46460292 despre laser

20
8/3/2019 46460292 Despre Laser http://slidepdf.com/reader/full/46460292-despre-laser 1/20 Introducere in LASER Despre efectul LASER se cunosc deja foarte multe. Aceasta ramura a stiintei s-a dezvoltat foarte mult de la inceputurile sale (1955-1965) si pana in ziua de astazi. Desi bazele teoretice erau mai mult sau mai putin stabilite, Albert Einstein având o contributie insemnata din 1917, primii care reusesc sa concretizeze toate teoriile si presupunerile au fost doi rusi si un american: Charles H. Townes (Massachusetts Institute of Technology (MIT), Cambridge, MA, USA; Nicolay Gennadiyevich Basov (Lebedev Institute for Physics kademija Nauk Moscow, USSR; Aleksandr Mikhailovich Prokhorov (Lebedev Institute for Physics Akademija Nauk Moscow, USSR). Cei trei au impartit premiul Nobel atribuit in 1964 pentru "cercetarile fundamentale in domeniul electronicii cuantice care au condus la construirea oscilatoarelor si a amplificatorilor bazati pe principiul maser-laser".  Principiul LASER consta in faptul ca atomii elibereaza energie sub forma de fotoni atunci cand parcurg tranzitia de pe un nivel de excitare metastabil spre un nivel de echilibru. Aceasta tranzitie se face sub influenta unui factor declansator si de aceea emisia de energie se numeste emisie stimulata sau emisie indusa. Odata pornita reactia aceasta se propaga sub forma piramidala astfel, un foton emis de un atom dezexcitat va declansa reactia la altul, acesta la randul lui va emite un foton si il va elibera si pe cel incident. Avem doi fotoni care se vor inmulti exponential. Astfel se produce o amplificare a radiatiei luminoase. Realizarea practica a dispozitivelor LASER. Tipuri de laser. Partile constituente ale unui laser sunt: 1. mediul activ; 2. sistemul de excitare; 3. rezonatorul optic. Partea esentiala a unui dispozitiv laser o constituie mediul  activ , adica un mediu in care se gasesc atomii aflati intr-o stare energetica superioara celei de echilibru. In acest mediu activ se produce amplificarea radiatiei luminoase (daca avem o radiatie luminoasa incidenta) sau chiar emisia si amplificarea radiatiei luminoase (daca nu avem o radiatie luminoasa incidenta).

Upload: alexandru-tufan

Post on 06-Apr-2018

238 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: 46460292 Despre Laser

8/3/2019 46460292 Despre Laser

http://slidepdf.com/reader/full/46460292-despre-laser 1/20

Introducere in LASER 

Despre efectul LASER se cunosc deja foarte multe. Aceasta ramura astiintei s-a dezvoltat foarte mult de la inceputurile sale (1955-1965) si panain ziua de astazi. Desi bazele teoretice erau mai mult sau mai putin stabilite,Albert Einstein având o contributie insemnata din 1917, primii care reusescsa concretizeze toate teoriile si presupunerile au fost doi rusi si un american:

• Charles H. Townes (Massachusetts Institute of Technology (MIT),Cambridge, MA, USA;

• Nicolay Gennadiyevich Basov (Lebedev Institute for Physics kademijaNauk Moscow, USSR;

• Aleksandr Mikhailovich Prokhorov (Lebedev Institute for PhysicsAkademija Nauk Moscow, USSR).

Cei trei au impartit premiul Nobel atribuit in 1964 pentru "cercetarilefundamentale in domeniul electronicii cuantice care au condus la construireaoscilatoarelor si a amplificatorilor bazati pe principiul maser-laser".

 

Principiul LASER consta in faptul ca atomii elibereaza energie subforma de fotoni atunci cand parcurg tranzitia de pe un nivel de excitaremetastabil spre un nivel de echilibru. Aceasta tranzitie se face sub influentaunui factor declansator si de aceea emisia de energie se numeste emisiestimulata sau emisie indusa. Odata pornita reactia aceasta se propaga subforma piramidala astfel, un foton emis de un atom dezexcitat va declansareactia la altul, acesta la randul lui va emite un foton si il va elibera si pe celincident. Avem doi fotoni care se vor inmulti exponential. Astfel se produce oamplificare a radiatiei luminoase.

Realizarea practica a dispozitivelor LASER. Tipuri de laser.

