✷ Láser
O seu nome completo é Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation.Isto significa literalmente "amplificación da radiación excitada pola luz".É unha fonte de luz artificial con características diferentes á luz natural, que se pode estender a longa distancia en liña recta e que se pode recoller nunha pequena área.
✷ Diferenza entre láser e luz natural
1. Monocromaticidade
A luz natural abarca unha ampla gama de lonxitudes de onda dende o ultravioleta ata o infravermello.As súas lonxitudes de onda varían.
Luz natural
A luz láser é unha única lonxitude de onda da luz, unha propiedade chamada monocromaticidade.A vantaxe da monocromaticidade é que aumenta a flexibilidade do deseño óptico.
Láser
O índice de refracción da luz varía dependendo da lonxitude de onda.
Cando a luz natural atravesa unha lente, prodúcese a difusión debido aos diferentes tipos de lonxitudes de onda que contén.Este fenómeno chámase aberración cromática.
A luz láser, pola contra, é unha única lonxitude de onda de luz que só se refracta na mesma dirección.
Por exemplo, mentres que a lente dunha cámara debe ter un deseño que corrixa a distorsión debido á cor, os láseres só precisan ter en conta esa lonxitude de onda, polo que o feixe pode transmitirse a longas distancias, o que permite un deseño preciso que concentre a luz. nun pequeno lugar.
2. Directividad
A direccionalidade é o grao en que é menos probable que o son ou a luz se difundan ao viaxar polo espazo;maior direccionalidade indica menos difusión.
Luz natural: Consiste en luz difundida en varias direccións e, para mellorar a direccionalidade, é necesario un sistema óptico complexo para eliminar a luz fóra da dirección cara adiante.
Láser:É unha luz altamente direccional, e é máis doado deseñar ópticas para permitir que o láser viaxa en liña recta sen espallarse, permitindo a transmisión a longa distancia, etc.
3. Coherencia
A coherencia indica o grao en que a luz tende a interferir entre si.Se a luz se considera como ondas, canto máis próximas estean as bandas, maior será a coherencia.Por exemplo, as diferentes ondas na superficie da auga poden mellorar ou cancelarse entre si cando chocan entre si, e do mesmo xeito que este fenómeno, canto máis aleatorias sexan as ondas menor será o grao de interferencia.
Luz natural
A fase, a lonxitude de onda e a dirección do láser son iguais e pódese manter unha onda máis forte, permitindo así a transmisión a longa distancia.
Os picos e vales do láser son consistentes
A luz altamente coherente, que se pode transmitir a longas distancias sen espallarse, ten a vantaxe de que se pode recoller en pequenos puntos a través dunha lente, e pode usarse como luz de alta densidade transmitindo a luz xerada noutro lugar.
4. Densidade enerxética
Os láseres teñen unha excelente monocromaticidade, directividade e coherencia, e pódense agregar en puntos moi pequenos para formar luz de alta densidade de enerxía.Os láseres poden reducirse ata preto do límite de luz natural que non pode ser alcanzado pola luz natural.(Límite de derivación: refírese á incapacidade física de enfocar a luz en algo máis pequeno que a lonxitude de onda da luz).
Ao encoller o láser a un tamaño máis pequeno, a intensidade da luz (densidade de potencia) pódese aumentar ata o punto onde se pode usar para cortar o metal.
Láser
✷ Principio de Oscilación Láser
1. Principio de xeración de láser
Para producir luz láser son necesarios átomos ou moléculas denominadas medios láser.O medio láser é energizado externamente (excitado) polo que o átomo cambia dun estado fundamental de baixa enerxía a un estado excitado de alta enerxía.
O estado excitado é o estado no que os electróns dun átomo móvense desde a capa interna á externa.
Despois de que un átomo se transforma a un estado excitado, volve ao estado fundamental despois dun período de tempo (o tempo que tarda en volver do estado excitado ao estado fundamental chámase tempo de vida da fluorescencia).Neste momento a enerxía recibida irradiase en forma de luz para volver ao estado fundamental (radiación espontánea).
Esta luz irradiada ten unha lonxitude de onda específica.Os láseres xéranse transformando os átomos nun estado excitado e despois extraendo a luz resultante para utilizala.
2. Principio do láser amplificado
Os átomos que se transformaron nun estado excitado durante un determinado período de tempo irradiarán luz debido á radiación espontánea e volverán ao estado fundamental.
Non obstante, canto máis forte sexa a luz de excitación, máis aumentará o número de átomos no estado excitado e tamén aumentará a radiación espontánea de luz, dando lugar ao fenómeno da radiación excitada.
A radiación estimulada é o fenómeno no que, tras a luz incidente de radiación espontánea ou estimulada a un átomo excitado, esa luz proporciona ao átomo excitado enerxía para que a luz teña a intensidade correspondente.Despois da radiación excitada, o átomo excitado volve ao seu estado fundamental.É esta radiación estimulada a que se utiliza para a amplificación dos láseres, e canto maior sexa o número de átomos no estado excitado, máis radiación estimulada se xera de forma continua, o que permite que a luz sexa rapidamente amplificada e extraída como luz láser.
✷ Construción do Láser
Os láseres industriais clasifícanse en catro tipos.
1. Láser semicondutor: láser que utiliza como medio un semicondutor cunha estrutura de capa activa (capa emisora de luz).
2. Láseres de gas: os láseres de CO2 que usan gas CO2 como medio son moi utilizados.
3. Láseres de estado sólido: xeralmente láseres YAG e láseres YVO4, con medios láser cristalino YAG e YVO4.
4. Láser de fibra: usando fibra óptica como medio.
✷ Sobre as características do pulso e os efectos nas pezas de traballo
1. Diferenzas entre YVO4 e láser de fibra
As principais diferenzas entre os láseres YVO4 e os láseres de fibra son a potencia máxima e o ancho do pulso.A potencia máxima representa a intensidade da luz e o ancho do pulso representa a duración da luz.yVO4 ten a característica de xerar facilmente picos altos e pulsos de luz curtos, e a fibra ten a característica de xerar facilmente picos baixos e pulsos longos de luz.Cando o láser irradia o material, o resultado do procesamento pode variar moito dependendo da diferenza de pulsos.
2. Impacto nos materiais
Os pulsos do láser YVO4 irradian o material con luz de alta intensidade durante un curto período de tempo, de xeito que as áreas máis claras da capa superficial quentan rapidamente e despois arrefríanse inmediatamente.A parte irradiada arrefríase ata un estado de escuma no estado de ebulición e evapora para formar unha pegada menos profunda.A irradiación remata antes de que se transfira a calor, polo que hai pouco impacto térmico na zona circundante.
Os pulsos do láser de fibra, pola contra, irradian luz de baixa intensidade durante longos períodos de tempo.A temperatura do material sobe lentamente e permanece líquido ou evaporado durante moito tempo.Polo tanto, o láser de fibra é axeitado para gravar en negro onde a cantidade de gravado se fai grande ou onde o metal está sometido a unha gran cantidade de calor e se oxida e necesita ser ennegrecido.
Hora de publicación: 26-Oct-2023