Cтатья «Типы лазеров и области применения»

Кизилов Кемал Реджепович преподаватель кафедры «Теоретическая и экспериментальная физика» Туркменский государственный университет им. Махтумкули (г. Ашхабад, Туркменистан)

Типы лазеров и области применения

Аннотация: Лазер (усиление света путем стимулированного излучения) — это технология, известная своей способностью производить интенсивный и концентрированный луч света. Открытие лазера произошло во второй половине 20 века и его быстро начали использовать в разных областях. Сегодня лазерные технологии производят революцию во многих областях и облегчают нашу жизнь благодаря различным приложениям.

Ключевые слова: лазерный свет, лазер на углекислом газе, волоконный лазер, полупроводниковые лазеры

Свет движется волнами, а расстояние между вершинами волны называется длиной волны. Каждый цвет света имеет разную длину волны. Например; синий свет имеет более короткую длину волны, чем красный свет. Солнечный свет (даже свет лампочки) состоит из света разных длин волн. Наши глаза воспринимают эту смесь длин волн как белый свет. Лазеры отличаются от других источников света тем, что они не встречаются в природе. Этот особый тип света создается искусственно. Световые волны, составляющие лазеры, имеют очень схожие длины волн. Пики световых волн, составляющих лазер, движутся вместе последовательно, или, другими словами, синфазно. Поэтому лазерные лучи очень тонкие, очень яркие и могут быть сфокусированы в очень маленькой точке. Поскольку лазерный свет остается сфокусированным и не сильно распространяется (как у фонарика), лазерные лучи могут распространяться на очень большие расстояния. Они также могут передавать много энергии на очень небольшую площадь.

Сегодня на рынке представлено множество типов лазерного оборудования. Различные типы лазеров используются для разных материалов и разных требований. В конечном счете, не существует лазерной технологии, способной удовлетворить все требования.

Лазер Nd:YAG (неодим-иттрий-алюминий-гранат) — это тип лазера. Лазер Nd:YAG использует лазерный свет, генерируемый внутри кристалла Nd:YAG. Лазер Nd:YAG может иметь более длинные рабочие расстояния и обеспечивать более высокую выходную энергию, чем другие типы лазеров. В то же время лазер Nd:YAG имеет такие преимущества, как высокая эффективность и долговечность. Длина волны луча, излучаемого YAG-лазером, составляет примерно 1 мкм. Это ближний инфракрасный диапазон.

Области использования лазера Nd:YAG

1. Промышленная обработка: Nd:YAG-лазер используется для обработки и маркировки пластиковых и металлических материалов в таких производственных процессах, как резка, сварка или гальваника.

2. Медицинское применение: Nd:YAG-лазер используется в медицинских целях, таких как дерматологические процедуры (удаление пятен на коже, удаление татуировок, эпиляция и т. д.) и стоматология.

3. Химия и биология: используется для молекулярных и биологических исследований и анализа.

4. Производственные испытания: используются для проверки качества и производительности продукции.

5. Морской транспорт: используется при производстве и обслуживании подводных лодок и морских транспортных средств.

CO2-лазер (лазер на углекислом газе) — это газовый лазер. Электрический нагрев газа CO2 используется для получения лазерного света. CO2-лазер излучает длинноволновой свет и предпочтителен при резке, механической обработке, гравировке и других подобных процессах толстых материалов. CO2-лазер может использоваться во многих областях, таких как медицина, промышленная обработка, графический дизайн, сельское хозяйство, текстильное производство. Основное отличие от твердотельного лазера заключается в том, что длина волны составляет от 9,4 до 10,6 мкм. Диапазон мощности CO2-лазера варьируется от менее 10 Вт до более 20 000 Вт и может работать в режиме непрерывной волны или в импульсном режиме.

Области использования CO2-лазера

1. Промышленная обработка: CO2-лазер используется для резки, обработки и маркировки пластиковых, бумажных, резиновых и металлических материалов.

2. Медицинское применение: используется в медицинских целях, таких как дерматологическое лечение, офтальмология и стоматология.

3. Графический дизайн: используется для резки и маркировки бумаги, картона и других материалов.

4. Сельское хозяйство: используется при производстве и обслуживании сельскохозяйственной техники.

5. Текстильное производство: используется для раскроя и обработки текстильных изделий.

УФ-лазер в основном используется в передовых исследованиях, разработках и промышленном производстве. Он также широко используется в биотехнологиях, медицинском оборудовании и дезинфекционном оборудовании, требующем УФ-излучения. УФ-лазер DPSS на основе кристалла Nd:YAG/Nd:YVO4 является отличным выбором для систем микрообработки и широко используется в печатных платах и ​​бытовой электронике.

Области использования УФ-лазера

1. Промышленная обработка: УФ-лазер используется для механической обработки, резки и маркировки пластиковых и металлических материалов.

2. Медицинское применение: используется в медицинских целях, таких как дерматологическое лечение, лечение глазных заболеваний и стоматология.