Partile constituente ale unui laser sunt:1. mediul activ; 2. sistemul de excitare; 3. rezonatorul optic.

Partea esentiala a unui dispozitiv laser o constituie mediul  activ , adicaun mediu in care se gasesc atomii aflati intr-o stare energetica superioaracelei de echilibru. In acest mediu activ se produce amplificarea radiatieiluminoase (daca avem o radiatie luminoasa incidenta) sau chiar emisia si

amplificarea radiatiei luminoase (daca nu avem o radiatie luminoasaincidenta).

Page 2: 46460292 Despre Laser

8/3/2019 46460292 Despre Laser

http://slidepdf.com/reader/full/46460292-despre-laser 2/20

 Sistemul de excitare este necesar pentru obtinerea de sisteme

atomice cu mai multi atomi intr-o stare energetica superioara. Exista maimulte moduri de a realiza excitarea atomilor din mediul activ, in functie denatura mediului.

Rezonatorul optic este un sistem de lentile si oglinzi necesare pentruprelucrarea optica a radiatiei emise. Desi la iesirea din mediul activ razelelaser sunt aproape perfect paralele rezonatorul optic este folosit pentru

colimarea mult mai precisa, pentru concentrarea razelor intr-un punctcalculat, pentru dispersia razelor sau alte aplicatii necesare.

Clasificarea laserilor se poate face după:• natura mediului activ (solid, lichid, gazos);• puterea emisă;• domeniul de lungimi de undă al radiaţiei emise;• modul de funcţionare(continuă sau în impulsuri).

Dupa natura mediului activ deosebim mai multe tipuri de laser:

laserul cu rubin, la care se distinge bara de rubin tratat drept mediul activiar ansamblul sursa de lumina plus oglinzi poarta rolul de sistem de excitare.

Laserul cu gaz foloseste amestecuri de gaze rare (He, Ne, Ar, Kr) sauCO2 drept mediu activ si o sursa de curent electric legata la doi electrozi iaurolul de sistem de excitare.

 

Page 3: 46460292 Despre Laser

8/3/2019 46460292 Despre Laser

http://slidepdf.com/reader/full/46460292-despre-laser 3/20

LASER-ul cu semiconductori.

Laserul cu semiconductori este constituit ca si celelalte tipuri de lasertot pe sablonul mediu activ, sistem de excitare, rezonator optic. In acestcaz un amestec semiconductor este folosit ca mediu activ. Cel mai adesea se

folosesc combinatii de metale din aceleasi perioade ale grupelor IIIa si Va.Dintre acestea semiconductorul cel mai folosit este cel format din Galiusi Arsenic (GaAs). Alte medii active au fost obtinute atat din amestecuriale elementelor grupelor IIa si VIa (Zinc si Seleniu " ZnSe) cat si dinamestecuri de trei sau patru elemente. Ultimele doua sunt mai ades folositepentru emisia unor radiatii mult mai precise din punct de vedere al lungimiide unda.

Sistemul de excitare este constituit din doua straturi de

semiconductori, unul de tip p si unul de tip n. Pentru a intelege mai bineaceste doua notiuni trebuie amintite cateva considerente teoretice cu privirela fizica solidului, in special principiul semiconductorilor.

Semiconductorii sunt o clasa de materiale larg folosita in electronicadatorita posibilitatii controlului proprietatilor electrice. Rezistivitateaelectrica a unui semiconductor scade odata cu cresterea temperaturii iarvaloarea ei poate fi modificata in limite foarte largi (10-2 - 108 W cm).Intr-un semiconductor foarte pur, conductibilitatea electrica este data deelectronii proprii, numita si conductibilitate intrinseca, iar in cazulmaterialelor impurificate avem de-a face cu o conductibilitate extrinseca.

Conductibilitatea intrinseca poate fi explicata pe scurt astfel. La 0K,electronii sunt asezati in legaturile covalente formate intre atomiisemiconductorului intrinsec. Odata cu cresterea temperaturii unii electronise rup din legaturi fiind liberi sa circule in tot volumul cristalului. Seproduce un fenomen de ionizare, iar in locul electronului plecat ramane ungol. Imediat el se ocupa cu un alt electron alaturat, golul se deplaseaza opozitie. Daca aplicam un camp electric in semiconductor, electronii liberise vor misca in sens invers campului, dar si golurile vor forma un curentpozitiv de acelasi sens cu campul. Cel mai interesant fenomen il reprezintamodificarea spectaculoasa a rezistivitatii electrice a semiconductorilor

prin impurificare. Astfel, daca din 105 atomi de Siliciu unul este inlocuit

Page 4: 46460292 Despre Laser

8/3/2019 46460292 Despre Laser

http://slidepdf.com/reader/full/46460292-despre-laser 4/20

cu un atom de Bor, rezistivitatea siliciului scade, la temperatura camerei,de 1000 de ori !!!

