alakítják, majd a kapott fényt kivonják annak hasznosítására.
2. Az erősített lézer elve
Azok az atomok, amelyek egy bizonyos ideig gerjesztett állapotba kerültek, spontán sugárzás hatására fényt sugároznak és visszatérnek az alapállapotba.
Azonban minél erősebb a gerjesztő fény, annál jobban megnő a gerjesztett állapotban lévő atomok száma, és a fény spontán sugárzása is megnő, ami a gerjesztett sugárzás jelenségét eredményezi.
A stimulált sugárzás az a jelenség, amikor egy gerjesztett atomra spontán vagy stimulált sugárzás beeső fénye után ez a fény energiával látja el a gerjesztett atomot, hogy a fényt a megfelelő intenzitásúvá tegye.A gerjesztett sugárzás után a gerjesztett atom visszatér alapállapotába.Ezt a stimulált sugárzást hasznosítják a lézerek erősítésére, és minél több a gerjesztett állapotban lévő atom, annál több stimulált sugárzás keletkezik folyamatosan, ami lehetővé teszi a fény gyors erősítését és lézerfényként történő kivonását.
✷ A lézer felépítése
Az ipari lézereket nagyjából 4 típusba sorolják.
1. Félvezető lézer: Olyan lézer, amely aktív réteg (fénykibocsátó réteg) szerkezetű félvezetőt használ közegeként.
2. Gázlézerek: Széles körben használják a CO2 gázt közegként használó CO2 lézereket.
3. Szilárdtestlézerek: Általában YAG lézerek és YVO4 lézerek, YAG és YVO4 kristályos lézeres közegekkel.
4. Szálas lézer: optikai szál használata közegként.
✷ Az impulzus jellemzőiről és a munkadarabokra gyakorolt hatásokról
1. Az YVO4 és a szálas lézer közötti különbségek
A fő különbség az YVO4 lézerek és a szálas lézerek között a csúcsteljesítmény és az impulzusszélesség.A csúcsteljesítmény a fény intenzitását, az impulzusszélesség pedig a fény időtartamát jelenti.Az yVO4-nek az a jellemzője, hogy könnyen generál magas csúcsokat és rövid fényimpulzusokat, a szál pedig az, hogy könnyen generál alacsony csúcsokat és hosszú fényimpulzusokat.Amikor a lézer besugározza az anyagot, a feldolgozás eredménye nagymértékben változhat az impulzusok különbségétől függően.
2. Anyagokra gyakorolt hatás
Az YVO4 lézer impulzusai rövid ideig nagy intenzitású fénnyel sugározzák be az anyagot, így a felületi réteg világosabb részei gyorsan felmelegszenek, majd azonnal lehűlnek.A besugárzott részt forrás közben habzó állapotba hűtjük, és elpárolog, és sekélyebb lenyomatot képez.A besugárzás a hőátadás előtt véget ér, így csekély hőhatás van a környező területen.
A szálas lézer impulzusai viszont hosszú ideig alacsony intenzitású fényt sugároznak be.Az anyag hőmérséklete lassan emelkedik, és sokáig folyékony vagy elpárolgott marad.Ezért a szálas lézer alkalmas fekete gravírozásra, ahol a gravírozás mennyisége megnövekszik, vagy ahol a fém nagy hőhatásnak van kitéve, és oxidálódik, és meg kell feketíteni.
Feladás időpontja: 2023.10.26