3. Производство микроэлектроники: используется при производстве микрочипов и других электронных изделий.

4. Химия и биология: УФ-лазер используется для молекулярных и биологических исследований и анализа.

5. Производственные испытания: УФ-лазер используется для проверки качества и производительности продукции.

Поскольку УФ-лазер имеет более высокую выходную энергию, чем другие типы лазеров, он особенно предпочтителен для более сложных процедур.

Полупроводниковые лазеры, также известные как лазерные диоды, представляют собой лазеры, в которых в качестве рабочих материалов используются полупроводниковые материалы. Обычно используемые материалы включают арсенид галлия (GaAs), сульфид кадмия (CDS), фосфид индия (INP), сульфид цинка (ZnS) и т. д. доступен.

Полупроводниковый лазер предпочтителен во многих областях, таких как хранение данных, оптическая связь, обработка изображений, промышленная обработка и медицинское применение. Например:

1. Хранение данных: полупроводниковый лазер используется для чтения оптических дисков, таких как CD, DVD и Blu-ray.

2. Оптическая связь. Полупроводниковый лазер используется для передачи данных по оптоволоконным кабелям.

3. Визуализация: полупроводниковый лазер используется для генерации изображения в проекторах, сканерах штрих-кодов и промышленных камерах.

4. Промышленная обработка. Полупроводниковый лазер используется для механической обработки, резки и маркировки пластиковых и металлических материалов.

5. Медицинское применение. Полупроводниковый лазер используется в таких медицинских целях, как дерматология, стоматология и офтальмология.

В этих приложениях предпочтительны преимущества полупроводникового лазера, такие как эффективность, низкое энергопотребление, высокая точность и долговечность.

Волоконный лазер — это тип оптической лазерной системы. Волоконный лазер использует лазерный свет, создаваемый мономодальным оптическим волокном. Волоконный лазер обеспечивает более высокую энергоэффективность, более точную резку, более высокую скорость резки и более длительный срок службы, чем другие типы лазеров. Волоконный лазер использует стекловолокно, легированное редкоземельными элементами, в качестве усиливающей среды для создания волн различной длины. В настоящее время волоконный лазер является широко используемым лазерным оборудованием на рынке, поскольку его технология относительно зрела, доступна по цене и имеет низкие эксплуатационные расходы.

Отличия волоконного лазера от других типов лазеров

1. Качество обработки: волоконный лазер обеспечивает очень высокую точность, обеспечивая плавную и точную резку металла и других материалов.

2. Эффективность. Волоконный лазер является высокоэнергетической технологией и потребляет меньше энергии во время обработки.

3. Производительность. Волоконный лазер обеспечивает высокую скорость резки и высокую эффективность, повышая производительность.

4. Доступность. Волоконный лазер может предложить более доступную цену, чем другие типы лазеров.

5. Зависимость. Волоконный лазер — это технология, которая не зависит от погодных условий и проще в использовании.

6. Долговечность. Волоконный лазер имеет более длительный срок службы и требует меньшего обслуживания, чем другие типы лазеров.

Волоконный лазер предпочтителен во многих отраслях промышленности, таких как резка металла, обработка металлов, микросверление, промышленная маркировка, резка и обрезка пластика, автомобилестроение, электронная промышленность, промышленная и медицинская сварка. В то же время волоконный лазер является предпочтительной технологией, поскольку он обеспечивает очень высокую точность и эффективность для плавной и точной резки металла и других материалов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. www.makinaegitimi.com/lazerin-kullanim-alanlari

2. tua.gov.tr/tr/blog/havacilik-ve-teknoloji/lazer-nedir

3. www.elektrikrehberiniz.com/elektronik/lazer-nedir-ne-ise-yarar-130624/

4. Кизилов К.Р., Велмырадова Г., Гараева М.Н. ЛАЗЕРЫ ВXXI ВЕКЕ: РАЗНООБРАЗИЕ ТИПОВ, РЕВОЛЮЦИОННЫЕ ПРИМЕНЕНИЯ И РОЛЬ В ТРАНСФОРМАЦИИ МЕДИЦИНЫ, ПРОМЫШЛЕННОСТИ И КОММУНИКАЦИЙ.Международный научный журнал «ВСЕМИРНЫЙ УЧЕНЫЙ» Выпуск № 58, Том 1

Kizilov Kemal Rejepovich Turkmen State University named after Magtymguly (Ashgabat, Turkmenistan)

Types of lasers and areas of application

Abstract: Laser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) is a technology known for its ability to produce an intense and concentrated beam of light. The laser was discovered in the second half of the 20th century and was quickly used in various fields. Today, laser technology is revolutionizing many fields and making our lives easier through various applications.

Keywords: laser light, carbon dioxide laser, fiber laser, semiconductor lasers

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/610464-ctatja-tipy-lazerov-i-oblasti-primenenija