Impurificare reprezinta o problema specifica si fundamentala a fizicii sitehnologiei semiconductorilor. Daca impurificam Germaniul (grupa IVa, patruelectroni de valenta) cu un element din grupa a 5-a (cinci electroni devalenta) vom obtine un amestec cu un electron de valenta liber. Aceastaimpuritate constituie un donor. Semiconductorul astfel impurificat este de tipn, iar nivelul sau de energie este mai aproape de zona de conductie.

Daca impurificarea este facuta cu atomi din grupa a 3-a (trei electronide valenta), acesta se va integra in reteaua cristalina cu doar trei legaturicovalente, ramânând, deci, un gol capabil de a captura electroni in jurulatomului trivalent. Din aceasta cauza atomii acestui tip de impuritati auprimit numele de acceptori. Intr-un semiconductor astfel impurificat vorpredomina sarcinile pozitive, de unde numele de semiconductor de tip p.

Jonctiunile p n sunt ansambluri formate prin alipirea unuisemiconductor de tip p cu unul de tip n . Zona de separare, interfata, aremarimi de ordinul 10-4 cm. La suprafata semiconductorului n apare unsurplus de electroni iar la suprafata semiconductorului p un surplus degoluri. Astfel apare tendinta de compensare a acestora prin difuziaelectronilor de la un semiconductor la celalalt.

Laserul cu semiconductori. Construire.

Revenind la laserul cu semiconductori, avand stabilita o baza teoretica

minimala putem trece la detalierea practica a principiilor enuntate anterior.Laserul cu conductori este, de fapt, un sandwich format din 3 straturi

de semiconductori la care se adauga elementele sistemului de excitare. Laacest tip de laser energia necesara excitarii sistemului de atomi din mediulactiv cat si factorul declansator sunt date de curentul electric care seaplica. Datorita faptului ca acest sandwich corespunde modelului clasic dedioda, de aici incolo se va folosi si termenul de diodă.

Randamentul unei astfel de diode este in jurul a 30% dar amplificareaeste destul de mare. Curentul necesar trebuie sa aiba o densitate de catevamii de amperi pe centimetru dar avand in vedere ca o dioda laser are marimi

foarte mici, curentul necesar este adesea sub 100mA. Pentru a obtine

rezultate satisfacatoare, in practica se folosesc mai multe straturi decatse prezinta in figura. Cat priveste stratul activ, lungimea lui nu depaseste1 mm, iar grosimea sa este, in functie de model, de la 200 pana la 10 nm.In general grosimea stratului activ variaza intre 200 si 100 nm. Datoritafaptului ca este atat de subtire, fascicului emis este foarte divergent(pentru un laser) si astfel laserul cu semiconductori se bazeaza foarte multpe rezonatorul optic ce trebuie ales cu mare grija si trebuie pozitionatfoarte precis pentru a obtine performante maximale. De obicei un sistemformat din doua lentile plan-convexe pozitionate cu fetele convexe una sprecealalta la anumite distante calculabile este suficient pentru a obtine un

fascicul destul de bine colimat cu razele aproape perfect paralele.Acest fenomen este tratat in mod diferit in functie de necesitati.

Page 5: 46460292 Despre Laser

8/3/2019 46460292 Despre Laser

http://slidepdf.com/reader/full/46460292-despre-laser 5/20

Se poate crea o cavitate rezonanta prin pozitionarea unei oglinziperfecte si a uneia semitransparente, se poate folosi emisia "din spate"pentru a masura proprietatile fasciculului principal, se poate folosi aceeasiemisie din spate pentru a masura si controla curentul ce trece prin dioda.

Diodele laser sunt foarte sensibile la curenti si de aceea controlulstrict asupra acestora este absolut necesar. Uneori este necesara doar ovariatie mica a tensiunii sau a puterii si dioda se va arde.

