CO₂ лазерийн тэмдэглэх төхөөрөмжийн ажиллах зарчим юу вэ?

CO₂ лазерийн үүсэл: Хийн сүйрэлт ба 10.6 мкм фотон цацрагт гаралт

CO–N–He хийн холимогийн популяционы инверси хүртэлх үүрэг

Лазеруудын ажиллах үндсэн шалтгаан бол популяцийн инверси — үүнд хийн доторх энергийн төрөөлсөн шилжилт оролцоно. Азотын молекулд цахилгаан гүйдэл нөлөөлөх үед түүний нэмэлт энергия нь молекуларын шүүрлүүр (коллизи) үед нүүрхүчлийн хийн молекулд шилжинэ. Энэ нь CO₂-ийн молекулд ученые нар «дээд лазер түвшин» гэж нэрлэдэг түвшинд, тодорхой хэлбэрт — 00°1 төлөвд хүртгүүр. Гелий нь хоёр чухал үүрэг гүйцэтгэнэ. Нэгдүгээрт, гелий CO₂-ийн молекулд доод энергийн түвшин (10°0 төлөв) дээрх дулааныг хурдан зөөж, системд бүү тогтох, бүү хүртгүүр. Хоёрдугаарт, гелий лазер хоолойн доторх үйл явц явагдах газраас дулааныг зөөж гаргана. Үүнээс температур тогтвортой байдаг, ажиллах хугацаа уртасна. Ихэнх лазер системд CO₂-ийн агууламж 10–20%, азотын агууламж 10–20%, үлдсэн хэсгийг гелий бүрдүүлж, нийт холимогт 60–80% гелий агууламжтайд. Төвхөн түүнээс гадна, тусгайлан хөгжүүлсэн холимог нь онцгой сайн лазер гаралт үүсгэдэг, мөн бодит нөхцөлд урт хугацаа ажиллах чадварыг хангаж, Олон Улсын Цахилгаан Техник Комисс (IEC) –ын IEC 60825-1 зааврын дагуу тогтоосон индустрийн стандартуудын шаардлагыг хангаж.

Цахилгаан искрээр сүйрүүлэлт ба 10.64 мкм-д стимулиранаар цацраг идэвхжүүлэлт

Хүчтэй гадаад цахилгаан орнууд (DC) эсвэл РЧ-хуурцаг (RF) газрын холбогдсон холболт дамжин өнгөрөх үед, хийн холимогт их энергит электронууд үүсдэг. Түүн дотор азотын молекулдар нь в=1 хэлбэрт бүрхүүлдүүр түлхүүрдүүр, яагаад гэвэл түүн дотор хүчтэй хөдөлгөөн удаан үргэлжилдүүр. Дараа чинь юу болдүүр? Нуурт, сүүдрийн азотын молекулдар ба нүүрсхүчлийн дайоксидын молекулдар хооронд холбогдож, энергия шилжин, CO₂-н 00°1 энергетик түвшин дүүрдүүр. Эднүүр CO₂ молекулдар 10°0 түвшинд унаж, 10,64 микрометр ойрхон долгион урттай фотонууд цацаргүүр. Түүн дотор тодорхой долгион урт нь үлдсэн зүйл биш, араас нь молекулдын хөдөлгөөн ба эргэлдүүр хоорондын харилцан үйлчлэлд үндэслэн гардүүр. Лазерийн кавитете дотор хоёр төгсгөлд бүрхүүлдүүр толь, фотонуудыг хойш, урдш толгойлж, илүү цацаргалт үүсгүүр, гэрлийн интенсивность нь нэмэгдүүр. Лазерийн ажилд хамааралт хүмүүсийн ихэнх нь 9,2–10,8 микрометр хооронд 10,6 микрометр лини бүхнүүс дунд онцлог бөөртдүүр. Яагаад гэвэл хэвийн ажиллах нөхцөлд түүн дотор тодорхой долгион урт нь хамгийн өндөр үржүүлэлтийн коэффициенттэй. Түүн дотор тодорхой долгион урт нь үйлдвэрлэлд тэмдэглэл хийх ажилд тун үр дүнтэй, түүн дотор органик материалд түүн дотор гэрлийг тун сайн шингээдүүр.

