✷ Làser
El seu nom complet és Amplificació de la llum per emissió estimulada de radiació.Això significa literalment "amplificació de la radiació excitada per la llum".És una font de llum artificial amb característiques diferents de la de la llum natural, que es pot estendre a llarga distància en línia recta i es pot reunir en una àrea petita.
✷ Diferència entre làser i llum natural
1. Monocromaticitat
La llum natural abasta una àmplia gamma de longituds d'ona des de l'ultraviolada fins a l'infraroig.Les seves longituds d'ona varien.
Llum natural
La llum làser és una única longitud d'ona de la llum, una propietat anomenada monocromaticitat.L'avantatge de la monocromaticitat és que augmenta la flexibilitat del disseny òptic.
Làser
L'índex de refracció de la llum varia en funció de la longitud d'ona.
Quan la llum natural travessa una lent, la difusió es produeix a causa dels diferents tipus de longituds d'ona que hi conté.Aquest fenomen s'anomena aberració cromàtica.
La llum làser, en canvi, és una única longitud d'ona de llum que només es refracta en la mateixa direcció.
Per exemple, mentre que la lent d'una càmera ha de tenir un disseny que corregeixi la distorsió a causa del color, els làsers només han de tenir en compte aquesta longitud d'ona, de manera que el feix es pot transmetre a llargues distàncies, permetent un disseny precís que concentra la llum. en un petit lloc.
2. Directivitat
La direccionalitat és el grau en què és menys probable que el so o la llum es difonguin a mesura que viatgen per l'espai;una direccionalitat més alta indica menys difusió.
Llum natural: Consisteix en llum difosa en diverses direccions, i per millorar la direccionalitat, es necessita un sistema òptic complex per eliminar la llum fora de la direcció cap endavant.
Làser:És una llum altament direccional, i és més fàcil dissenyar òptiques per permetre que el làser viatgi en línia recta sense propagar-se, permetent la transmissió a llarga distància, etc.
3. Coherència
La coherència indica el grau en què la llum tendeix a interferir entre si.Si la llum es considera ones, com més properes estiguin les bandes, més gran serà la coherència.Per exemple, diferents ones a la superfície de l'aigua poden millorar o cancel·lar-se entre elles quan xoquen entre elles i, de la mateixa manera que aquest fenomen, com més aleatòries siguin les ones, més feble serà el grau d'interferència.
Llum natural
La fase, la longitud d'ona i la direcció del làser són les mateixes, i es pot mantenir una ona més forta, permetent així la transmissió a llarga distància.
Els pics i les valls del làser són consistents
La llum altament coherent, que es pot transmetre a llargues distàncies sense propagar-se, té l'avantatge que es pot reunir en petits punts a través d'una lent i es pot utilitzar com a llum d'alta densitat transmetent la llum generada en altres llocs.
4. Densitat d'energia
Els làsers tenen una monocromaticitat, directivitat i coherència excel·lents, i es poden agregar en punts molt petits per formar llum d'alta densitat d'energia.Els làsers es poden reduir fins al límit de la llum natural que no es pot arribar amb la llum natural.(Límit de derivació: es refereix a la incapacitat física d'enfocar la llum en alguna cosa més petita que la longitud d'ona de la llum).
Mitjançant la reducció del làser a una mida més petita, la intensitat de la llum (densitat de potència) es pot augmentar fins al punt que es pot utilitzar per tallar metall.
Làser
✷ Principi de l'oscil·lació làser
1. Principi de generació làser
Per produir llum làser, es necessiten àtoms o molècules anomenades medi làser.El medi làser s'activa externament (excitat) de manera que l'àtom canvia d'un estat fonamental de baixa energia a un estat excitat d'alta energia.
L'estat excitat és l'estat en què els electrons dins d'un àtom es mouen des de l'interior cap a l'exterior.
Després que un àtom es transforma a un estat excitat, torna a l'estat fonamental després d'un període de temps (el temps que triga a tornar de l'estat excitat a l'estat fonamental s'anomena vida de fluorescència).En aquest moment l'energia rebuda s'irradia en forma de llum per tornar a l'estat fonamental (radiació espontània).
Aquesta llum radiada té una longitud d'ona específica.Els làsers es generen transformant els àtoms en un estat excitat i després extreure la llum resultant per utilitzar-la.
2. Principi del làser amplificat
Els àtoms que s'han transformat a un estat excitat durant un període de temps determinat irradiaran llum a causa de la radiació espontània i tornaran a l'estat fonamental.
Tanmateix, com més forta sigui la llum d'excitació, més augmentarà el nombre d'àtoms en estat excitat i també augmentarà la radiació espontània de la llum, donant lloc al fenomen de la radiació excitada.
La radiació estimulada és el fenomen en què, després de la llum incident de radiació espontània o estimulada a un àtom excitat, aquesta llum proporciona energia a l'àtom excitat per fer que la llum tingui la intensitat corresponent.Després de la radiació excitada, l'àtom excitat torna al seu estat fonamental.És aquesta radiació estimulada la que s'utilitza per a l'amplificació dels làsers, i com més gran és el nombre d'àtoms en estat excitat, més radiació estimulada es genera contínuament, la qual cosa permet que la llum s'amplifi i s'extregui ràpidament com a llum làser.
✷ Construcció del Làser
Els làsers industrials es classifiquen àmpliament en 4 tipus.
1. Làser semiconductor: làser que utilitza un semiconductor amb una estructura de capa activa (capa emissora de llum) com a mitjà.
2. Làsers de gas: Els làsers de CO2 que utilitzen gas CO2 com a mitjà són molt utilitzats.
3. Làsers d'estat sòlid: Generalment làsers YAG i làsers YVO4, amb suport làser cristal·lí YAG i YVO4.
4. Làser de fibra: utilitzant fibra òptica com a mitjà.
✷ Sobre les característiques del pols i els efectes sobre les peces
1. Diferències entre YVO4 i làser de fibra
Les principals diferències entre els làsers YVO4 i els làsers de fibra són la potència màxima i l'amplada del pols.La potència màxima representa la intensitat de la llum i l'amplada del pols representa la durada de la llum.yVO4 té la característica de generar fàcilment pics elevats i polsos de llum curts, i la fibra té la característica de generar fàcilment pics baixos i polsos de llum llargs.Quan el làser irradia el material, el resultat del processament pot variar molt en funció de la diferència de polsos.
2. Impacte sobre els materials
Els polsos del làser YVO4 irradien el material amb llum d'alta intensitat durant un curt període de temps, de manera que les zones més lleugeres de la capa superficial s'escalfen ràpidament i després es refreden immediatament.La part irradiada es refreda fins a un estat d'escuma en estat d'ebullició i s'evapora per formar una empremta menys profunda.La irradiació acaba abans que es transfereixi la calor, de manera que hi ha poc impacte tèrmic a l'entorn.
Els polsos del làser de fibra, en canvi, irradien llum de baixa intensitat durant llargs períodes de temps.La temperatura del material augmenta lentament i roman líquid o evaporat durant molt de temps.Per tant, el làser de fibra és adequat per al gravat negre on la quantitat de gravat es fa gran o on el metall està sotmès a una gran quantitat de calor i s'oxida i s'ha d'ennegrir.
Hora de publicació: 26-octubre-2023