Laser

• (L)Light
• (A)Amplification by
• (S)Simulated
• (E)Emission of
• (R)Radiation
Wzmacnianie światła przez wymuszoną
emisję promieniowania
• Laser jest urządzeniem wytwarzającym
światło, które różni się od światła
zwyczajnego.

Laser

• Czym różni się światło lasera od zwykłego?
Zwyczajne światło, które widzimy jako białe, w
rzeczywistości jest mieszaniną wielu
różnokolorowych promieni o różnych
długościach
fali. Natomiast światło lasera jest
monochromatyczne (jednobarwne), czyli
składa
się wyłącznie z promieni o jednakowej
długości
fali i jest widoczne w postaci wiązki o bardzo
czystym kolorze.

RODZAJE

• lasery gazowe atomowe, np. He-Ne
• lasery gazowe molekularne, np. N2-CO2-
He
• lasery gazowe jonowe
• lasery krystaliczne czyli na ciele stałym, np.
rubinowy(Theodore Maiman15 maja 1960),
YAG
• lasery szklane, np. neodymowy
• lasery półprzewodnikowe, np. GaAs-
AlGaAs
• lasery barwnikowe, np. z roztworem
rodaminy
• lasery chemiczne, np. wykorzystanie reakcji
syntezy wzbudzonego HF lub DF do
pobudzenia
ośrodka czynnego.

• niebieski laser półprzewodnikowy –
polscy naukowcy z warszawskiego
Centrum Wysokich Ciśnień „Unipress”
Polskiej Akademii Nauk wyhodowali, jako
pierwsi, kryształy azotku galu (GaN)
niezbędne do konstrukcji niebieskiego
lasera. Laser ten umożliwi zwiększenie
nawet czterokrotnie pojemności płyt CD
(gdyż fale niebieskie są krótsze od
obecnie stosowanych czerwonych).
Blu-ray Disc (BD)

Zastosowanie

• Pomiar odległości
• Do określenia poziomu skażenie atmosfery
• Dźwięk i dane na CD
• Światłowody
• Zastosowanie laserów w wojsku
• Zastosowanie laserów w medycynie

Laserowe cięcie

• Jest to jedna z metod termicznego
oddzielania materiału
• punktowe wprowadzenie energii i
wysokoenergetyczny strumień tnący
• wytwarzanie elementów,
• które bez dodatkowej
• obróbki nadaja sie do
• dalszej przeróbki
• Metale, niemetale

• Metody:

• Cięcie przez odparowanie
• Cięcie przez topienie i wydmuchiwanie
• Cięcie przez wypalenie
• Generowanie pęknięć termicznych
• Zarysowanie
• "Zimne" cięcie

• Zalety:

• Wąska strefa wpływu ciepła,
• Gładka i czysta powierzchnia cięcia (nie
wymaga obróbki
wykańczającej)
• Oszczednośc materiału poprzez
występowanie wąskiej szczeliny
cięcia
• Duża szybkośc cięcia
• Szeroki zakres materiałów poddających się
procesowcięcia
• Łatwość automatyzacji
• Duża elastyczność procesu cięcia
laserowego

• WADY:

• Duży koszt inwestycyjny
• Ograniczona grubość cietej blachy, jest to
podyktowane
• wymogami jakościowymi.

Spawanie laserowe

• Polega na stapianiu obszaru styku łączonych
przedmiotów ciepłem otrzymanym w wyniku
doprowadzenia do tego obszaru
skoncentrowanej wiązki
światła koherentnego, o bardzo dużej gęstości
mocy, ok. 10^2 do 10^11 W/mm2

• Zasadniczo za pomocą lasera można
łączyć wszystkie materiały, dla których
dotychczas wykorzystywano
konwencjonalne metody, osiągając przy
tym większą jakość i prędkoć posuwu
podczas spawania.
•
• Udział węgla w materiałch
• nie powinien być większy
• niż 0,2%.

• laserowe spawanie kondukcyjne
• energia przenoszona przez wiązkę laserową
oddziaływuje na powierzchnię i przenika w
głąb
materiału zgodnie z prawem przewodnictwa
cieplnego
,następuje topienie materiału ale nie
występuje
zjawisko parowania metalu

• Przeznaczenie spawania kondukcyjnego :
• spawanie kondukcyjne stosuje się w
przypadku wymagania bardzo dobrej
powierzchni spawanej
• do spawania cienko ściennych rur
• gdy nie może dojść do parowania metalu
• mikrospawanie, np. elementy zegarków.

• ZALETY SPAWANIA LASEROWEGO:

• Wysoka gęstość mocy (spawanie typu
kapilarnego)
– małe dystorsje
– wąska spoina
– wąska strefa wpływu ciepła.
• Wysoka prędkość procesu
• Nie wymaga spoiwa
• Spawanie z wysoką precyzją
• Wysoka czystość procesu
• Możliwość łączenia materiałów
trudnospawalnych
• Łatwość automatyzacji

Znakowanie laserowe

• W systemach przeznaczonych do
znakowania
materiałów używa się obecnie ok. 90%
laserów
• Metody znakowania:
• naświetlanie przedmiotu poprzez
• specjalnie wykonaną maskę
• odwzorującą obraz, który ma
• być przeniesiony na przedmiot
•
• sterowanie zogniskowanej
• wiązki promienia lasera
• za pomocą dwóch zwierciadeł
• poruszanych elektromagnetycznie
• jest to tzw. system galwo

• Zalety znakowania laserowego:

• wysoka jakość znakowania i wysoka
powtarzalność,
• trwałość: odporność na ścieranie, ciepło,
chemikalia, światło
UV,
• trudne do sfałszowania,
• możliwość znakowania z wysoką
rozdzielczością,
• duże prędkości znakowania,
• możliwość znakowania obiektów
poruszających się i
pozostających w spoczynku,
• bezdotykowość znakowania (brak nacisku,
brak deformacji,
brak zanieczyszczania powierzchni, brak
zużycia "narzędzi"
znakujących,
• możliwość znakowania powierzchni
niepłaskich, nierównych,
miękkich, twardych,
• czystość i suchość procesu znakowania,
• bardzo wysoka elastyczność (systemy
programowalne),
• bardzo niskie koszty eksploatacji,
konserwacji.

• Wady znakowania:

• wysoki koszt inwestycyjny,
• brak możliwości znakowania w kolorach

Hartowanie

• Podstawowym celem laserowego hartowania
jest zwiększenia twardości w cienkiej
warstwie powierzchniowej
• Możliwość hartowania większych
powierzchni

Inne zastosowania

• drążenie otworów
• obróbka powierzchniowa
• stapianie warstwy powierzchniowej
• wzbogacanie warstwy przypowierzchniowej
w
składniki stopowe
• nakładanie warstwy przypowierzchniowej
(natapianie)