Diodele laser sunt poate, cele mai fragile dispozitive de emisie laser.Faptul ca stratul activ are, de fapt, marimea unei bacterii este cel ce stala baza afirmatiei anterioare. Acest strat poate fi usor distrus prin supunereala curenti neadecvati, prin influente electrostatice, prin incalzire excesiva.Stratul activ se poate autodistruge chiar si fara prezenta vre-unuia dinfactorii enumerati mai sus. Simpla emisie a luminii poate vaporiza acest stratminuscul daca lumina emisa este prea puternica.

O dioda, desi minuscula, poate dezvolta puteri ale luminii de pana la3-5mW. Desi sunt mai rare si mult mai scumpe, diodele ce dezvolta zeci demii de mW exista si se gasesc in inscriptoarele de CD si in alte instrumentesi aparate de profil. In ceea ce priveste divergenta fasciculului, in prezent,majoritatea pointerelor reusesc performanta de a pastra divergenta la subun mm la fiecare 5 metri. Spectrul de culori acoperit de laserii cusemiconductori este in zona rosie 630-780 nm dar nu este limitat numai aici.

Laseri verzi sau chiar albastri exista si sunt intens cercetati. Problemaeste ca diodele de verde si albastru au o viata efemera (cele maiperformante ating doar cateva sute de ore) si functioneaza la temperaturiscazute (apropiate de 0K). Fata de clasicul GaAs (care emite in rosu-IR),pentru laserii albastri se prefera ZnSe si GaN. Primul a fost exclus treptat din

cercetari datorita rezistivitatii mari, consumului mare de energie,randamentului mic si a multor altor factori descoperiti experimental. Ultimelecercetari s-au concentrat pe GaN, iar de cand prof. Shuji Nakamura arealizat primul montaj practic si fiabil pentru generarea laserului albastru,cercetarile au luat amploare. Un fapt inedit, la data realizariidiodei pentru laserul albastru, in 1993, Shuji Nakamura nu avea nici macarun doctorat in buzunar, era doar un simplu cercetator pierdut intr-unlaborator al unei firme japoneze obscure. Recent, prof. Nakamura s-aalaturat colectivului profesoral de la Colegiul de Inginerie al UniversitatiiCaliforniene din Santa Barbara, SUA.

Revenind la laserii uzuali, trebuie mentionate si o serie de pericole cepot aparea chiar si pe langa laserii cu semiconductori care sunt cunoscuti a fimai putin puternici. S-a calculat ca o dioda obisnuita are o putere mult maimare chiar si decat a soarelui la ecuator. Toate amestecurile din stratul activau o putere de emisie mult mai mare decat a aceleiasi cantitati de suprafatasolara. Diodele prezente pe piata fac parte din clasele II si IIIa, ceea ceinseamna ca prezinta risc scazut de vatamare la operarea conforma cumanualul si la expunerea fugara, efemera a ochiului in raza laser. Totusi,trebuie avut in vedere ca orice expunere indelungata produce vatamaripunctiforme ale retinei si nu este nevoie de efecte immdiate pentru ca retina

sa fie vatamata.

Page 6: 46460292 Despre Laser

8/3/2019 46460292 Despre Laser

http://slidepdf.com/reader/full/46460292-despre-laser 6/20

  Regula numarul unu in lucrul cu laserii:<NU se priveste direct in raza laser chiar daca nu se simte nici odurere sau chiar daca raza este palida>.

CULOAREA SI STRALUCIREA RAZELOR LASER NU AU NICI OLEGATURA CU PUTEREA RADIATIEI. Aceste doua proprietati sunt date delungimea de unda a radiatiei care nu influenteaza in mod decisiv puterealaserului.

Pot exista laseri cu o culoare roz palida care sa fie mai nocivi decat ceimai aprinsi si rosiatici laseri.

Exista si o gluma in vocabularul domeniului laserelor:"Nu te uita niciodata direct in raza laser cu unicul ochi ramas intreg!".

  Utilizarea laserilor cu semiconductori 

Aspecte pozitive si negative ale acestei tehnologii.