CO2 лазерийн тэмдэглэх машинуудад цацрагийн дамжуулалт ба нарийн төвдүүрлэл

Гальванометрийн сканнер системүүд vs. Тогтмол оптик: Хурд, Нацралт, Хэрэглээний тохироо

Гальванометр системүүд нь лазер туяаг ажлын гадаргуу дээр секундийн дотор 10 метртэй илүү хурдтайгаар чиглүүлэхийн тулд сервомоторын удирдлагад буй толцогт суурилдаг. Энэ нь материалд шүрхлүүр хүрэхгүйн дунд нарийн зохиомжит дүрсүүд болон нягт DataMatrix кодуудыг хурдан тэмдэглэхийг хангана. Систем нь байршлыг 0,01 мм-н нарийнчлалтай давтаж чадах тул электроник үйлдвэрлэл, бие дотроо суулгах медицин төхөөрөмжүүд, мөн нарийн цаасан хайрцагт хэрэглэх үед шаардагдах жижиг тэмдэглүүрүүдийн хиймэлд хамгийн тохиромжтой. Тогтмол оптик системүүд нь үүнээс ялгаатай нөгөө арга барилыг ашигладаг. Түүнд объектыг хөдөлгөөнт лазер туяагаар биш, харин статик лазер туяагаар хөдөлгөөнт байлгаж, хүнд ажилд илүү механик тогтвортой байдлыг хангана — жишээ нь, хүүрдүүр металлын гүнзгий тэмдэглүүрүүд, том хэмжээт таних талхимууд. Хурд болон олон талт чадвар нь гол үүрэг гүйцэтгэх үед гальванометр системүүд тодорхой ялгаатай давуу талтай, гэтэд тогтмол оптик системүүд температур өөрчлөлтүүдийн улмаас гадаргуу товдороо бүрэн тогтвортой бус бүснүүд дээр илүү сайн фокусын гүн хадгалж чадах тул, орчинд бүрэн нарийн байршлын нарийнчлал нь хурднаас илүү чухал үед олон үйлдвэрлэгчид тогтмол оптик системүүдийг сонгож иржээ.

10.6 мкм долгион уртад зориулж F-Theta линзийн загварлал ба толгойн хэмжээний сонголт

F-Theta линз нь гальванометрт CO2 лазер системд ажиллах үед тэмдэглэх бүх талбарт төвдсөн фокусыг хангахад онцгой чухал үүрэг гүйцэтгэнэ. Эдгээр тусгайлан зохион бүтээсэн линзүүд нь талбартын муруйлт ба деформацүүдийн асуудлыг шийдвэрлэнэ, учир нь тодорхой холбоосыг хадгалдаг: толкоосын налалтын хэмжээ ба гэрлийн фокусын бүтээлт хүртэлх зай. Үүн дагуу лазерын толгойн хэмжээ ба хүч нь тэмдэглэх талбарт дунд талд буюу ирмүүд дээр байхад түүнхүү ойролцоогоор ижил үлдэнэ. 10,6 микрометрийн инфраулаан долгион уртанд ажиллахын тулд тусгайлан бүтээсэн, олонх үеийн хувилбарууд нь цинк селенид юм уу галлий арсенид материалдаа олон давхарга бүхий бүтэцтэй. Түүнд мөн түүнхүү нүүрлүүрт отражение ба дулааны нөлөөллөөр үүсгэдэг деформацүүдийг бүүр багасгах тусгай хучилт бүхий. Бүх зүйл зөв ажилладаг үед, эдгээр линзүүд нь диаметрт нь ойролцоогоор 90 микрометр хүртэлх толгой үүсгэж чадна. Түүнхүү нарийн нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийнхан нарийн......

