کاربرد های لیزر صنعتی ، لیزر پزشکی و لیزر نظامی

کاربرد های لیزر صنعتی : در این مقاله ما لیزر را صرفا به عنوان یک منبع انرژی گرمایی در نظر می گیریم .

گرچه میزان همدوسی فضایی بسیار خوبی که لیزر دارد و امکان متمرکز نمودن باریکه لیزر را در اندازه های بسیار کوچک  به دست می دهد ، نیز اهمیت زیادی دارد .

شاید بیش از هر چیز دیگر ، کاربرد لیزر در برش مواد ، به خصوص فلزات تصور بسیار خوشایندی را در اذهان عمومی در همان ابتدا ایجاد نمود .

گرچه در آغاز راه خیلی از باور ها خیالی بود ولی امروزه بسسیاری از تصورات خیالی به وقوع پیوسته است .

کاربرد های لیزر صنعتی : تعداد قابل توجهی از دستگاه لیزر ها امروزه به اندازه کافی پر قدرت هستند و قادرند بر روی بسیاری از مواد عملیات حرارتی انجام دهند و آن ها را ذوب کنند و یا به هم جوش دهند و حتی ( در برش و سوراخکاری ) بخار نمایند .

البته امکان جوش دادن ، برش دادن و سوراخ کاری با کیفیت عالی بدون داشتن چنین ابزار پیشرفته و گرانی همچون لیزر امروزه وجود دارد .

اما لیزر ها امتیازات خاصی نسبت به ابزار معمولی دیگر دارند که عبارتند از :

  1. تابش لیزر بسیار تمیز است چرا که در آن هیچگونه ماده ناخالصی به محل مورد عمل وارد نمی شود . در حقیقت شرایط کاری را معمولا می توان برای عمل به خصوصی فراهم آورد .
  2. باریکه های لیزر را به دلیل همدوسی فضایی بالا می توان بر روی منطقه بسیار کوچکی متمرکز نمود .این منطقه به طور شدیدی گرم می شود و در عین حال بر روی ناحیه های مجاور اثر سویی نمی گذارد .
  3. کنترل تابندگی باریکه لیزر نسبتا آسان است .
  4. باریکه لیزر به آسانی بر روی نقاط غیر قابل دسترسی با ابزار معمولی  ، متمرکز می شود و می تواند از پنجره های شفاف عبور کند و همچنین می توان آن را بر روی گوشه های تیز متمرکز نمود .
  5. همان طوری که خواهیم دید ، بیشتر انرژی لیزر خیلی نزدیک به سطح هدف فرود می آید و منطقه مورد نظر را بدون تاثیر بر روی کل جسم تحت تاثیر قرار می دهد .

دو لیزر مهمی که در کار بر روی مواد به کار برده می شوند عبارتند از :

  • لیزر های  Nd:YAG
  • لیزر های CO2

از این دو لیزر می توان گفت که لیزر CO2 دارای کاربرد بیشتری است .

این لیزر در قدرت و اندازه های مختلف و قیمت مناسب در دسترس است .

اما برای بعضی از کاربرد ها لیزر Nd:YAG به دلیل طول موج کوتاهش ، فواید زیادی دارد .

لیزر یاقوت که از اولین لیزر هایی بود که توسعه یافت ، در برهه ای از زمان برای کار بر روی مواد به کار گرفته شد ولی امروزه کاربرد زیادی در این خصوص ندارد .

لیزر های دیگر الکساندریت از بعضی جهات بر لیزرهای Nd:YAG مزیت دارند چرا که طول موج کوتاه تری دارند ولی برای زمان های طولانی برای بسیاری از کاربرد های تجارتی در دسترس نمی باشند .

لیزر یک وسیله نوری بسیار خوب است و ضروری است دقت زیادی در بسته بندی نهایی و استفاده از ان در صنایع سنگین جایی که ارتعاشات جایی که ارتعاشات و گرد و غبار وجود دارد ، به عمل آید .

از دیگر مشکلات ، طرح کردن وسیله ای برای ارسال باریکه لیزر از لیزر تا قطعه محل کار می باشد .

این عمل با آینه های هدایت کننده انجام می شود ، گرچه تار های نوری را نیز می توان برای لیزر های کم توان به کار برد .

دقت زیادی به نکات ایمنی باید مبذول شود .

کاربرد های لیزر صنعتی : چرا که غالبا پرتوهای لیزر نامرئی هستند ، به خصوص هنگام کارر با لیزر های پر قدرت ، حتی با مقدار کم پرتوهای پراشیده شده ، امکان خطر وجود دارد .

علاوه بر این دقت زیادی در متمرکز نمودن نور لیزر در محل مورد نظر باید اعمال گردد وگرنه در اطراف محل مورد نظر خسارت وارد خواهد شد .

تحلیل دقیق بر همکنش بین نور لیزر و سطح ماده غیر ممکن و یا بهتر بگوئیم بسیار پیچیده است .

به خصوص وقتی که ماده تبخیر و یا ذوب می شود .

در ای جا ما فرض های خیلی ساده ای را مد نظر قرار می دهیم .

معهذا چنین محاسباتی ما را قادر می سازد تا کمیت های مهمی مانند افزایش دما و میزان جابهجا شدن مواد را با تقریب خوبی بدست آوریم .