بروز شده در ۱۴۰۰/۰۲/۱۵ – ۹:۱۰ توسط سارا فارمر

اگر قصد خرید دستگاه لیزر را دارید، باید با انواع این دستگاه آشنا شوید؛ چراکه هر کدام از گونه های این دستگاه مزایای مخصوص به خود را دارد؛ لذا شما بایستی با توجه به فعالیت مورد نظرتان و انتظاراتتان از کارایی یک ماشین لیزر، بهترین مدل را انتخاب و خریداری کنید. جهت تسهیل این امر، در این مطلب ما قصد داریم با ارائه ی توضیحاتی ساده و کاربردی شما را با لیزرهای فایبری و سی اُ دو آشنا کنیم. پیش از پرداختن به توضیحات مربوط به این لیزرها، ابتدا ضروری ست بدانیم لیزر چیست؟

لیزر چیست؟

واژه ی انگلیسی لیزر مخفف Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation ، به معنای “تقويت نور بوسيله امواج تحريك شده”  است. لیزر منبع نامتعارف نور است که با نور لامپ یا چراغ قوه فرق دارد. لیزر پرتوی خیلی باریکی از نور تولید می کند. که این شکل از نور برای استفاده در بسیاری از فناوری ها و دستگاه ها مفید است.

طرز کار لیزر چگونه است؟

نور در موج حرکت می کند. به فاصله ی میان قله های این امواج، طول موج گفته می شود. هر رنگ نور یک طول موج متفاوت دارد. نور خورشید و نور معمولی لامپ ها از نوری با طول موج های متعدد درست شده اند.

اما لیزر متفاوت است. لیزر در طبیعت وجود ندارد؛ با این وجود، دانشمندان راه هایی برای ساختنش پیدا کرده اند. لیزر مجموعه ای از پرتوهای باریک ایجاد می کند. این پرتوها همه طول موج یکسان دارند. امواج نور لیزر با هم به صورت هم ردیف یا هم فاز منتقل می شوند. این موضوع دلیل باریکی، روشن بودن و توانایی تمرکز روی یک نقطه ی کوچک در پرتوهای لیزر است. این پرتوها به این دلیل که می توانند متمرکز بمانند و به جهات مختلف نمی تابند، قابلیت انتقال در فاصله های بسیار طولانی را دارند. همچنین می توانند مقدار زیادی انرژی را در یک نقطه ی کوچک جمع کنند.

از لیزر در این موارد نیز استفاده می شود: برش الماس و فلزات ضخیم، جراحی های دقیق، ضبط و بازیابی اطلاعات، مخابرات، تلویزیون، اینترنت، پرینترها، بارکدخوان ها، دی وی دی پلیرها، ساخت قطعات رایانه ها و دیگر لوازم الکترونیکی و …

طرز کار لیزر چگونه است؟

آشنایی با انواع لیزر

لیزر انواع مختلفی دارد که عبارتند از:

  • لیزر حالت جام
  • لیزر گازی
  • لیزر مایع
  • لیزر نیم رسانا.
  • لیزر شیمیایی
  • لیزر کی‌لیتی

بررسی  لیزرهای فایبری و سی اُدو

لیزرها به دو دسته کلی تقسیم می شوند. لیزر CO2 و لیزر فایبر که در ادامه هر دو را با هم مقایسه می کنیم:

اول- دستگاه لیزر سی اُ دو

لیزر دی اکسیدکربن یکی از قدیمی ترین انواع لیزرهای گازی می باشد. این لیزر در سال ۱۹۶۴ توسط شخصی به نام “کومار پاتل” اختراع شد. و هنوز بسیار مفید و پرکاربرد است. لیزرهای دی اکسیدکربن قوی ترین لیزرهای موج پیوسته ی موجودند. نسبت قدرت خروجی به قدرت پمپاژ شده به بیست درصد می رسد. لیزر سی اُ دو پرتو نور مادون قرمزی با باندهای اصلی طول موج تولید می کند.

ساختار لیزر CO2 چگونه است؟

لیزر سی اُ و نوعی لیزر گازی است. در این دستگاه ها، برق با عبور از لوله ی گاز تولید نور می کند. در دو سر این لوله آینه هایی نصبند که یکی کاملاً بازتاب دهنده است، اما ازدیگری مقداری نور رد می شود. گاز موجود در دستگاه ترکیبی از دی اکسیدکربن، نیتروژن، هیدروژن و هلیوم است. نوری که تابیده میشود نامرئی است و در محدوده ی بلند طیف مادون قرمز قرار می گیرد.

طرز کار لیزر سی اُ دو چگونه است؟

دستگاه های لیزر سی اُ دو مدرن معمولاً پرتوی لیزر را در یک لوله ی گازی مهروموم شده که با گاز پرشده است – عموماً گاز سی اُ دو – تولید می کنند.

