Pošaljite svoj dobar rad u bazu znanja je jednostavno. Koristite obrazac ispod

Studenti, postdiplomci, mladi naučnici koji koriste bazu znanja u svom studiranju i radu biće vam veoma zahvalni.

Uvod

1. Laseri

2. Klasifikacije lasera i njihove karakteristike

3. Solid state laser

4. Gasni laser

5. Tečni laser

6. Poluprovodnički laser

7. Hemijski laser

8. Ultraljubičasti laser

9. Laser na slobodnim elektronima

10. YAG laser

11. Aproton tečni laser

12. Laser na bakrenu paru

Zaključak

Književnost

UVOD

Posljednjih godina značajno je prošireno uvođenje laserske tehnologije u sve sektore nacionalne ekonomije. Laseri se već koriste u svemirskim istraživanjima, mašinstvu, medicini, kompjuterskoj tehnologiji, konstrukciji aviona i vojnoj tehnici. Pojavile su se publikacije koje navode da su laseri korisni i u poljoprivrednoj industriji. Upotreba lasera u naučnim istraživanjima – fizičkim, hemijskim, biološkim – stalno se unapređuje.

Kao rezultat trke u naoružanju, laseri se ubrzano koriste u raznim vrstama vojne opreme – zemaljskoj, morskoj i vazdušnoj.

Brojna laserska oprema – daljinomjeri, visinomjeri, lokatori, sistemi za navođenje – ušla je u službu u armijama. Vojni uređaji koriste laser kao izvor zračenja.

1955-1957 pojavila su se djela N.G. Basova, B.M. Vula, Yu.M. Popov i A.M. Prohorov u Rusiji, kao i američki naučnici C. Townes i A. Shavlov, koji su dali naučno opravdanje za stvaranje kvantnih generatora u optičkom opsegu. U decembru 1960. T. Maiman je uspio da napravi prvi uspješno djelujući laser s rubin štapom kao aktivnom tvari.

1960. godine, pod vodstvom američkog naučnika A. Javana, stvoren je plinski laser. Kao aktivni medij koristio je mješavinu plinova helijuma i neona.

1962. godine, gotovo istovremeno, u Rusiji i SAD-u je stvoren laser u kojem je kao aktivna tvar korišten poluvodički element.

Zasluge ruskih naučnika u razvoju kvantne elektronike, kao i doprinos američkih naučnika, nagrađeni su Nobelovom nagradom. Primio ga je 1964. godine N.G. Basov, A.M. Prokhorov i C. Townes. Od tog trenutka počinje nagli razvoj lasera i uređaja zasnovanih na njihovoj upotrebi.

Sovjetski naučnici i inženjeri dali su veliki doprinos rješavanju takvog problema kao što je osiguranje sigurnosti slijetanja aviona u teškim uslovima.

U posljednje vrijeme je još jedno važno područje primjene lasera postalo široko rasprostranjeno - laserska tehnologija, koja se koristi za rezanje, zavarivanje, legiranje, piskanje metala i obradu integriranih kola.

Značajni efekti postignuti su i upotrebom lasera u medicini. Stvoren je laserski skalpel. Pojavila se laserska mikrohirurgija oka.

Laseri se koriste u stomatologiji, neurohirurgiji, hirurgiji srca i dijagnostici bolesti. Ultraljubičasti laseri se koriste za rano otkrivanje kancerogenih tumora.

Postoje određeni uspjesi u upotrebi lasera u poljoprivrednoj industriji.

Prehrambena industrija istražuje mogućnost upotrebe lasera za poboljšanje kvaliteta pekarskih proizvoda, ubrzanje proizvodnje bezalkoholnih pića sa poboljšanim svojstvima i očuvanje kvaliteta mesa i mesnih proizvoda. Čak i takav rad kao što je predobrada reznih alata i ležajeva u uređajima prehrambenog inženjerstva omogućava značajno povećanje vijeka trajanja ovih uređaja.

Ogromna sredstva se izdvajaju za stvaranje lasera velike snage, kao i rendgenskih i hemijskih lasera.

