✷ Laser
Seu nome completo é Amplificação de Luz por Emissão Estimulada de Radiação.Isto significa literalmente "amplificação da radiação excitada pela luz".É uma fonte de luz artificial com características diferentes da luz natural, que pode se espalhar por longas distâncias em linha reta e ser captada em uma pequena área.
✷ Diferença entre laser e luz natural
1. Monocromaticidade
A luz natural abrange uma ampla gama de comprimentos de onda, do ultravioleta ao infravermelho.Seus comprimentos de onda variam.
Luz natural
A luz laser é um único comprimento de onda de luz, uma propriedade chamada monocromaticidade.A vantagem da monocromaticidade é que ela aumenta a flexibilidade do design óptico.
Laser
O índice de refração da luz varia dependendo do comprimento de onda.
Quando a luz natural passa através de uma lente, a difusão ocorre devido aos diferentes tipos de comprimentos de onda contidos nela.Este fenômeno é chamado de aberração cromática.
A luz laser, por outro lado, é um único comprimento de onda de luz que refrata apenas na mesma direção.
Por exemplo, enquanto a lente de uma câmera precisa ter um design que corrija a distorção devido à cor, os lasers só precisam levar esse comprimento de onda em consideração, para que o feixe possa ser transmitido por longas distâncias, permitindo um design preciso que concentre a luz. em um pequeno local.
2. Diretividade
Direcionalidade é o grau em que o som ou a luz têm menor probabilidade de se difundir à medida que viajam pelo espaço;direcionalidade mais alta indica menos difusão.
Luz natural: Consiste em luz difundida em várias direções e, para melhorar a direcionalidade, é necessário um sistema óptico complexo para remover a luz fora da direção direta.
Laser:É uma luz altamente direcional e é mais fácil projetar óptica para permitir que o laser viaje em linha reta sem se espalhar, permitindo transmissão de longa distância e assim por diante.
3. Coerência
A coerência indica o grau em que a luz tende a interferir uma na outra.Se a luz for considerada como ondas, quanto mais próximas as bandas estiverem, maior será a coerência.Por exemplo, diferentes ondas na superfície da água podem aumentar ou anular-se mutuamente quando colidem entre si e, da mesma forma que este fenómeno, quanto mais aleatórias forem as ondas, mais fraco será o grau de interferência.
Luz natural
A fase, o comprimento de onda e a direção do laser são os mesmos e uma onda mais forte pode ser mantida, permitindo assim a transmissão de longa distância.
Os picos e vales do laser são consistentes
A luz altamente coerente, que pode ser transmitida por longas distâncias sem se espalhar, tem a vantagem de poder ser reunida em pequenos pontos através de uma lente e pode ser usada como luz de alta densidade, transmitindo a luz gerada em outro lugar.
4. Densidade energética
Os lasers têm excelente monocromaticidade, diretividade e coerência e podem ser agregados em pontos muito pequenos para formar luz de alta densidade de energia.Os lasers podem ser reduzidos até perto do limite de luz natural que não pode ser alcançado pela luz natural.(Limite de desvio: refere-se à incapacidade física de focar a luz em algo menor que o comprimento de onda da luz.)
Ao reduzir o laser para um tamanho menor, a intensidade da luz (densidade de potência) pode ser aumentada até o ponto em que pode ser usada para cortar metal.
Laser
✷ Princípio da Oscilação do Laser
1. Princípio da geração de laser
Para produzir luz laser, são necessários átomos ou moléculas chamadas meios laser.O meio laser é energizado externamente (excitado) de modo que o átomo muda de um estado fundamental de baixa energia para um estado excitado de alta energia.
O estado excitado é o estado no qual os elétrons dentro de um átomo se movem da camada interna para a camada externa.
Depois que um átomo se transforma em um estado excitado, ele retorna ao estado fundamental após um período de tempo (o tempo que leva para retornar do estado excitado ao estado fundamental é chamado de vida útil da fluorescência).Neste momento a energia recebida é irradiada na forma de luz para retornar ao estado fundamental (radiação espontânea).
Esta luz irradiada tem um comprimento de onda específico.Os lasers são gerados transformando átomos em um estado excitado e, em seguida, extraindo a luz resultante para utilizá-la.
2. Princípio do Laser Amplificado
Os átomos que foram transformados em um estado excitado por um determinado período de tempo irradiarão luz devido à radiação espontânea e retornarão ao estado fundamental.
Porém, quanto mais forte for a luz de excitação, mais aumentará o número de átomos no estado excitado, e a radiação espontânea da luz também aumentará, resultando no fenômeno da radiação excitada.
Radiação estimulada é o fenômeno no qual, após luz incidente de radiação espontânea ou estimulada em um átomo excitado, essa luz fornece ao átomo excitado energia para tornar a luz a intensidade correspondente.Após a radiação excitada, o átomo excitado retorna ao seu estado fundamental.É essa radiação estimulada que é utilizada para a amplificação dos lasers, e quanto maior o número de átomos no estado excitado, mais radiação estimulada é gerada continuamente, o que permite que a luz seja rapidamente amplificada e extraída como luz laser.
✷ Construção do Laser
Os lasers industriais são amplamente categorizados em 4 tipos.
1. Laser semicondutor: Um laser que utiliza um semicondutor com uma estrutura de camada ativa (camada emissora de luz) como meio.
2. Lasers de gás: Lasers de CO2 usando gás CO2 como meio são amplamente utilizados.
3. Lasers de estado sólido: Geralmente lasers YAG e lasers YVO4, com mídia laser cristalina YAG e YVO4.
4. Laser de fibra: usando fibra óptica como meio.
✷ Sobre características de pulso e efeitos em peças de trabalho
1. Diferenças entre YVO4 e laser de fibra
As principais diferenças entre os lasers YVO4 e os lasers de fibra são a potência de pico e a largura do pulso.A potência de pico representa a intensidade da luz e a largura do pulso representa a duração da luz.yVO4 tem a característica de gerar facilmente picos altos e pulsos curtos de luz, e a fibra tem a característica de gerar facilmente picos baixos e pulsos longos de luz.Quando o laser irradia o material, o resultado do processamento pode variar muito dependendo da diferença nos pulsos.
2. Impacto nos materiais
Os pulsos do laser YVO4 irradiam o material com luz de alta intensidade por um curto período de tempo, de modo que as áreas mais claras da camada superficial aquecem rapidamente e depois esfriam imediatamente.A porção irradiada é resfriada até um estado de espuma no estado de ebulição e evapora para formar uma impressão mais superficial.A irradiação termina antes que o calor seja transferido, portanto há pouco impacto térmico na área circundante.
Os pulsos do laser de fibra, por outro lado, irradiam luz de baixa intensidade por longos períodos de tempo.A temperatura do material sobe lentamente e permanece líquida ou evaporada por muito tempo.Portanto, o laser de fibra é adequado para gravação em preto onde a quantidade de gravação se torna grande, ou onde o metal é submetido a uma grande quantidade de calor e oxida e precisa ser escurecido.
Horário da postagem: 26 de outubro de 2023