Diodele sunt larg raspandite. Faptul ca sunt ieftin de produs, usor defolosit si foarte ieftin de folosit duce la producerea lor in masa siincluderea lor in cele mai multe aparate electronice ce au nevoie de laseri.Lecturatoarele de cd, fie ele CD-ROM-uri sau CD-playere, sunt toateprevazute cu diode laser. Playerele DVD au, deasemenea, diode laser, doarca acestea emit fascicule mult mai fine. CD-Writer-ele si CD-ReWriter-elefolosesc diode ce emit laseri apropiati de IR (800 nm) si puteri de cativaW. Aceleasi diode, dar de puteri ceva mai mici, sunt prezente si inimprimantele cu laser. Alte produse care folosesc laseri emisi de diode sunt

cititoarele de coduri de bare (Bar-Code Readers), unele Scannere, Pointerele

etc. Poate cel mai important folos, dupa CD/DVD-playere, este cel adus incomunicatiile prin fibra optica. In cadrul fiecarui emitator pe fibra opticase afla o dioda laser. Mai nou s-a inceput folosirea diodelor si inmedicina si in holografie. Diodele nu sunt folosite in aplicatiile militare(Radar, ghidare rachete, transmisiuni de date prin eter etc.), aplicatiileastronomice (distante cosmice si determinari de compozitii), efectelespeciale de anvergura si holografia de mare intindere datorita puteriilimitate relativ mici pe care o dezvolta.

Aplicatii practice

Laserul cu semiconductori este o alternativa ieftina si fiabila la laseriicu gaz. Marimile reduse, costurile mici de fabricatie si utilizare cat silongevitatea lor confera diodelor atuuri importante in "lupta" cu celelaltedispozitive de emisie laser. Singurele dezavantaje fiind puterile relativmici si fragilitatea, diodele sunt si vor fi cercetate extensiv pentru a fiimbunatatite. Pentru noi este important sa intelegem cum functioneaza unastfel de dispozitiv, la ce este folosit si incotro se indreapta cercetarilepentru a ne familiariza inca de pe acum cu acest tip de laser pe care il vom

intalni din ce in ce mai des in viata noastra de zi cu zi. Este importantsa cunoastem pericolele pe care le aduce cu sine o dioda laser precum si

Page 7: 46460292 Despre Laser

8/3/2019 46460292 Despre Laser

http://slidepdf.com/reader/full/46460292-despre-laser 7/20

factorii care pot perturba buna functionare a acesteia pentru a sti cum sane aparam si cum sa o protejam.

Laserul cu semiconductori este un domeniu relativ nou, cu un viitorsigur si cu implicatii puternice in viata de zi cu zi. 

Laserul a intrat in viata noastra cotidiana, fiind intalnit la tot pasul: de

la sistemul de citire a informatiei de pe un compact disc, la spectacolele delumina ce insotesc concertele in aer liber, la indicatoarele pe ecraneleretroproiectoarelor.

Unul dintre cele mai noi procedee utilizate in industria constructoarede masini este cel bazat pe ,,amplificarea luminii prin stimularea emisiei deradiati" procedeu cunoscut sintetic sub denumirea de LASER (,,LightAmplification by Stimulated Emision of Radiation"). In fapt, procedeul este odezvoltare a amplificarii de microunde prin emisie stimulata a radiatieiMASER (,,Microwave Amplification by Stimulate Emision of Radiation").

Laserii de diferite tipuri şi-au găsit aplicabilitate în domenii foartevariate,de la parcurile de distracţii la armament.Deoarece laserii producfascicule de lumină de mare energie,cu lungimi de undă specifice şi care nudevin divergente atât de repede ca razele naturale de lumină, ei pot fiutilizaţi pentru a transfera energia într-un anumit punct, precis determinat.

Principalele domenii ale ingineriei în care se aplică laserul sunt:• holografia şi interferometria holografică;• comunicaţiile optice;• calculatorul şi optica integrată;• producerea şi diagnosticarea plasmei;

• separarea izotopilor;• realizarea standardelor de timp şi lungime;• telemetria şi măsurarea de viteze;• alinieri şi controlul maşinilor unelte;• măsurări de profile şi nivele;• controlul automat al maşinilor;•  încălzirea materialelor fără schimbare de fază;• topirea şi sudarea metalelor;• vaporizarea şi depunerea de straturi subţiri;• fotografia ultrarapidă;• fabricarea şi testarea componentelor electronice.

Una dintre primele aplicaţii ale laserului a fost tăierea şi sudarea,atât în industrie cât şi în practica medicală (în chirurgie, oncologie,stomatologie, dermatologie, oftalmologie şi endoscopie).

