Как устроен лазер

В конце 60 года 20 века исследователи BellLabs представили миру первый газовый лазер на смеси гелия и неона, который используется, и по сей день, в промышленности для обработки разнообразных материалов. Лазерная обработка уже больше 20 лет занимает важное место в точной обработке материалов, лазерные станки стали важной частью на крупных предприятиях и в небольших цехах. Поэтому хотелось бы узнать, как устроен лазер. Laser— акроним от light amplification by stimulated emission of radiation, что переводится как: «усиление света посредством принужденно излучения». Это название хорошо описывает устройство оборудования и принцип работы, так как луч света формируется в процесс системы вынужденного излучения. Он преломляется через систему зеркал, а на выходе получается сфокусированный поток постоянной мощности.

---

Зона термического воздействия лазера очень маленькая. Поэтому лазерные станки с ЧПУ хорошо справляются с обработкой практически любых материалов. Эти материалы не могут загореться при резке лазером. Этого удалось достичь благодаря небольшой зоне нагрева, в процессе расплав убирается потоком вспомогательного газа, который в процессе еще и охлаждает материал в месте реза. При лазерной резке отсутствует механическое воздействие на обрабатываемый материал, и как следствие материал деформируется минимально, и значительно уменьшается количество отходов. Раньше ходил миф, что лазер не может обрабатывать прозрачные материалы. Но это не так он спокойно работает с заготовками из стекла, акрила, пластика.

Основные рабочие элементы

В основном для резки используются углекислотные лазеры, из названия видно что в качестве активной среды выступает диоксид углерода (СО2). Он известен своей надежностью, мощностью и невысокой стоимостью. Такой способ обработки ценится при изготовлении изделий, где необходимо высокой точности или четкости изображение, например при гравировке картин или портретов.

---

Ключевое в этом оборудовании – квантовый генератор, создающий энергию на базе различных методик. Ведущей принцип – принужденная вспышка, это источник когерентного света. В отличие от появления спонтанного излучения, принужденное имеет полезные качества: неизменная не меняющаяся, в том числе и во время долгого процесса, мощность и прямое направление, а не случайное. Создание энергии начинается внутри квантового генератора от всевозможных источников накачки:

1. Импульсная лампа создает кратковременные электронные импульсы на базе газовых разрядов;
2. Дуговая лампа производит электричество с поддержкой 2-ух электродов из тугоплавкого металла, между которыми появляется электронная дуга;
3. Химическая реакция на базе взаимодействия между различными хим. препаратами, в этом случае ядра атомов остаются неизменными;
4. Взрывчатое вещество — в итоге взаимодействия хим. состава и иных наружных компонентов, приводящих к неожиданному освобождению большущего числа тепла и энергии;
5. Электрический разрядник функционирует с поддержкой потоков электронов.

Это не будет эффективно, если не будет еще одной важной части рабочего тела. От него зависит длина волны луча, его направленность и другие свойства. Именно благодаря ему случается процесс принужденной вспышки.