Материалын харилцан үйлчлэл: CO2 лазерийн тэмдэглэх төхөөрөмжүүд гадаргууг яаж өөрчилдөг

Органик материалын (полимер, мод, будаа, даавуу) хүчтүү инфраулаан шингээлт

10,6 микрон дагуу ажиллах CO2 лазерууд нь ердийн органик нөгөөдүүдийн үндсэн хөдөлгөөний загваруудтай тун сайн тохирч, тодорхойлон хэлбэл карбон-дагуу бүтэцтүүдийн бүх газар тархаж буй C=O, O-H ба C-O холбоосуудтай тун сайн тохирч. Түүнээс шалтгаалан, тус лазерууд нь материалын дотор тун хүчтэй шингэрдэг. Жишээлбэл, полимерүүд: акрил, ABS пластик ба полипропилен нь тус урт долгионы дагуу ирж буй лазер энергийн 60%–аас 99%-ыг хүртэл шингэрдэг. Харин байгалийн материалын хувьд бүхнээс илүү сайн үр дүн гардаг. Мод, будаа ба хлопковые ткань (хлопок) нь целлюлоз ба уургийн их хэмжээг агуулж буй тул түүнд 80%-аас илүү лазер энергия шингэрдэг. Дараа нь үүнээс үүсдэг үзэгдэл тун сонирхолтой. Лазер нь материал дээр түүний хүртлүүр цэгт хүчтэй дулаан үүсгэдэг, заримдаа хэдэн мянганы нэг хувь секундын дотор температурыг 3000°C-аас дээш үүсгэдэг. Гэтэд, түүнд хамгийн сонирхолтой зүйл нь: түүн дотроо дулааны ихэнх хэсэг нь тун нарийн давхарга дотор бүрхүүлдэг — ердийн тохиолдолд үүн нь зөвхөн 0,1–0,5 мм зүүд. Түүнээс шалтгаалан үйлдвэрлэгчид физик даралт үзүүлэхгүйн хооронд гадаргуугийн гадаад онцлог ба химийн шинж чанарыг өөрчлөх боломжтой. Үр дүн? Нормаль аргаар гэмтдэг хүмүүсийн хувьд хүмүүсийн хувьд хүмүүсийн хувьд хүмүүсийн хувьд хүмүүсийн хувьд хүмүүсийн хувьд хүмүүсийн хувьд хүмүүсийн хувьд хүмүүсийн хувьд хүмүүсийн хувьд хүмүүсийн хувьд хүмүүсийн хувьд хүмүүсийн хувьд хүмүүсийн хувьд хүмүүсийн хувьд хүмүүсийн хувьд хүмүүсийн хувьд хүмүүсийн хувьд хүмүүсийн хувьд хүмүүсийн хувьд хүмүүсийн хувьд хүмүүсийн хувьд хүмүүсийн хувьд хүмүүсийн хувьд хүмүүсийн хувьд хүмүүсийн хувьд хүмүүсийн хувьд хүмүүсийн хувьд хүмүүсийн хувьд хүмүүсийн хувьд хүмүүсийн хувьд хүмүүсийн хувьд хүмүүсийн хувьд хүмүүсийн хувьд хүмүүсийн хувьд хүмүүсийн хувьд хүмүүсийн хувьд хүмүүсийн хувьд хүмүүсийн хувьд хүмүүсийн хувьд хүмүүсийн хувьд хүмүүсийн хувьд хүмүүсийн х......

Дулааны боловсруулалтын режими: Тэмдэглэл тавих, Халуун хөөрүүлэх, Бөмбөлөгтүүлэх, Өнгөний өөрчлөлт

CO2 лазер тэмдэглэл тавих машинууд нь чадал нягтыг, импульсын үргэлжлэх хугацааг, сканнерийн хурдыг зохицуулан олон төрлийн визуал ба функционал үр дүнд хүртэл — ялгаатай дулааны механикмүүдийг идэвхжүүлдэг:

Гравировка нь материалыг сублимацийн замаар хасаж, бидний ихэнхдөө үзэдгийн төлөө тавьж буй тактиль гүнүүдийг үүсгэдэг, заримдаа гүн нь 1 мм-т хүрдэг. Дараа нь аннейлинг буюу хялбаршруулалт — энэ нь гадаргуугийн доорх хялбаршруулалт юм. Энэ арга нь төвөгтэй нүүрлүүр, титан зэрэг материалын дээр ажиллах үед тун хүндсүүрт, түүнчлэн коррозид төвөгтэй тэмдэглүүр үүсгэх үед тун түгээмүүр. Хөөрүүлэх процессын үед полимер матриц өргөсдөг, үүн дотор гэрэлт өнгөт, дээш үсгүүрт шинж чанарууд үүсдэг, түүнчлэн хуруунд тааламжтайн мөрөөдлүүр үүсдэг, түүнчлэн онцгой тактиль хариу үүсдэг. Өнгө өөрчлөлтүүдийн хувьд үйлдвэрлэгчид материалах доторх боёгчдүүд ёсоор фотореакцид өөрчлөлтүүдийг ашигладаг. Энэ арга нь гадаргуугийн материал хасахгүйн хувьд дахин үзүүрлүүрт тогтмур брэндинг үүсгэдэг, жишээ нь дэлгүүр, инженерийн пластик. Бүх тусгай аргууд нь нэг зүйлд нь нийтлүүр: бүгд нь ижил 10,6 микрометр фотон үүсгүүрт ажилладаг. Гэтдээ түүний онцгой шинж чанар нь — тусгай материалуудын дулааны хязгаарын уртад ялгаатай хариу үүсгэх нь. Түүнчлэн түүний төвөгтэй хүртэмүүр нь медицин хэрэгслүүдийн үйлдвэрлэл, аэрокосмос компонентуудын үйлдвэрлэл гэх мэт төвөгтэй үйлдвэрлэлийн салбарт тун түгээмүүр.

НӨАТ-ын хэсэг

CO₂ лазер дээр хүн ам зөрүүлэлт гэж юу вэ?

Хүн ам зөрүүлэлт нь илүү их тооны бөөмс доод энергетик төлөвт байхын оронд саарал төлөвт байх төлөв юм. CO₂ лазер дээр түүнийг CO-N-He холимог хийн дамжуулан энергийн шилжүүлэлт хийж, лазерийн үйл ажиллагааг үр дүнтэй хангаж бүтээдэг.

CO₂ лазерууд дээр 10,6 микрометр долгион урт яагаад чухал вэ?

10,6 микрометр долгион урт чухал, учир нь түүнд хамгийн өндөр өсөлтийн коэффициент байдаг, түүн дээр үйл ажиллагаа хийх нь төвөгтэй органик материалд гэрлийг шингээх үед тун үр дүнтэй бөлгөөн юм.

CO₂ лазерийн тэмдэглэх төхөөрөмжүүд дээр гальванометр сканнер системүүд ба тогтмол оптик системүүд яаж ялгаатай вэ?

Гальванометр сканнер системүүд лазерийн цуглуулан тусгаарлагч толлуудын тусламжтайгаар хурдан ба нарийн тэмдэглэл хийдэг. Харин тогтмол оптик системүүд стационар лазерийн цуглуулан дээр объектыг хөдөлгөж, бүрхүүлдүүлэх үйл ажиллагаанд илүү тогтвортой бөлгөөн үзүүлдэг.

Аль материалын CO₂ лазерийн энергийг хүчтэй шингээдэг вэ?

Полимерүүд (жишээ нь: акрил, ABS пластик), мод, будаа, даавуу гэх мэт материалын CO₂ лазерийн энергийг шингээх чадвар өндөр бөлгөөн, учир нь түүний органик нөгөөсүүдийн бүтцүүд лазерийн долгион урттайд тохирч байна.

CO₂ лазерийн тэмдэглэх төхөөрөмжүүдэд хэрэглэж болох дулааны боловсруулалтын режимиуд юу юу вэ?

Үндсэн дулааны боловсруулалтын режимиуд нь түүхийлүүлэлт, термик хатуургуулах, хөвөрхөн бүтэц үүсгэх, өнгө өөрчлөх гэх мэт бөлгөөнүүд бөлгөөн, тус тусдаа хүчний нягт ба дулааны механизмд үндэслэн онцгой дүрсийн ба функциональ үр дүн үзүүрлүүлдэг.