Что такое газовый лазер
Газовые лазеры: высокоэффективные и мощные лазерные установки для различных сфер применения
Лазерное оборудование широко используется в различных сферах деятельности человека, в том числе в промышленности, медицине, науке и образовании. Особую нишу занимают газовые лазеры – устройства, особенностью которых является использование газообразного вещества в качестве активной среды. Впервые они были созданы человеком около 60-ти лет назад. С тех пор такие приборы квантовой электроники прошли сложный путь эволюции и совершенствования, что позволило повысить их коэффициент полезного действия и безопасность в применении.
Если говорить о разновидностях лазерных установок, в которых в качестве активной среды применяется вещество, находящееся в газообразном состоянии, то в первую очередь к ним следует отнести химические газовые лазеры. В них основным источником получения энергии являются особые химические реакции, которые возникают между составными компонентами такой среды. Подобные устройства обладают достаточно высокой мощностью, благодаря чему получили широкое распространение в сфере промышленности, где используются для резки металлов и перфорации особо прочных материалов.
Конечно, когда речь заходит о газовых лазерах, нельзя ни отметить и широко востребованные эксимерные модели. Такие приборы создают узконаправленный поток излучения в ультрафиолетовом спектре. Само их название происходит от слова «эксимер», обозначающего возбужденный димер – основной элемент рабочего тела такого лазера. Устройство эксимерного типа широко используется в сфере медицины, в первую очередь в хирургии и офтальмологии.
В чем заключается принцип работы газового лазера?
В качестве активной среды в таких лазерных установках выступает технический газ (вещество, которое находится в газообразном состоянии при естественных для него условиях) или же испарения химических элементов, к примеру, металлов. Кроме того, в некоторых случаях могут применяться и специальные смеси газообразных веществ. Особенностью газа, являющегося активной средой в таких лазерах, является то, что он обладает достаточно высокой оптической однородностью. Благодаря этому само качество излучения у лазерных приборов газового типа считается более высоким по сравнению с аналогичными типами таких устройств.
Принцип работы газового лазера заключается в том, что активная газообразная среда накачивается с применением возникающих в ней электрических разрядов. В итоге возникающая в процессе такого явления электроны сталкиваются с атомами технического газа или пара химического вещества, что приводит их в возбуждение и становится причиной излучения фотонов. Создаваемые же электромагнитное излучение усиливается, проходя сквозь плазму газа. Само же направление движения световых волн регулируется за счет использования оптических резонаторов.
Какие газовые лазеры являются наиболее популярными?
Особое распространение в наше время получил так называемый CO2 лазер. В таком устройстве в качестве активной среды применяется особая смесь нескольких технических газов, а именно:
Длина волны электромагнитного излучения у такого прибора составляет около 10 микрометров. Внутреннее устройство газового лазера данного типа отличается простотой и надежностью. Его основным функциональным элементом является герметичная трубка, выполненная из стекла, а также оборудованная оптическими резонаторами. Она заполняется смесью газов низкого давления. При помощи высоковольтного импульса постоянного тока происходит ионизация молекул газа, что приводит к созданию узконаправленного электромагнитного излучения высокой мощности.
Современные лазерные установки, основанные на использовании углекислого газа (и его смесей с другими газообразными веществами), обладают наибольшей универсальностью. Благодаря очень малому показателю расходимости луча их можно устанавливать на достаточно большом расстоянии от обрабатываемой поверхности или предмета, в то время как само качество воздействия луча не снижается. Благодаря этой особенности газовые CO2 лазеры часто используются для резки металлических изделий, а также создания сложных и высокоточных разрезов, гравировки и многого другого.
Уровень мощности данной лазерной установки (при необходимости резки металлов) должен достигать 500 ватт и более. А если же речь заходит об обработке поверхности изделий, выполненных из цветного металла или высокопрочного металлического сплава, то в этом случае мощность прибора должна быть не менее 1000 ватт. При выборе подходящей установки лазер способен прорезать стальной сплав или титан. Кроме того, создаваемый в процессе работы устройства луч отлично подходит и для работы с материалами, обладающими сложной структурой, например, гранитом или даже обычным ДСП.
Что представляют собой эксимерные смеси?
Это особые смеси технических газов, предназначенные для применения в установках эксимерных лазеров. К таким газовым продуктам относятся аргон, криптон, гелий, ксенон, водород и многие другие. В основном для получения эксимерной смеси используется определенное процентное соотношение инертного газового вещества и галогенов. При необходимости прочесть более подробно о применении и особенностях эксимерных газовых смесей вы можете здесь.