Cei ce se ocupă de industria militară speră să poată utiliza puterea detăiere şi ardere a laserilor la arme. Iar alţii, în ideea de a crea noi surseenergetice ale viitorului, încearcă să conceapă dispozitive cu laser pentru adeclanşa reacţia de fuziune a hidrogenului.

Deoarece devin foarte încet divergente, fascicolele laser pot fi folosite

pentru determinarea gradului de planeitate a unei suprafeţe.Fermierii au

Page 8: 46460292 Despre Laser

8/3/2019 46460292 Despre Laser

http://slidepdf.com/reader/full/46460292-despre-laser 8/20

 întrebuinţat laserii pentru a se asigura că ogoarele lor sunt plane, ceea ce lepermite să le protejeze de eroziune.

De asemenea, laserii fac parte integrantă din actuala revoluţie optică.Aceasta presupune înlocuirea dispozitivelor electronice cu dispozitivefotonice. Dispozitivul fotonic utilizează fotoni în loc de electroni, iar laseriisunt surse excelente de fotoni pentru multe aplicaţii.

Deşi principalele dispozitive fotonice aflate în prezent în uz sunt reţelede fibre optice de lungă distanţă, mulţi oameni de ştiinţă prevăd apariţia încurând a computerelor fotonice.

Printre cele mai bizare se află utilizarea unor fascicule laser care seintersectează pentru a determina atomii aflaţi în punctual de încrucişare săstea pe loc.

Printre cele mai obişnuite este folosirea interferometriei laser pentru alocaliza poziţiile exacte de pe Pământ; de exemplu există posibilitatea calaserii să detecteze microdeplasările scoarţei terestre care precedcutremurile. Interferometrul poate fi ales ca instrument de detectare adistanţeor mici, de exemplu el poate detecta micile variaţii de grosime alelentilelor.

Utilizînd o combinaţie de laseri sau radar şi interferometru, vehiculelecosmice se pot autoghida cu mare precizie prin vastele spaţii interplanetare.

Utilizând tehnologia laser se pot realiza marcari indestructibile sigravuri, pe suprafeţe din diferite materiale cum ar fi, materiale plastice,lemn, piele, oţel, aluminiu, marmură, sticlă, materiale ceramice, etc.

O lanternă emite luminăincoerentă. Această lumină

constă dintr-un amestec deunde luminoase de diferitelungimi de undă. Un laseremite lumină coerentă. Toateundele au aceeaşi lungime şiacelaşi traseu. Luminaprovenită de la lanternăformează un fascicul care se  împrăştie treptat. Fasciculullaser rămâne aproape paralel.

Page 9: 46460292 Despre Laser

8/3/2019 46460292 Despre Laser

http://slidepdf.com/reader/full/46460292-despre-laser 9/20

Gravare

Densitatea razei laser este atat de puternica incat, in timpul

procesului, materialul este vaporizat. Materialul de baza topit interactionandcu oxigenul din atmosfera formeaza deseori oxizi, care din cazua culoriiacestora face gravura sa fie mai bine vizibila.

Marcare

Page 10: 46460292 Despre Laser

8/3/2019 46460292 Despre Laser

http://slidepdf.com/reader/full/46460292-despre-laser 10/20

Anumite metale pot fi marcate prin tehnica de calire. Materialul esteincalzit sub punctul de topire, cauzand schimbari structurale locale sischimbare intensa a culorii. Aceasta ramane stabila pana la 200°C, latemperaturi mai mari marcare dispare.

 

Shimbul de culoare 

Page 11: 46460292 Despre Laser

8/3/2019 46460292 Despre Laser

http://slidepdf.com/reader/full/46460292-despre-laser 11/20

Acest proces este special pentru suprafete plastice. Puterea razei lasertinteste molecule individuale, de exemplu pigmentii de culoare, distrugandu-le sau schimbandu-le structura, dar materialul nu este vaporizat sau topit.Pentru aceasta trebuie sa se cunoasca exact suprafata, facandu-se unajustaj perfect intre suprafata si lunginea de unda a razei laser.

Efectul de spumă

Page 12: 46460292 Despre Laser

8/3/2019 46460292 Despre Laser

http://slidepdf.com/reader/full/46460292-despre-laser 12/20

Acest procedeu este realizabil doar anumitor suprafete plastice. Razalaser topeste plasticul, local, creeand mici bule de gaz care se intaresc dupace materialul se raceste. Astfel in loc de o gravare neteda, suprafata va fiiusor ridicata in exterior.

