✷ Laser
Sen koko nimi on Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation.Tämä tarkoittaa kirjaimellisesti "valon virittyneen säteilyn vahvistamista".Se on luonnonvalosta poikkeava keinotekoinen valonlähde, joka voi levitä pitkälle suoraviivaisesti ja kerätä pienelle alueelle.
✷ Ero laserin ja luonnonvalon välillä
1. Yksivärisyys
Luonnonvalo käsittää laajan valikoiman aallonpituuksia ultraviolettisäteilystä infrapunaan.Sen aallonpituudet vaihtelevat.
Luonnonvalo
Laservalo on yksi valon aallonpituus, ominaisuus, jota kutsutaan monokromaattiseksi.Yksivärisyyden etuna on, että se lisää optisen suunnittelun joustavuutta.
Laser
Valon taitekerroin vaihtelee aallonpituuden mukaan.
Kun luonnonvalo kulkee linssin läpi, diffuusio tapahtuu sen sisältämien erityyppisten aallonpituuksien vuoksi.Tätä ilmiötä kutsutaan kromaattiseksi aberraatioksi.
Laservalo puolestaan on yksittäinen valon aallonpituus, joka taittuu vain samaan suuntaan.
Esimerkiksi, vaikka kameran linssillä on oltava muotoilu, joka korjaa värin aiheuttaman vääristymän, laserien tarvitsee ottaa vain tämä aallonpituus huomioon, jotta säde voidaan siirtää pitkiä matkoja, mikä mahdollistaa tarkan suunnittelun, joka keskittää valoa. pienessä paikassa.
2. Suuntavuus
Suuntaus on aste, jolla ääni tai valo epätodennäköisemmin leviävät kulkiessaan avaruudessa;suurempi suuntaus tarkoittaa pienempää diffuusiota.
Luonnonvalo: Se koostuu eri suuntiin hajaantuneesta valosta, ja suuntaavuuden parantamiseksi tarvitaan monimutkainen optinen järjestelmä valon poistamiseksi eteenpäin suunnan ulkopuolelta.
Laser:Se on erittäin suuntautuva valo, ja on helpompi suunnitella optiikka, joka mahdollistaa laserin kulkemisen suorassa linjassa leviämättä, mikä mahdollistaa pitkän matkan lähetyksen ja niin edelleen.
3. Johdonmukaisuus
Koherenssi osoittaa, missä määrin valo pyrkii häiritsemään toisiaan.Jos valoa pidetään aaltoina, mitä lähempänä nauhat ovat, sitä suurempi koherenssi.Esimerkiksi eri aallot veden pinnalla voivat tehostaa tai kumota toisiaan törmääessään toisiinsa, ja samalla tavalla kuin tämä ilmiö, mitä satunnaisempia aallot ovat, sitä heikompi häiriöaste on.
Luonnonvalo
Laserin vaihe, aallonpituus ja suunta ovat samat, ja vahvempi aalto voidaan säilyttää, mikä mahdollistaa pitkän matkan lähetyksen.
Laserhuiput ja -laaksot ovat yhdenmukaisia
Erittäin koherentilla valolla, joka voidaan siirtää pitkiä matkoja leviämättä, on se etu, että se voidaan koota pieniksi täpliksi linssin läpi ja sitä voidaan käyttää korkeatiheyksisenä valona välittämällä muualle syntyvää valoa.
4. Energiatiheys
Lasereilla on erinomainen monokromaattisuus, suuntaavuus ja koherenssi, ja ne voidaan aggregoida hyvin pieniksi täpliksi muodostamaan korkean energiatiheyden valoa.Laserit voidaan pienentää lähelle luonnonvalon rajaa, johon luonnonvalo ei pääse.(Ohitusraja: Se viittaa fyysiseen kyvyttömyyteen kohdistaa valo johonkin pienempään kuin valon aallonpituus.)
Kutistamalla laser pienempään kokoon valon voimakkuutta (tehotiheyttä) voidaan kasvattaa siihen pisteeseen, että sillä voidaan leikata metallia.
Laser
✷ Laservärähtelyn periaate
1. Lasertuoton periaate
Laservalon tuottamiseksi tarvitaan atomeja tai molekyylejä, joita kutsutaan lasermediaksi.Lasermedia on ulkoisesti viritetty (viritetty) niin, että atomi muuttuu matalaenergisesta perustilasta korkeaenergiseen viritettyyn tilaan.