В чем заключаются преимущества газовых лазеров?
Среди основных достоинств таких лазерных установок следует выделить:
Конечно, огромную роль в работе газовых лазеров играют и сами технические газы, выступающие в качестве рабочей среды. Для достижения максимальной эффективности и получения высокого КПД специалисты рекомендуют использовать газы особой чистоты. При необходимости приобрести такие газовые продукты вы можете, обратившись к специалистам компании «ПРОМТЕХГАЗ». Ознакомиться с каталогом продукции предприятия вы можете по ссылке https://idealgaz.ru/.
Кроме того, рекомендуем вам прочесть об технологии глубокой очистки газов в нашей статье на тему «Почему особо чистые газы стоят дороже».
Газовый лазер
Газовый лазер — это лазер, содержащий вещество газообразного состояния в стеклянной трубке, имеет низкое давление, создающее активную среду. Трубка находится между двумя зеркалами, через которое выводится лазерное излучение. При этом зеркала должны быть настроены так, чтобы световые лучи были параллельны оси. Возбуждение смеси газов происходит разными видами электрического разряда в газах.
Особенности газового лазера определяются значением свойств активной среды, так как ее плотность может быть разной в широких пределах, но намного меньше, чем конденсированной среде.
Энергетический спектр газа соответствует уровню энергии отдельных частиц, так как в отличие твердой материи, частицы газа взаимодействуют друг с другом исключительно при соударениях в процессе теплового движения. Поэтому газовая активная среда преимущественно прозрачная и имеет узкую линию поглощения и излучения. Такой лазер дает возможность получить максимально узкие, но достаточно стабильные линии генерации.
Газовый лазер может работать в непрерывном режиме, а также в импульсном. Эти режимы сами по себе отличаются по своим характеристикам. Характер возбуждения активной среды газового лазера классифицируется на: газоразрядные, с оптическим возбуждением, возбуждением заряженных частиц, химические лазеры и газодинамические. Типы переходов, на которых возбуждается генерация газового лазера, бывает: ионные лазеры, молекулярные лазеры, эксимерные лазеры. Что особенно характеризует свойства лазерного излучения, так это его высокая направленность и монохроматичность, способность работать в непрерывном режиме.
Сегодня самый практичный газовый лазер — это щелевой СО2 с высокочастотным разрядом. Он сильно отличается от углекислотного своим импульсным режимом излучения. Такое излучение имеет импульсный световой поток с частотой 10 — 20кГц. Газовым лазером производят маркировку широким спектром изделий и материалов с отличным качеством, как на твердых материалах, так и более мягких. Твердые материалы — алюминий, металлы, сплавы металлов, керамика, стекло, твердый пластмасс. Мягкий материал может быть органическим — из бумаги, дерева, акрила, резины, кожи, ткани, картона. Марку СО2 широко используют для резки почти любых металлов и неметаллов. Для резки металлов уровень мощности необходим от 500 Вт, а для резки цветных от 1000 Вт, иногда может быть и больше. Используя эту марку лазера деликатно, можно разрезать металл, так как ширина шва уменьшается, а качество увеличивается. Помимо этого, импульсные лазеры режут сталь, титан и даже более мягкие алюминиевые сплавы.
В зависимости от химического состава, можно резать сплавы на медной основе. Еще такие лазеры используют для гравировки. Существуют лазерные станки, режущие дерево и фанеру. И хотя это сравнительно мягкие материалы, работа с ними сложна и квалификация рабочего должна быть очень высокой. В наше время резка фанеры и дерева считается одним из самых эффективных и высокоточных способов обработки.
