12 августа 2019

Популярные сегодня инструменты для раскроя и гравировки различных материалов, то есть, лазерные станки и маркираторы, настолько прочно вошли в обиход и стало привычными, что не вызывает ни восторга, ни восхищения. Тем не менее еще не так давно использование лазера в промышленности можно было встретить только в фантастических романах. Сейчас технология получения лазерного излучения стала достаточно дешевой, надежной и массовой, используется во многих отраслях деятельности и постоянно находить новые применения.

В контексте нашего сайта нас интересует принцип действия и использование лазера в промышленном оборудовании для раскроя и маркировки различных изделий и материалов. Принцип действия лазера описан еще в школьном учебнике физики, более детально и с точным описанием проходящих процессов можно ознакомиться в учебниках теоретической физики для ВУЗов, однако нас интересует только принцип, о котором мы и поговорим.

Принцип действия лазера

Чтобы понять, что такое лазер устройство и принцип действия, благодаря которому оно работает, приведем основные компоненты этого сложного изделия. Итак, практически любой лазер состоит из:

  • Источника внешней энергии, который в зависимости от типа лазера может быть различным.
  • Активной среды, где накапливается световая энергия от источника. Характер этой энергии однородный, то есть, длинна волны накапливаемого излучения одна и та же и зависит только от типа активной среды.
  • Оптического резонатора или системы двух зеркал, одно из которых полупрозрачно.

Когда источник энергии возбуждает в активной среде фотоны, они выходят наружу в виде света не сразу, а накапливаются и усиливаются благодаря явлению резонанса. Как только мощности накопленной энергии будет достаточно для прохождения через полупрозрачное зеркало, лазер выпускает импульсный пучок света одной длины волны, который практически не рассеивается и выходит параллельно оси лазера.

После этого цикл повторяется, именно поэтому лазерное излучение называется импульсным. Впрочем, импульсы следуют настолько часто друг за другом, что для наблюдателя и при обработке материалов луч лазера можно считать непрерывным.

Далее луч лазера достаточно большого диаметра собирается в точку фокусировки специальной линзой, и в этой точке концентрация световой энергии настолько велика, что может в доли секунды расплавить или даже испарить металл и любой другой материал.

Для получения разной мощности излучения для обработки различных материалов степень мощности луча лазерного станка может меняться за счет замены лазерного излучателя, поэтому на одном и том же оборудовании можно как резать металл, так и наносить легкую гравировку на пластик или дерево.

Конечно, это описание работы лазера мало похоже на научный трактат, однако дает представление о процессах, происходящих в «сердце» любого лазерного оборудования. Такой абстракции вполне достаточно, чтобы понимать принцип работы, важность соблюдения технологии и рекомендаций производителя, чтобы правильно выбрать оборудование и продлить срок его службы.