Ablaţiune

Page 13: 46460292 Despre Laser

8/3/2019 46460292 Despre Laser

http://slidepdf.com/reader/full/46460292-despre-laser 13/20

Materialului ii este aplicata o acoperire dupa care este marcat cu laser,acesta indepartand acoperirea si lasand astfel materialul de baza care estediferit fata de acoperire.

Astazi, tehnologia laser este prezenta in toate segmentele industrialesi in multe aspecte private.

Page 14: 46460292 Despre Laser

8/3/2019 46460292 Despre Laser

http://slidepdf.com/reader/full/46460292-despre-laser 14/20

De exemplu, laserul este folosit in telecomuncatii, la marcareatermenelor de valabilitate de pe produse, la aparatele de tip scanner,aparatele de citit coduri de bare, telecomenzi, CD player etc. . Puterealaserului pentru acest tip de aplicatii este foarte mica, mult prea mica pentrua fi utilizata la tratarea materialelor.

Taierea laser, sudarea sau tratarea materialelor cu laser necesitao putere cu mult mai mare.

SUDURA LASER  

Este o tehnologie noua. Raza laser ofera o sursa putenica de caldura,concentrata si cu o densitate mare, permitand astfel o sudura adanca, decalitate chiar si pentru obiecte foarte mici.

 

Acest procedeu se pretează pieselor de dimensiuni medii şi mici, cugrad ridicat de complexitate.

Sisteme de sudură:

1. SmartWeld;

Page 15: 46460292 Despre Laser

8/3/2019 46460292 Despre Laser

http://slidepdf.com/reader/full/46460292-despre-laser 15/20

2. PopWeld.

SmartWeld

Caracteristici

• Structură compactă.• Stereomicroscop de precizie înaltă.• Răcire cu aer.• Diafragmă laser, filtru aer.• Timp de lucru ridicat.

Avantaje

• Tensiune de alimentare 220 V.• Energie puls 50 J.• Cost redus pentru maşină şi consumabile.• Stabilitate ridicată, poate fi folosită pentru lucrul în mai multe

schimburi.• Camera CCD. (opţional)

Funcţii

• Afişare parametri pe monitor LCD.• Dimensiune spot reglabilă 0.2-1.2 mm.• Cutie de metal pentru protecţie.

Tip laser Lampă XE+Nd:YAG Clasa IV

Page 16: 46460292 Despre Laser

8/3/2019 46460292 Despre Laser

http://slidepdf.com/reader/full/46460292-despre-laser 16/20

Putere medie 0-100 W (reglabilă)

Lungime deundă

1064 nm

Energie puls 50J.

Frecvenţă puls 0 ~ 20 Hz

Durată puls 0,2 ~ 20 ms

Diametrulspotului

0,2 - 1,2 mm

Pilot laser 650 nm, Clasa I

Unitate derăcire

Unitate de răcire internă cu apădistilată sau deionizată, protecţiesupraîncălzire

Putereconsumată

3,5 KW

Alimentare cu

energie 220V, 50Hz, 30ADimensiuni 1200 X 580 X 780 mm

Greutate 450 Kg

PopWeld

Caracteristici

Page 17: 46460292 Despre Laser

8/3/2019 46460292 Despre Laser

http://slidepdf.com/reader/full/46460292-despre-laser 17/20

• Eficienţă ridicată.• Design compact.• Unitate de racire externă.• Timp de lucru fără pauză îndelungat.

Avantaje

• Putere de ieşire ridicată 200/300W.• Cost redus pentru maşină şi consumabile.• Stabilitate ridicată şi posibilitate de funcţionare în mai multe

schimburi.• Diametrul spotului reglabil de la 0.2-1.2 mm.• Protecţie la supratemperatură şi debit scăzut.• Mod de operare facil.• Sistem de poziţionare 2D şi pentru piese circulare.• Camera CCD coaxială sau microscop (opţional)• Numeroase accesorii opţionale pentru marcarea pieselor speciale.

