✷ Laser
Njegov puni naziv je Pojačanje svjetlosti stimuliranom emisijom zračenja.To doslovno znači "pojačanje zračenja pobuđenog svjetlom".To je umjetni izvor svjetlosti s drugačijim karakteristikama od prirodne svjetlosti, koji se može širiti na velike udaljenosti u ravnoj liniji i može se skupiti na malom prostoru.
✷ Razlika između lasera i prirodnog svjetla
1. Monokromatičnost
Prirodno svjetlo obuhvaća širok raspon valnih duljina od ultraljubičastog do infracrvenog.Njegove valne duljine variraju.
Prirodno svjetlo
Lasersko svjetlo je svjetlost jedne valne duljine, a to se svojstvo naziva monokromatičnost.Prednost monokromatičnosti je u tome što povećava fleksibilnost optičkog dizajna.
Laser
Indeks loma svjetlosti varira ovisno o valnoj duljini.
Kada prirodna svjetlost prolazi kroz leću, dolazi do difuzije zbog različitih vrsta valnih duljina sadržanih u njoj.Taj se fenomen naziva kromatska aberacija.
S druge strane, lasersko svjetlo je jedna valna duljina svjetlosti koja se lomi samo u istom smjeru.
Na primjer, dok leća fotoaparata mora imati dizajn koji ispravlja izobličenje uzrokovano bojom, laseri trebaju uzeti u obzir samo tu valnu duljinu, tako da se zraka može prenijeti na velike udaljenosti, što omogućuje precizan dizajn koji koncentrira svjetlost na malom mjestu.
2. Usmjerenost
Usmjerenost je stupanj do kojeg je manje vjerojatno da će se zvuk ili svjetlost raspršiti dok putuju kroz prostor;veća usmjerenost ukazuje na manju difuziju.
Prirodno svjetlo: Sastoji se od svjetlosti raspršene u različitim smjerovima, a za poboljšanje usmjerenosti potreban je složeni optički sustav za uklanjanje svjetlosti izvan smjera prema naprijed.
Laser:To je visoko usmjerena svjetlost i lakše je dizajnirati optiku koja će omogućiti laseru da putuje ravnom linijom bez širenja, omogućujući prijenos na velike udaljenosti i tako dalje.
3. Koherentnost
Koherencija označava stupanj do kojeg svjetlost nastoji međusobno interferirati.Ako se svjetlost smatra valovima, što su vrpce bliže, koherencija je veća.Na primjer, različiti valovi na površini vode mogu se pojačati ili poništiti jedni druge kada se međusobno sudare, a na isti način kao i ovaj fenomen, što su valovi nasumičniji to je stupanj interferencije slabiji.
Prirodno svjetlo
Faza, valna duljina i smjer lasera su isti, a jači val se može održati i tako omogućiti prijenos na velike udaljenosti.
Laserski vrhovi i doline su dosljedni
Visoko koherentna svjetlost, koja se može prenijeti na velike udaljenosti bez širenja, ima prednost u tome što se može skupiti u male točkice kroz leću i može se koristiti kao svjetlost visoke gustoće odašiljanjem svjetlosti generirane negdje drugdje.
4. Gustoća energije
Laseri imaju izvrsnu monokromatičnost, usmjerenost i koherenciju, te se mogu agregirati u vrlo male točke kako bi se stvorila svjetlost visoke gustoće energije.Laseri se mogu smanjiti blizu granice prirodnog svjetla koje prirodno svjetlo ne može dosegnuti.(Bypass limit: Odnosi se na fizičku nemogućnost fokusiranja svjetlosti u nešto manje od valne duljine svjetlosti.)
Smanjivanjem lasera na manju veličinu, intenzitet svjetlosti (gustoća snage) može se povećati do točke u kojoj se može koristiti za rezanje metala.
Laser
✷ Princip laserske oscilacije
1. Princip laserske generacije
Za proizvodnju laserskog svjetla potrebni su atomi ili molekule koji se nazivaju laserski mediji.Laserski medij je izvana energiziran (pobuđen) tako da atom prelazi iz niskoenergetskog osnovnog stanja u visokoenergetsko pobuđeno stanje.