Viritystila on tila, jossa atomin sisällä olevat elektronit siirtyvät sisäkuoresta ulkokuoreen.
Kun atomi muuttuu virittyneeseen tilaan, se palaa perustilaan tietyn ajan kuluttua (aikaa, joka kuluu palaamiseen viritetystä tilasta perustilaan, kutsutaan fluoresenssin elinkaareksi).Tällä hetkellä vastaanotettu energia säteilee valon muodossa palatakseen perustilaan (spontaani säteily).
Tällä säteilevällä valolla on tietty aallonpituus.Lasereita tuotetaan muuntamalla atomit virittyneeseen tilaan ja poistamalla sitten saatu valo sen hyödyntämiseksi.
2. Vahvistetun laserin periaate
Tietyksi ajaksi virittyneeseen tilaan muuttuneet atomit säteilevät valoa spontaanin säteilyn seurauksena ja palaavat perustilaan.
Kuitenkin mitä voimakkaampi viritysvalo on, sitä enemmän viritetyssä tilassa olevien atomien määrä kasvaa, ja myös valon spontaani säteily lisääntyy, mikä johtaa virittyneen säteilyn ilmiöön.
Stimuloitu säteily on ilmiö, jossa spontaaniin tai stimuloituun säteilyyn osuvan valon jälkeen tämä valo antaa viritetylle atomille energiaa, joka tekee valosta vastaavan voimakkuuden.Virittyneen säteilyn jälkeen viritetty atomi palaa perustilaansa.Juuri tätä stimuloitua säteilyä hyödynnetään lasereiden vahvistamiseen, ja mitä enemmän viritetyssä tilassa on atomien lukumäärä, sitä enemmän stimuloitua säteilyä syntyy jatkuvasti, mikä mahdollistaa valon nopean vahvistamisen ja poistamisen laservalona.
✷ Laserin rakentaminen
Teolliset laserit luokitellaan yleisesti neljään tyyppiin.
1. Puolijohdelaser: Laser, joka käyttää väliaineenaan puolijohdetta, jossa on aktiivinen kerros (valoa emittoiva kerros).
2. Kaasulaserit: CO2-lasereita, jotka käyttävät väliaineena CO2-kaasua, käytetään laajalti.
3. Solid-state laserit: Yleensä YAG-laserit ja YVO4-laserit, joissa on YAG- ja YVO4-kiteinen lasermedia.
4. Kuitulaser: optisen kuidun käyttäminen välineenä.
✷ Tietoja pulssin ominaisuuksista ja vaikutuksista työkappaleisiin
1. Erot YVO4:n ja kuitulaserin välillä
Tärkeimmät erot YVO4-laserien ja kuitulaserien välillä ovat huipputeho ja pulssin leveys.Huipputeho edustaa valon voimakkuutta ja pulssin leveys edustaa valon kestoa.yVO4:llä on ominaisuus tuottaa helposti korkeita huippuja ja lyhyitä valopulsseja, ja kuidulla on ominaisuus tuottaa helposti matalat piikit ja pitkiä valopulsseja.Kun laser säteilyttää materiaalia, käsittelytulos voi vaihdella suuresti pulssien eroista riippuen.
2. Vaikutus materiaaleihin
YVO4-laserin pulssit säteilyttävät materiaalia korkean intensiteetin valolla lyhyen aikaa, jolloin pintakerroksen vaaleammat alueet lämpenevät nopeasti ja jäähtyvät sitten välittömästi.Säteilytetty osa jäähdytetään vaahtoavaan tilaan kiehuvassa tilassa ja haihtuu muodostaen matalamman jäljen.Säteilytys päättyy ennen lämmön siirtymistä, joten lämpövaikutus ympäristöön on vähäinen.
Kuitulaserin pulssit puolestaan säteilyttävät matalan intensiteetin valoa pitkiä aikoja.Materiaalin lämpötila nousee hitaasti ja pysyy nestemäisenä tai haihtuneena pitkään.Siksi kuitulaser soveltuu mustaan kaiverrukseen, jossa kaiverrusmäärä tulee suureksi tai jossa metalli altistuu suurelle lämpömäärälle ja hapettuu ja on mustettava.
Postitusaika: 26.10.2023