Реферати українською » Радиоэлектроника » Промислове застосування лазерів


Реферат Промислове застосування лазерів

         Нині області застосування лазерів розширюються з дня на день. Після першого промислового використання лазерів щоб одержати отворів в рубінах до годинника ці устрою успішно застосовують у найрізноманітніших галузях .

         Мрійники і фантасти неодноразово передбачали появи незвичайних речей, зокрема променя, може похвалитися незвичайними властивостями . І тепер, 1960 р. перший лазерний промінь було отримано при накачуванню маленького кубічного кристала рубіна спалахами світла. Через кілька років деякі фізики проводили випробування по зварюванні, бурінню,гравированию,скрайбированию,сверлению, синтезу, загартовуванню, маркуванню,плавлению та формування структур з допомогою лазерного променя без контакту з матеріалом.

         Лазерні системи діляться втричі основні групи: твердотільні лазери, газові, серед яких окреме місце посідаєCO2 - лазер; і напівпровідникові лазери. Певний час тому з'явилися такі, якперестраиваемие лазери на барвниках, твердотільні лазери на активованих шибках.

        РУБИН. Улазерах цей кристал має високий поріг генерації і отже низький ККД, зазвичай 0.5%. Його вихідна потужність також дуже залежить від робочої температури, що обмежує частоту повторення імпульсів величиною 10 гц більш-менш. У той самий час цей матеріал термічно стійкий і боїться перегріву. Проте його широке застосування обмежує досить високу вартість спеціально вирощеного кристала, якщо потрібно стрижень великих розмірів. Тому рубінові лазери застосовуються коли необхідно випромінювання довжиною хвиль 694 нм або визначена висока енергія не вдома і ККД не відіграє ролі. Наприклад, такі лазери стали широко використовуватися для спеціальної фотографії -голографії, по тому, як вдалося домогтися достатньої чутливості плівки на частоті 694 нм. Ці лазери більш зручні і дляпробивки дуже точних отворів, оскільки із зменшенням довжини хвилі розміри точки фокусу, обмежуєтьсядифракцией, зменшуються. Не недавно деякі вчені передбачали, що рубіновий лазер скоро відслужить свій термін. Однак на цей час напівпровідникові прилади на арсеніді галію (>GaAs) можутьсвариваться з тугоплавкими металевими провідниками з допомогою імпульсного рубінового лазера. Процес триває 100 нс замість 5-30 хв, потрібних при звичайній зварюванні з наступнимотжигом. Це важливе досягнення застосовується в електронних системах їх, які у супутниковому зв'язку, реактивних двигунах, геотермальних свердловинах, атомних реакторах, приймачах радіолокаційних станцій та ракет, інтегральних мікрохвильових ланцюгах.

         >ТВЕРДОТЕЛЬНЫЕЛАЗЕРЫ налюминесцирующих середовищах. Це лазери на шибках, активованихнеодимом (>Nd :YAG), лазери на кристаліиттрий-литиевогофлюорита, легованогоербием (>ИЛФ,Er :YAG) чи його аналоги. Це лазери з оптичної накачуванням. ККД не вище 5%, проте потужність слабко від робочої температури. Оскільки це порівняно дешевий матеріал, підвищення потужності можна робити простим збільшенням розміру робочого елемента. Ці типи лазерів застосовують у лазерної спектроскопії, нелінійної оптиці, лазерної технології : зварювання, гарт, зміцнення поверхні. Лазерні скла застосовують у потужних установках для лазерного термоядерного синтезу.

         ГАЗОВІЛАЗЕРЫ. Є кілька сумішей газів, що потенційно можуть випускати вимушене випромінювання. Одне з газів - двоокис вуглецю - застосовується уN2 - ЗІ2-  й CO -лазерах потужністю >15 кВт. із поперечною накачуванням електричним розрядом. До того жгазодинамические лазери з теплової накачуванням, які мають основна робоча суміш:N2+CO2+He чиN2+CO2+H2O. Розглянемо деякі можливість застосування таких лазерів промислових установках.