Pobuđeno stanje je stanje u kojem se elektroni unutar atoma kreću od unutarnje prema vanjskoj ljusci.
Nakon što se atom transformira u pobuđeno stanje, vraća se u osnovno stanje nakon određenog vremena (vrijeme potrebno da se vrati iz pobuđenog stanja u osnovno stanje naziva se životni vijek fluorescencije).U to vrijeme primljena energija zrači u obliku svjetlosti da bi se vratila u osnovno stanje (spontano zračenje).
Ovo zračeno svjetlo ima određenu valnu duljinu.Laseri se generiraju pretvaranjem atoma u pobuđeno stanje i zatim izdvajanjem dobivene svjetlosti da bi se iskoristila.
2. Princip pojačanog lasera
Atomi koji su određeno vrijeme bili prevedeni u pobuđeno stanje će zbog spontanog zračenja zračiti svjetlost i vratiti se u osnovno stanje.
Međutim, što je pobudna svjetlost jača, to će se više povećavati broj atoma u pobuđenom stanju, a povećavat će se i spontano zračenje svjetlosti, što rezultira fenomenom pobuđenog zračenja.
Stimulirano zračenje je pojava u kojoj, nakon upadne svjetlosti spontanog ili stimuliranog zračenja na pobuđeni atom, ta svjetlost daje pobuđenom atomu energiju kako bi svjetlost dobila odgovarajući intenzitet.Nakon pobuđenog zračenja, pobuđeni atom se vraća u svoje osnovno stanje.To je stimulirano zračenje koje se koristi za pojačanje lasera, a što je veći broj atoma u pobuđenom stanju, to se više stimuliranog zračenja kontinuirano stvara, što omogućuje brzo pojačanje i izdvajanje svjetlosti kao laserske svjetlosti.
✷ Konstrukcija lasera
Industrijski laseri općenito se kategoriziraju u 4 vrste.
1. Poluvodički laser: Laser koji kao medij koristi poluvodič sa strukturom aktivnog sloja (sloj koji emitira svjetlost).
2. Plinski laseri: CO2 laseri koji koriste plin CO2 kao medij naširoko su korišteni.
3. Solid-state laseri: općenito YAG laseri i YVO4 laseri, s YAG i YVO4 kristalnim laserskim medijima.
4. Fiber laser: korištenje optičkog vlakna kao medija.
✷ O karakteristikama pulsa i učincima na izratke
1. Razlike između YVO4 i fiber lasera
Glavne razlike između YVO4 lasera i lasera s vlaknima su vršna snaga i širina impulsa.Vršna snaga predstavlja intenzitet svjetlosti, a širina pulsa predstavlja trajanje svjetlosti.yVO4 ima karakteristiku lakog generiranja visokih vrhova i kratkih impulsa svjetlosti, a vlakna imaju karakteristiku lakog generiranja niskih vrhova i dugih pulseva svjetlosti.Kada laser ozrači materijal, rezultat obrade može uvelike varirati ovisno o razlici u impulsima.
2. Utjecaj na materijale
Pulsevi YVO4 lasera kratkotrajno obasjavaju materijal svjetlom visokog intenziteta, tako da se svjetlija područja površinskog sloja brzo zagrijavaju, a zatim odmah ohlade.Ozračeni dio se hladi do stanja pjene u stanju vrenja i isparava da bi se formirao plići otisak.Zračenje završava prije prijenosa topline, tako da je toplinski utjecaj na okolno područje mali.
S druge strane, pulsevi fiber lasera dugotrajno zrače svjetlom niskog intenziteta.Temperatura materijala polako raste i ostaje tekuć ili dugo isparen.Stoga je fiber laser prikladan za crno graviranje gdje je količina gravure velika ili gdje je metal izložen velikoj količini topline i oksidira te ga je potrebno zacrniti.
Vrijeme objave: 26. listopada 2023