Оставьте свой комментарий Отменить ответ
Высокоточное оборудование все чаще встречается в производстве. Даже небольшие компании…
Газовый лазер
Полезное
Смотреть что такое «Газовый лазер» в других словарях:
ГАЗОВЫЙ ЛАЗЕР — оптический квант. генератор с газообразной активной средой. Газ, в к ром за счёт энергии внеш. источника (накачки) создаётся состояние с инверсией населённостей двух уровней энергии (верхний и нижний лазерные уровни), помещается в оптический… … Физическая энциклопедия
газовый лазер — Ндп. газовый оптический квантовый генератор Лазер с газовым активным элементом. [ГОСТ 15093 90] Недопустимые, нерекомендуемые газовый оптический квантовый генератор Тематики лазерное оборудование EN gas laser … Справочник технического переводчика
ГАЗОВЫЙ ЛАЗЕР — лазер, в котором активной средой являются газы, пары или их смеси (СО2, Ar, смесь Не+Ne и др.). Используют как репер частоты (см. Оптические стандарты частоты), в лазерной спектроскопии, голографии, лазерной технологии, в медицине и др … Большой Энциклопедический словарь
газовый лазер — лазер, в котором активной средой являются газы, пары или их смеси (СО2, Ar, смесь He+Ne и др.). Используют как репер частоты (см Оптические стандарты частоты), в лазерной спектроскопии, голографии, лазерной технологии, в медицине и др. * * *… … Энциклопедический словарь
Газовый лазер — Углекислотный газовый лазер Газовый лазер лазер, в котором в качестве активной среды используется вещество, находящееся в газобразном состоянии … Википедия
газовый лазер — dujų lazeris statusas T sritis chemija apibrėžtis Lazeris, kurio aktyvioji medžiaga yra dujos. atitikmenys: angl. gas laser; gaseous laser rus. газовый лазер … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
газовый лазер — dujų lazeris statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. gas laser; gaseous laser vok. Gaslaser, m rus. газовый лазер, m pranc. laser à gaz, m … Fizikos terminų žodynas
ГАЗОВЫЙ ЛАЗЕР — лазер, в к ром активной средой является газ или смесь газов (неон гелий, диоксид углерода азот, аргон и др.). По способу возбуждения активной среды Г. л. условно подразделяются на газоразрядные, возбуждаемые газовым разрядом, газодинамические, в… … Большой энциклопедический политехнический словарь
ГАЗОВЫЙ ЛАЗЕР — лазер, в к ром активной средой являются индивидуальные газы (пары) или их смеси (СО3, Аг, смесь Не и Ne и др.). Особенности Г. л. определяются свойствами активной среды, плотн. к рой меняется в широких пределах (диапазон давлений от 10 3 мм рт.… … Естествознание. Энциклопедический словарь
газовый лазер с прокачкой — tekančiųjų dujų lazeris statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. gas flow laser; gas transport laser vok. Gasflußlaser, m; Gasströmungslaser, m; Laser mit strömendem gasförmigem Medium, m rus. газовый лазер с прокачкой, m; газовый… … Radioelektronikos terminų žodynas
ГАЗОВЫЙ ЛАЗЕР
Полезное
Смотреть что такое «ГАЗОВЫЙ ЛАЗЕР» в других словарях:
газовый лазер — Ндп. газовый оптический квантовый генератор Лазер с газовым активным элементом. [ГОСТ 15093 90] Недопустимые, нерекомендуемые газовый оптический квантовый генератор Тематики лазерное оборудование EN gas laser … Справочник технического переводчика
ГАЗОВЫЙ ЛАЗЕР — лазер, в котором активной средой являются газы, пары или их смеси (СО2, Ar, смесь Не+Ne и др.). Используют как репер частоты (см. Оптические стандарты частоты), в лазерной спектроскопии, голографии, лазерной технологии, в медицине и др … Большой Энциклопедический словарь
газовый лазер — лазер, в котором активной средой являются газы, пары или их смеси (СО2, Ar, смесь He+Ne и др.). Используют как репер частоты (см Оптические стандарты частоты), в лазерной спектроскопии, голографии, лазерной технологии, в медицине и др. * * *… … Энциклопедический словарь
Газовый лазер — Углекислотный газовый лазер Газовый лазер лазер, в котором в качестве активной среды используется вещество, находящееся в газобразном состоянии … Википедия
газовый лазер — dujų lazeris statusas T sritis chemija apibrėžtis Lazeris, kurio aktyvioji medžiaga yra dujos. atitikmenys: angl. gas laser; gaseous laser rus. газовый лазер … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
газовый лазер — dujų lazeris statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. gas laser; gaseous laser vok. Gaslaser, m rus. газовый лазер, m pranc. laser à gaz, m … Fizikos terminų žodynas
Газовый лазер — лазер с газообразной активной средой. Трубка с активным газом помещается в Оптический резонатор, состоящий в простейшем случае из двух параллельных зеркал. Одно из них является полупрозрачным. Испущенная в каком либо месте трубки … Большая советская энциклопедия
ГАЗОВЫЙ ЛАЗЕР — лазер, в к ром активной средой является газ или смесь газов (неон гелий, диоксид углерода азот, аргон и др.). По способу возбуждения активной среды Г. л. условно подразделяются на газоразрядные, возбуждаемые газовым разрядом, газодинамические, в… … Большой энциклопедический политехнический словарь
ГАЗОВЫЙ ЛАЗЕР — лазер, в к ром активной средой являются индивидуальные газы (пары) или их смеси (СО3, Аг, смесь Не и Ne и др.). Особенности Г. л. определяются свойствами активной среды, плотн. к рой меняется в широких пределах (диапазон давлений от 10 3 мм рт.… … Естествознание. Энциклопедический словарь
газовый лазер с прокачкой — tekančiųjų dujų lazeris statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. gas flow laser; gas transport laser vok. Gasflußlaser, m; Gasströmungslaser, m; Laser mit strömendem gasförmigem Medium, m rus. газовый лазер с прокачкой, m; газовый… … Radioelektronikos terminų žodynas
Газовый лазер
Газовый ла́зер — лазер, в котором в качестве активной среды используется вещество, находящееся в газобразном состоянии (в отличие от твердых тел в твердотельного лазера и жидкостей в лазерах на красителях).