1. LASERS

Na pitanje šta je laser 1, akademik N.G. Basov je ovako odgovorio: „Laser je uređaj u kojem se energija, na primjer toplinska, kemijska, električna, pretvara u energiju elektromagnetnog polja - laserski snop. Ovom konverzijom neminovno se gubi dio energije, ali je bitno da je rezultirajuća energija lasera kvalitetnija. Kvaliteta laserske energije određena je njenom visokom koncentracijom i sposobnošću prijenosa na značajnu udaljenost. Laserski snop može se fokusirati u sićušnu tačku prečnika reda valne dužine svjetlosti i dobiti gustoću energije koja već premašuje gustoću energije nuklearne eksplozije danas. Uz pomoć laserskog zračenja već je moguće postići najveće vrijednosti temperature, pritiska i magnetne indukcije. Konačno, laserski snop je najkapacitetniji nosilac informacija i, u ovoj ulozi, fundamentalno novo sredstvo za njihov prijenos i obradu.”

Indukovana emisija. Ajnštajn je 1917. godine predvideo mogućnost tzv inducirano(stimulisana) emisija svetlosti od strane atoma. Ispod indukovanog zračenja odnosi se na emisiju pobuđenih atoma pod utjecajem svjetlosti koja pada na njih. Izuzetna karakteristika ovog zračenja je to Svjetlosni val generiran stimuliranom emisijom ne razlikuje se od talasa koji pada na atom ni po frekvenciji, ni po fazi ni po polarizaciji.

U jeziku kvantne teorije, stimulisana emisija znači prelazak atoma iz višeg energetskog stanja u niže, ali ne spontano, kao kod običnog zračenja, već pod uticajem spoljašnjeg uticaja.

Laseri. Davne 1940. sovjetski fizičar V.A. Proizvođač je ukazao na mogućnost korištenja fenomena stimulirane emisije za pojačavanje elektromagnetnih valova. Godine 1954. sovjetski naučnici N.G. Basov i A.M. Prokhorov i, nezavisno od njih, američki fizičar Charles Townes koristili su fenomen stimulirane emisije za stvaranje mikrovalnog generatora radio valova s ​​talasnom dužinom = 1,27 cm.

Osobine laserskog zračenja. Laserski izvori svjetlosti imaju niz značajnih prednosti u odnosu na druge izvore svjetlosti:

1. Laseri su sposobni da stvore snopove svetlosti sa veoma malim uglom divergencije (oko 10 -5 rad). Na Mjesecu takav snop koji emituje Zemlja proizvodi mrlju prečnika 3 km.

2. Lasersko svjetlo je izuzetno monohromatsko. Za razliku od konvencionalnih izvora svjetlosti, čiji atomi emituju svjetlost nezavisno jedan od drugog, kod lasera atomi emituju svjetlost zajedno. Dakle, faza vala ne doživljava nepravilne promjene.

3. Laseri su najmoćniji izvori svjetlosti. U uskom opsegu spektra, za kratko vreme (u vremenskom periodu od oko 10 -13 s) neki tipovi lasera postižu snagu zračenja od 10 17 W/cm 2, dok je snaga zračenja Sunca samo 710 3 W/cm 2, a ukupno cijeli spektar. Za uski interval = 10 -6 cm (širina spektralne linije lasera), Sunce čini samo 0,2 W/cm 2 . Jačina električnog polja u elektromagnetnom talasu koji emituje laser premašuje jačinu polja unutar atoma.

Princip rada lasera. U normalnim uslovima, većina atoma je u stanju najniže energije. Stoga na niskim temperaturama tvari ne svijetle.

Kada elektromagnetski talas prođe kroz materiju, njegova energija se apsorbuje. Zbog apsorbirane energije vala, neki od atoma su pobuđeni, odnosno prelaze u stanje više energije. U tom slučaju energija se uklanja iz svjetlosnog snopa

jednaka energetskoj razlici između nivoa 2 i 1. Na slici 1, A nepobuđeni atom i elektromagnetski talas su šematski predstavljeni u obliku segmenta sinusnog talasa. Elektron je na nižem nivou. Na slici 1, b prikazuje pobuđeni atom koji je apsorbirao energiju. Pobuđeni atom može predati svoju energiju susjednim atomima u sudaru ili emitovati foton u bilo kojem smjeru.

