Рефераты Промышленное применение лазеров

Вернуться в Промышленные технологии

Промышленное применение лазеров
Промышленное применение лазеров. В настоящее время области применения лазеров расширяются с ка-ждым днем. После первого промышленного использования лазеров для получения отверстий в рубинах для часов эти устройства успешно приме-няются в самых различных областях . Мечтатели и фантасты неоднократно предсказывали появления не-обыкновенных вещей, в частности луча, отличающегося необыкновенны-ми свойствами . И вот, в 1960г. первый лазерный луч был получен при на-качке маленького кубического кристалла рубина вспышками света. Не-сколько лет спустя некоторые физики проводили испытания по сварке, бу-рению, гравированию, скрайбированию, сверлению, синтезу, закаливанию, маркированию, плавлению и формированию структур с помощью лазерно-го луча без контакта с материалом. Лазерные системы делятся на три основные группы: твердотельные лазеры, газовые, среди которых особое место занимает CO2 - лазер; и по-лупроводниковые лазеры. Некоторое время назад появились такие систе-мы, как перестраиваемые лазеры на красителях, твердотельные лазеры на активированных стеклах. РУБИН. В лазерах этот кристалл имеет высокий порог генерации и следовательно низкий КПД, обычно 0.5%. Его выходная мощность также сильно зависит от рабочей температуры, что ограничивает частоту повто-рения импульсов величиной 10 Гц или менее. В то же время этот материал термически стоек и не боится перегрева. Однако его широкое применение ограничивает достаточно высокая стоимость специально выращенного кристалла, особенно если требуется стержень больших размеров. Поэтому рубиновые лазеры применяются когда необходимо излучение длиной вол-ны 694 нм или не требуется высокая энергия на выходе и КПД не играет существенной роли. Например, такие лазеры стали широко использоваться для специальной фотографии - голографии, после того, как удалось до-биться достаточной чувствительности пленки на частоте 694 нм. Эти лазе-ры более удобны и для пробивки очень точных отверстий, так как с уменьшением длины волны размеры точки фокуса, ограничивающийся дифракцией, уменьшаются. Не так давно некоторые ученые предсказыва-ли, что рубиновый лазер скоро отслужит свой срок. Однако в настоящее время полупроводниковые приборы на арсениде галлия (GaAs) могут сва-риваться с тугоплавкими металлическими проводниками с помощью им-пульсного рубинового лазера. Процесс длится 100 нс вместо 5-30 мин, ко-торые требуются при обычной сварке с последующим отжигом. Это важ-ное достижение применяется в электронных системах, используемых в спутниковой связи, реактивных двигателях, геотермальных скважинах, атомных реакторах, приемниках радиолокационных станций и ракет, интегральных микроволновых цепях. ТВЕРДОТЕЛЬНЫЕ ЛАЗЕРЫ на люминесцирующих средах. Это ла-зеры на стеклах, активированных неодимом (Nd : YAG), лазеры на кри-сталле иттрий-литиевого флюорита, легированного эрбием (ИЛФ, Er : YAG) или их аналоги. Это лазеры с оптической накачкой. КПД не выше 5%, однако мощность практически не зависит от рабочей температуры. Так как это сравнительно дешевый материал, повышение мощности мож-но производить простым увеличением размера рабочего элемента. Эти ти-пы лазеров применяются в лазерной спектроскопии, нелинейной оптике, лазерной технологии : сварка, закалка, упрочнение поверхности. Лазерные стекла применяются в мощных установках для лазерного термоядерного синтеза. ГАЗОВЫЕ ЛАЗЕРЫ. Существует несколько смесей газов, которые могут испускать вынужденное излучение. Один из газов - двуокись угле-рода - применяется в N2 - СО2- и СО - лазерах мощностью >15 кВт. с по-перечной накачкой электрическим разрядом. А также газодинамические лазеры с тепловой накачкой, у которых основная рабочая смесь: N2+CO2+He или N2+CO2+H2O. Рассмотрим некоторые возможности применения таких лазеров промышленных установках. Известна термическая обработка материалов и деталей обычными средствами. Предварительный подогрев с использованием газовых лазеров позволяет обрабатывать материалы более высокой твердости. Прямоли-нейные участки многокомпонентных деталей легко свариваются газовы-ми лазерами, в то время как непрямолинейные участки свариваются с ис-пользованием специальных поворотных зеркальных систем
Добавить в Одноклассники    

 

Rambler's Top100