Состоит из сосуда с газом помещенного в оптический резонатор. Накачка производится с помощью высоковольтных электрических разрядов, электроны соударяясь с атомами газа переводят их на возбужденные энергетические уровни. К достоинствам газовых лазеров относятся дешевизна вещества рабочей среды, высокая энергетическая эффективность и возможность работы в непрерывном режиме.
Разновидностями газового лазера являются газодинамические лазеры, химические лазеры и эксимерные лазеры.
См. также
Ссылки
Полезное
Смотреть что такое «Газовый лазер» в других словарях:
ГАЗОВЫЙ ЛАЗЕР — оптический квант. генератор с газообразной активной средой. Газ, в к ром за счёт энергии внеш. источника (накачки) создаётся состояние с инверсией населённостей двух уровней энергии (верхний и нижний лазерные уровни), помещается в оптический… … Физическая энциклопедия
газовый лазер — Ндп. газовый оптический квантовый генератор Лазер с газовым активным элементом. [ГОСТ 15093 90] Недопустимые, нерекомендуемые газовый оптический квантовый генератор Тематики лазерное оборудование EN gas laser … Справочник технического переводчика
ГАЗОВЫЙ ЛАЗЕР — лазер, в котором активной средой являются газы, пары или их смеси (СО2, Ar, смесь Не+Ne и др.). Используют как репер частоты (см. Оптические стандарты частоты), в лазерной спектроскопии, голографии, лазерной технологии, в медицине и др … Большой Энциклопедический словарь
газовый лазер — лазер, в котором активной средой являются газы, пары или их смеси (СО2, Ar, смесь He+Ne и др.). Используют как репер частоты (см Оптические стандарты частоты), в лазерной спектроскопии, голографии, лазерной технологии, в медицине и др. * * *… … Энциклопедический словарь
газовый лазер — dujų lazeris statusas T sritis chemija apibrėžtis Lazeris, kurio aktyvioji medžiaga yra dujos. atitikmenys: angl. gas laser; gaseous laser rus. газовый лазер … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
газовый лазер — dujų lazeris statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. gas laser; gaseous laser vok. Gaslaser, m rus. газовый лазер, m pranc. laser à gaz, m … Fizikos terminų žodynas
Газовый лазер — лазер с газообразной активной средой. Трубка с активным газом помещается в Оптический резонатор, состоящий в простейшем случае из двух параллельных зеркал. Одно из них является полупрозрачным. Испущенная в каком либо месте трубки … Большая советская энциклопедия
ГАЗОВЫЙ ЛАЗЕР — лазер, в к ром активной средой является газ или смесь газов (неон гелий, диоксид углерода азот, аргон и др.). По способу возбуждения активной среды Г. л. условно подразделяются на газоразрядные, возбуждаемые газовым разрядом, газодинамические, в… … Большой энциклопедический политехнический словарь
ГАЗОВЫЙ ЛАЗЕР — лазер, в к ром активной средой являются индивидуальные газы (пары) или их смеси (СО3, Аг, смесь Не и Ne и др.). Особенности Г. л. определяются свойствами активной среды, плотн. к рой меняется в широких пределах (диапазон давлений от 10 3 мм рт.… … Естествознание. Энциклопедический словарь
газовый лазер с прокачкой — tekančiųjų dujų lazeris statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. gas flow laser; gas transport laser vok. Gasflußlaser, m; Gasströmungslaser, m; Laser mit strömendem gasförmigem Medium, m rus. газовый лазер с прокачкой, m; газовый… … Radioelektronikos terminų žodynas