2 2

1 1

a b

Fig.1

Sada zamislimo da smo na neki način uzbudili većinu atoma medija. Zatim, kada elektromagnetski talas sa frekvencijom prođe kroz supstancu

=

ovaj talas neće biti oslabljen, već će, naprotiv, biti pojačan usled indukovanog zračenja. Pod njegovim uticajem, atomi se konzistentno pretvaraju u stanja niže energije, emitujući talase koji se po frekvenciji i fazi podudaraju sa upadnim talasom. Na slici 2, A prikazani su pobuđeni atom i talas, a na slici 2. b shematski je prikazano da je atom prešao u osnovno stanje, a val se pojačao.

2 2

1 1

a b

Rice. 2

Sistem na tri nivoa. Postoje različite metode za dobijanje medija sa pobuđenim stanjima atoma. U rubin laseru za to se koristi posebna moćna lampa. Atomi se pobuđuju apsorpcijom svjetlosti.

Ali dva nivoa energije nisu dovoljna da laser radi. Bez obzira koliko je moćna svjetlost lampe, broj pobuđenih atoma neće biti veći od broja nepobuđenih. Uostalom, svjetlost istovremeno pobuđuje atome i uzrokuje inducirane prijelaze s gornjeg nivoa na niži.

Rice. 3

Rešenje je pronađeno u upotrebi tri nivoa energije (ukupan broj nivoa je uvek veliki, ali govorimo o „radnim“ nivoima). Slika 3 prikazuje tri nivoa energije. Važno je da u odsustvu spoljašnjeg uticaja vreme tokom kojeg je atomski sistem u različitim energetskim stanjima („životni vek“) nije isto. Na nivou 3, sistem živi vrlo kratko, oko 10 -8 s, nakon čega spontano prelazi u stanje 2 bez emitovanja svjetlosti. (U ovom slučaju energija se prenosi na kristalnu rešetku.) „Životni vijek” u stanju 2 je 100.000 puta duži, tj. oko 10 -3 s. Prijelaz iz stanja 2 u stanje 1 pod utjecajem vanjskog elektromagnetnog vala je praćen zračenjem. Ovo se koristi u laserima. Nakon bljeska snažne lampe, sistem prelazi u stanje 3 i nakon vremenskog perioda od oko 10 -8 s nalazi se u stanju 2, u kojem živi relativno dugo. Ovo stvara "prenaseljenost" uzbuđenog nivoa 2 u poređenju sa neuzbuđenim nivoom 1.

Potrebni nivoi energije dostupni su u kristalima rubina. Rubin je jarko crveni kristal aluminijum oksida Al 2 O 3 sa primesom atoma hroma (oko 0,05%). Potrebna svojstva imaju nivoi jona hroma u kristalu.

Ruby laser uređaj.Štap sa ravnim paralelnim krajevima napravljen je od kristala rubina. Lampa na plinsko pražnjenje, u obliku spirale (slika 4), proizvodi plavo-zelenu svjetlost. Kratkotrajni impuls struje iz grupe kondenzatora kapaciteta nekoliko hiljada mikrofarada izaziva blistav bljesak lampe. Nakon kratkog vremena, nivo energije 2 postaje "prenaseljen".

Kao rezultat spontanih prelaza 21, počinju da se emituju talasi svih mogućih pravaca. Oni od njih koji idu pod uglom u odnosu na osu kristala izlaze iz njega i ne igraju nikakvu ulogu u daljim procesima. Ali talas koji putuje duž ose kristala reflektuje se mnogo puta od njegovih krajeva. Izaziva stimulisanu emisiju pobuđenih jona hroma i brzo se pojačava.