         Відома термічна обробка матеріалів і деталей звичайними засобами. Попередній підігрів з допомогою газових лазерів дозволяє обробляти матеріали вищої твердості.Прямолинейние ділянки багатокомпонентних деталей легко зварюються газовими лазерами, тоді якнепрямолинейние ділянки зварюються з допомогою спеціальних поворотних дзеркальних систем. Виробляється лазерна гарт і швайка аж деталей. Застосовуються подібні лазери в спектроскопії, лазерної хімії, медицині.

         Установки з урахуванням ЗІ2 - лазерів потужністю 500 Вт успішно застосовуються для лазерного різання за шаблонами і розкрою сталей чи пластмас,пробивки отворів, якщо їх діаметр дуже малий. У випадку товщинаразрезаемого матеріалу залежить від потужності випромінювання. Нині вартість СО2 - лазерів особливо висока. Вартість газів, що застосовуються у СО2 -лазерах порівнянна з енергією, споживаної верстатами, призначеними пробивання отворів. Характеристики СО2 - лазерів стабільні.Лазери легкі під управлінням і безпечні за дотримання правил експлуатації.

        ПРОЧИЕ ГАЗОВІЛАЗЕРЫ.Электроразрядние лазери низький тиск на шляхетних газах :He-Ne,He-Xe та інших. Це малопотужні системи вирізняються високоюмонохроматичностью і спрямованістю. Застосовуються в спектроскопії, стандартизації частоти і довжини випромінювання, в настроюванні оптичних систем.

        Ионний аргоновий лазер - лазер безперервного дії, генеруючий зелений промінь.Накачка здійснюється електричним розрядом. Потужність сягає кілька десятків Вт. Застосовується до медицини, спектроскопії, нелінійної оптиці.

        Эксимерние лазери. Робоча середовище - суміш шляхетних газів зF2,Cl2,фторидами.Возбуждаютсясильноточним електронним пучком чи поперечним розрядом. Працюють в імпульсному режимі у СФ - діапазоні довжин хвиль. Застосовуються для лазерного термоядерного синтезу.

         Хімічні лазери. Робоча середовище - суміш газів. Основне джерело енергії - хімічна реакція між компонентами робочої суміші. Можливі варіанти лазерів імпульсного і безперервного дії. Вона має широкий, спектр генерації у ближчій ІК - області спектра.Обладают великий потужністю безперервного випромінювання та досить енергії в імпульсі. Такі лазери застосовуються в спектроскопії, лазерної хімії, системах контролю складу атмосфери.

        ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕЛАЗЕРЫ становлять найчисленнішу групу.Накачка здійснюєтьсяинжекцией черезгетеропереход, і навіть електронним пучком.Гетеролазери мініатюрні, мають високий ККД. Можуть працюватиме, як в імпульсному, і у безупинному режимах. Попри низьку потужність вони застосування у промисловості. Вони застосовуються для спектроскопії, оптичної стандартизації частоти, оптико-волоконних ліній зв'язку, для контролю форми, інтерференційних смуг деформації, воптико-електронике, в робототехніці, в системах пожежної безпеки. У побуті застосовуються в системах оптичної обробки інформації (всканерах) разом з нескладної системою багатогранних дзеркал, що застосовуються відхилення променя, взвуко- івидеосистемах, в охоронних системах. Останнім часом напівпровідникові лазери, завдяки своїм малим розмірам, застосовуються й у медицині. >Лазери з електронною накачуванням перспективні в системах проекційного лазерного телебачення.

         Рік у рік лазери зміцнює входить у промисловість й облаштований побут людини.

 

Список літератури : 

1) Промислове застосування лазерів.Под.ред.Г.Кебнера,М.-1988.

2) Довідник полазерам, перекл. з анг.А.М.Прохорова. Том 1,М.-1978.

3) Фізична енциклопедія.Гл.ред.А.М.Прохоров. Том 2,М.-1990.

4)Звелто Про., Принципи лазерів ,пер.с анг.,М.-1984.

 


Схожі реферати:

Навігація