برق ولتاژ بالا در این لوله حرکت می کند و به ذرات گاز واکنش نشان می دهد. در نتیجه با کاهش قدرت نور تولید می شود. از چنین نور قوی گرما حاصل می شود. این گرما چنان شدید است که موادی که در دماهای بسیار بالا ذوب می شوند را تبخیر می کند.

در یکی از دو سراین لوله یک آینه بازتاب دهنده قرار دارد و در طرف دیگرش آینه ای که مقدار کمی نور را رد می کند. نور در این لوله مکرراً به جلو و عقب، بالا و پایین حرکت می کند، این تحرک، نور را در لوله قوی تر می کند.

به تدریج نور به حدی قوی می شود که از آینه ای که نوررا عبور می دهد، رد شود. در اینجا نور به سمت آینه ی دیگری که خارج از لوله است، هدایت می شود. سپس به آینه ی دوم و سوم. این آینه ها برای منکسر کردن پرتوی لیزر به جهت های مورد نظر تعبیه شده اند.

آخرین آینه در سر لیزر قرار دارد. کار این آینه  تغییر مسیر عمودی لیزر در عدسی بلند به مواد مورد نظر است. عدسی بلند برای اطمینان خاطر از اینکه دستگاه نقطه ی درست را هدف قرار داده، مسیر لیزر را تصفیه میکند.

سیستم سی ان سی[۱] به دستگاه این امکان را می دهد که سر لیزر در بستر کار در مسیرهای مختلف حرکت کند. با هماهنگی با آینه ها و عدسی ها پرتوی لیزر متمرکز می تواند به سرعت حرکت کند تا بدون از دست دادن قدرت یا دقت شکل های مدنظر را بسازد. سرعت شگفت انگیزی که دستگاه را قادر می سازدکه مکرراً با هر عبور سر لیزر روشن و خاموش شود، منجر به حک طرح های پیچیده ی فوق العاده ای می شود.

طرز کار لیزر سی اُ دو چگونه است؟

دوم- دستگاه لیزر فایبری

لیزر فیبری[۲] در سل ۱۹۶۱ توسط شخصی به نام “الیاس اسنیتزر”[۳] اختراع شد. او در سال ۱۹۶۳ از کاربرد تجاری لیزر فیبری رونمایی کرد؛ با این وجود استفاده ی جدی و در سطح گسترده از این نوع لیزر عملاً در دهه نود میلادی آغاز شد. دلیل این تأخیر، ابتدایی بودن این تکنولوژی تا پیش از آن زمان عنوان شده است

از منظر مهندسین” لیزر فیبری، لیزری ست که منبع بهره وری نوریِ استفاده شده در آن فیبر نوری است که در عناصر نادر زمین تخدیر شده است. عناصری چون اربیوم ، ایتربیوم ، نئودیمیم ، تولیوم ، پرازودیمیم ، هولمیوم یا دیسپروزیوم “.

طبیعی است که این تعریف برای افرادی غیر از مهندسین و دانشمندان پیچیده و نامفهوم باشد. لذا ما به یک تعریف ساده نیاز داریم:

به شکل معمول ، گاز در مرکز و قلب لیزر قرار دارد. برای مثال در لیزر سی اُ ۲[۴].

دی اکسید کربن استفاده می شود. سطح پرتوی این لیزر  برای برش  مواد متفاوت و متعددی  مناسب است.

برعکس لیزرهای سی اَ ۲،  در لیزر فیبری از کابل های فیبر نوری که از جنس شیشه ی سیلیکا هستند برای هدایت نور استفاده می شود. پرتوی لیزری که از این راه حاصل می شود از سایر انواع لیزر بسیار دقیق تر است به ین دلیل که صاف تر و کوچک تر است.

در دنیای مدرن لیزرهای فیبری پرکاربرد هستند. این لیزر به خاطر توانایی تولید طول موج های مختلف در محیط های صنعتی جهت انجام اعمالی مانند برش، نشانه گذاری[۵] ، جوشکاری، تمیز کردن، بافت، حفاری و … مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین از لیزرهای فیبری در مخابرات[۶] و پزشکی نیز استفاده می شود.

طرز کار لیزر فیبری

لیزرهای فیبری از پمپاژ نورافشان استفاده می کنند، پمپاژ نورافشان نیز برآمده از چیزی به نام دیودهای لیزر است. این دیودها نیز نوری را که به کابل فیبر نوری فرستاده می شود، منتشر می کنند. سپس اجزای نوری که در کابل هستند برای تولید حد مشخصی از طول موج و تقویت آن استفاده می شوند. نهایتاً پرتوی حاصل شده شکل می گیرد و آزاد می شود.

 

[۱] CNC

[۲] Fiber laser

[۳] Elias snitzer

[۴] CO2 laser

[۵] marking

[۶] telecommunication

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.