Jedan od krajeva rubinskog štapa je napravljen kao ogledalo, a drugi je proziran. Kroz njega dolazi snažan kratkotrajni (u trajanju od oko sto mikrosekundi) puls crvene svjetlosti, koji ima fenomenalna svojstva opisana gore. Val je koherentan, budući da svi atomi zrače na koordiniran način, i vrlo moćan, jer se induciranim zračenjem sva pohranjena energija oslobađa u vrlo kratkom vremenu.

Rice. 4

2. KLASIFIKACIJA LASERA I NJIHOVE KARAKTERISTIKE

Klasifikacija lasera koja je data u nastavku ne pretenduje na potpunu i potpunu, što se objašnjava zadacima sa kojima se susreo autor sažetka – dati samo opšte ideje o principu rada i primjeni lasera.

Uobičajeno je razlikovati dvije vrste lasera: pojačala i generatore. Na izlazu pojačalo Lasersko zračenje se javlja kada se na njegov ulaz primi neznatan signal na prelaznoj frekvenciji (a već je u pobuđenom stanju). Taj signal stimulira pobuđene čestice da oslobode energiju. Dolazi do intenziviranja poput lavine. Dakle, na ulazu je slabo zračenje, a na izlazu pojačano.

WITH generator situacija je drugačija. Zračenje na prijelaznoj frekvenciji više se ne dovodi na njegov ulaz, već se aktivna tvar pobuđuje i, štoviše, prekomjerno pobuđuje. Štoviše, ako je aktivna tvar u prenabuđenom stanju, tada se vjerojatnost spontanog prijelaza jedne ili više čestica s gornjeg nivoa na donji značajno povećava. To rezultira stimuliranom emisijom.

Drugi pristup klasifikaciji lasera odnosi se na fizičko stanje aktivne supstance. Sa ove tačke gledišta, laseri su čvrsto stanje(na primjer, rubin, staklo ili safir), gas(na primjer, helijum-neon, argon, itd.), tečnost, ako se kao aktivna tvar koristi poluvodički spoj, tada se naziva laser poluprovodnik.

Treći pristup klasifikaciji odnosi se na metod ekscitacije aktivne supstance. Razlikuju se sljedeći laseri: s pobuđivanjem optičkim zračenjem, s pobuđivanjem protokom elektrona, s pobudom sunčevom energijom, s pobudom energijom eksplodirajućih žica, s pobudom kemijskom energijom, s pobudom pomoću nuklearnog zračenja ( potonji sada privlače veliku pažnju stranih vojnih stručnjaka). Laseri se također razlikuju po prirodi emitirane energije i spektralnom sastavu. Ako se energija emituje pulsno, onda govorimo o impulsivnox laseri, ako su kontinuirani, tada se laser naziva laser sa kontinuiranim zračenjem. Postoje i laseri mješovitog moda, kao što su poluvodički laseri. Ako je lasersko zračenje koncentrisano u uskom rasponu valnih dužina, tada se laser naziva monohromatski, ako je u širokom rasponu, onda govore o širokopojasni laser

Druga vrsta klasifikacije zasniva se na konceptu izlazne snage. Laseri s kontinuiranom (prosječnom) izlaznom snagom većom od 10 6 W nazivaju se laseri velike snage. Sa izlaznom snagom u rasponu od 10 5 ... 10 3 W imamo lasere srednje snage. Ako je izlazna snaga manja od 10 -3 W, onda govore o laserima male snage.

U zavisnosti od dizajna otvorenog rezonatora ogledala, laseri sa konstantan faktor kvaliteta i Q-switched laseri - u takvom laseru jedno od ogledala može se postaviti, posebno, na osu elektromotora koji rotira ovo ogledalo. U ovom slučaju, faktor kvalitete rezonatora se periodično mijenja od nule do maksimalne vrijednosti. Ovaj laser se zove Q-moduliran laser. Slikovito rečeno, “djevičanska zemlja”. Ali proteže se samo do milimetarskog područja, kojim savladavaju radio operateri. Ovo neizgrađeno područje se kontinuirano smanjuje, a nadamo se da će njegov razvoj biti završen u bliskoj budućnosti. Udio koji se može pripisati različitim tipovima generatora nije isti (slika 5). Plinski kvantni generatori imaju najširi domet.