Tip laser Lampă XE+Nd:YAG Clasa IV

Putere ieşire 200/300 W

Lungime de undă 1064 nm

Frecvenţă puls 0-100 Hz

Durată puls 0,1 - 10 ms

Diametrul

spotului

0,4 - 0,6 mm

Pilot laser 650 nm, Clasa I

Unitate de răcire

Apă deionizată sau distilată,debit 25L/M

Temperatura 15°C ~ 35°C

Masă de lucruPoziţionare pe XY (100 X 150mm)

Putere consumată 12KW

Alimentare cuenergie 380V, 50-60Hz, 40A

Dimensiuni 1100 X 620 X 1300 mm

Greutate 400 Kg

Tăiere cu LASER 

Page 18: 46460292 Despre Laser

8/3/2019 46460292 Despre Laser

http://slidepdf.com/reader/full/46460292-despre-laser 18/20

FireMark

Caracteristici

• Laser RF CO2, putere de ieşire 10W/30W.• Galvanometru de mare viteză.• Structură compactă.• Durată de viaţă > 45.000 ore.• Integrare facilă în linii de producţie.

Avantaje

• Cost redus pentru maşină şi consumabile.• Alimentare la 220 V.• Fascicul laser de înaltă calitate.• Gamă largă de materiale care pot fi marcate/tăiate.• Nu necesită întreţinere.• Disponibilă în varianta racită cu aer sau apa.• Grad redus de poluare.• Numeroase accesorii opţionale pentru marcarea pieselor speciale.

Funcţii software

• Desenare obiecte de bază.• Compatibilitate ridicată cu alte programe (CorelDraw, Photoshop,

AutoCAD, etc)• Funcţii de copiere pentru toate obiectele.

• Funcţie Undo-Redo.

• Suport multilingv.• Posibilitate corecţie pentru câmpul scanat.

Page 19: 46460292 Despre Laser

8/3/2019 46460292 Despre Laser

http://slidepdf.com/reader/full/46460292-despre-laser 19/20

• Previzualizarea mişcării scanarelui.• Compatibilitate cu fişiere HPGL, text şi bitmap.• Precizarea parametrilor ca iluminare, stil haşura, nume, etc.• Posibitatea de lucru cu mouse şi tastatură.• Listă pentru specificarea ordinii de marcare.• Text liniar şi radial.• Fonturi Windows True Type.• Posibilitate marcare serii în mod automat.• Editor de fonturi pentru realizarea fonturilor.• Generator coduri de bare ca 3of9, EAN, EAN-128, Code-128, UPC-A,

Data Matrix, etc.• Afişarea fişierelor bitmap.• Citire şi scriere fişiere bitmap.• Import obiecte DXF cu menţinerea ierarhiei.• Compensarea fasciculului laser pentru poligoane închise.

 

Tip laser RF CO2 Laser Clasa IV

Putere medie 10/30 W

Lungime de undă 10.64 nm

Viteză de marcare 0-7000 nm/s

Dimensiune spot 0~80 microni

Spaţiu de lucru 100 X 100 mm

Pilot laser 650 nm, Clasa I

Putere consumată 600W / 1000W

Alimentare cuenergie

220V, 50Hz

Dimensiuni 745 X 148 X 168 mm

Greutate 22 Kg

In principiu, energia electrica este transferata intr-o raza de lumina cuo singura lungime de unda in timpul procesului de generare a razei in

Page 20: 46460292 Despre Laser

8/3/2019 46460292 Despre Laser

http://slidepdf.com/reader/full/46460292-despre-laser 20/20

rezonatorul laserului, ca de exemplu in cazul laserului pe baza de CO2. Razalaser este esentialmente paralela, ceea ce usureaza transferul pe distantemari, pana la punctul vizat. In aria de procesare, raza laser este concentrataintr-un punct mic, asigurand astfel energia necesara pentru a incalzi, topisau chiar evapora rapid metalele.

Cel mai mare grup de aplicatii laser este taierea metalelor, deoareceacestea pot fi taiate cu mare precizie, la viteze ridicate. Printre avantajeleoferite de sudarea laser se numara cusatura de dimensiuni reduse si unnumar mult mai mic de defecte de sudura, comparativ cu metodeletraditionale.

Indiferent de aplicatie, laserul este o metoda de lucru precisa si usorreglabila, fara contact mecanic cu piesa prelucrata. Este fascinant saurmaresti evolutia acestor tehnologii si sa vezi noi aplicatii lansate aproapezilnic.

Procesele laser necesita electricitate si genereaza radiatii, ceea cepoate fi periculos pentru utilizator, daca acesta nu dispune de cunostiintelecorespunzatoare pentru a manipula echipamentul in conditii de siguranta.