مبدأ وتطوير معدات ليزر CO2
مبدأ ليزر ثاني أكسيد الكربون:
ليزر ثاني أكسيد الكربون هو نوع من الليزر الجزيئي ، المادة الرئيسية هي جزيئات ثاني أكسيد الكربون. مثل الليزرات الغازية الأخرى ، فإن مبدأ عمل ليزر ثاني أكسيد الكربون أكثر تعقيدًا.
هناك ثلاث حركات مختلفة للجزيئات:
1. أي حركة الإلكترونات في الجزيء ، والتي تحدد حالة الطاقة الإلكترونية للجزيء ؛
2. اهتزاز الذرة في الجزيء ، أي ذرة الجزيء تهتز دوريًا حول وضع توازنها وتعتمد على حالة طاقة الاهتزاز الجزيئي ؛
3. دوران الجزيء ، أي أن الجزيء يدور باستمرار في الفضاء ككل. تحدد حركة الجزيء هذه حالة الطاقة الدورانية للجزيء. الحركة الجزيئية معقدة للغاية ، لذا فإن مستوى الطاقة معقد جدًا أيضًا.
في ليزر ثاني أكسيد الكربون ، تتكون مادة العمل الرئيسية من ثاني أكسيد الكربون₂والنيتروجين والهليوم. من بينها CO₂ هو غاز يولد إشعاع ليزر ، والنيتروجين والهيليوم غازات مساعدة. يمكن أن تسرع إضافة الهيليوم عملية الاسترخاء الحراري عند المستوى 010 ، وهو أمر مفيد لإخلاء مستويات الليزر 100 و 020. تعمل إضافة النيتروجين بشكل رئيسي كنقل للطاقة في أول أكسيد الكربون₂ ليزر
تراكم جزيئات مستوى الطاقة على CO₂ يلعب الليزر وخرج الليزر عالي الطاقة والكفاءة دورًا قويًا.
مخطط مستوى الطاقة من CO₂ انتقال الإثارة بالليزر الجزيئي₂ الليزر: في أنبوب التفريغ ، عادة ما يتم إدخال تيار DC لعشرات مللي أمبير أو مئات مللي أمبير. أثناء التفريغ ، تكون جزيئات النيتروجين في الغاز المختلط في أنبوب التفريغ متحمسة لتأثير الإلكترونات. في هذا الوقت ، تتصادم جزيئات النيتروجين مع CO₂ جزيئات. تنقل جزيئات N2 طاقتها إلى جزيئات CO2. CO₂ تنتقل الجزيئات من مستوى الطاقة المنخفض إلى مستوى الطاقة العالي لتشكيل انعكاس عدد الجسيمات وانبعاث ضوء الليزر.
خصائص التطوير:
تحتوي ليزر ثاني أكسيد الكربون على عيوب الحجم الكبير والهيكل المعقد وصعوبة الصيانة. لا يمكن للمعادن أن تمتص الليزر بطول موجة 10.6 μم جيد جدًا ، لا يمكن استخدام الألياف الضوئية لنقل الليزر ، وتسبب البلازما الحادة التي يسببها البلازما أثناء اللحام.
تم تطوير ليزر ثاني أكسيد الكربون في وقت مبكر في اتجاه زيادة قوة الليزر ، ولكن عندما وصلت طاقة الليزر إلى متطلبات معينة ، تم تقييم جودة شعاع الليزر ، وتحول تطوير الليزر إلى تحسين جودة الشعاع. تتمتع ليزر CO2 المبردة بالانتشار القريبة من حد الانعراج بجودة شعاع جيدة ،عدسة الليزر المتوسع و يتم استخدامها على نطاق واسع بمجرد إطلاقها ، خاصة في مجال القطع بالليزر.