Još jedna važna karakteristika lasera je impulsna energija. Mjeri se u džulima i najveću vrijednost dostiže u poluprovodničkim generatorima - oko 10 3 J. Treća karakteristika je snaga. Energija po jedinici vremena daje snagu. Plinski generatori koji emituju kontinuirano imaju snagu od 10 -3 do 10 2 W. Milivatni generatori energije koriste helijum-neonsku mješavinu kao aktivni medij. CO 2 generatori imaju snagu od oko 100 W. Kod poluprovodničkih generatora, razgovor o snazi ​​ima posebno značenje. Na primjer, ako uzmemo 1 J emitovane energije koncentrirane u vremenskom intervalu od jedne sekunde, tada će snaga biti 1 W. Ali trajanje zračenja rubin generatora je 10 -4 s, dakle, snaga je 10.000 W, tj. 10 kW. Ako se trajanje impulsa smanji na 10 -6 s pomoću optičkog zatvarača, snaga je 10 6 W, tj. megavat Ovo nije granica! Možete povećati energiju u impulsu na 10 3 J i smanjiti njegovo trajanje na 10 -9 s, a tada će snaga dostići 10 12 W. A ovo je mnogo snage. Poznato je da kada intenzitet zraka dostigne 10 5 W/cm 2 na metalu, metal počinje da se topi, pri intenzitetu od 10 7 W/cm 2 metal ključa, a pri 10 9 W/cm 2 počinje lasersko zračenje. da snažno jonizuju pare supstance, pretvarajući ih u plazmu.

Još jedna važna karakteristika lasera je divergenciju laserski snop. Gasni laseri imaju najuži snop. To je vrijednost od nekoliko lučnih minuta. Divergencija snopa lasera u čvrstom stanju je oko 1...3 ugaona stepena. Poluprovodnički laseri imaju otvor radijacije: u jednoj ravni oko jedan stepen, u drugoj - oko 10...15 ugaonih stepeni.

Sljedeća važna karakteristika lasera je opseg talasnih dužina, u kojoj je koncentrisano zračenje, tj. monohromatski. Gasni laseri imaju veoma visoku monohromatičnost, ona iznosi 10 -10 , tj. znatno veći od sijalica na plinsko pražnjenje, koje su se ranije koristile kao standardi frekvencije. Solid-state laseri, a posebno poluvodički laseri, imaju značajan frekvencijski opseg u svom zračenju, odnosno nisu visoko monohromatski.

Vrlo važna karakteristika lasera je efikasnost. Za čvrsta stanja kreće se od 1 do 3,5%, za gasove 1...15%, za poluprovodnike 40...60%. Istovremeno se poduzimaju sve moguće mjere za povećanje efikasnosti lasera, jer mala efikasnost dovodi do potrebe za hlađenjem lasera na temperaturu od 4...77 K, a to odmah komplikuje dizajn opreme.

3. SOLID STATE LASER

Funkcionalni dijagram takvog lasera prikazan je na sl. 6. Sastoji se od pet blokova: emitivna glava, blok kondenzatora, blok ispravljača, blok za paljenje, kontrolna tabla. Glava koja emituje električnu energiju prvo pretvara u svjetlo, a zatim u monokromatsko lasersko zračenje. Kondenzatorski blok obezbeđuje skladištenje energije, a blok ispravljača služi za pretvaranje naizmenične struje u jednosmernu, koja puni kondenzatore. Jedinica za paljenje proizvodi vrlo visok napon, koji se koristi za izvođenje početnog raspada plina u blic lampama. Budući da je prvi laser napravljen koristeći rubin kao aktivnu tvar, razmotrimo njegovu strukturu. Glava emitiranja rubinskog lasera sastojala se od rubinskog držača, aksijalne čahure, dvije lampe pumpe i cilindričnog reflektora. Rubin držači su zamjenjivi i dizajnirani za rubin štapove različitih veličina i promjera.

Rubin korišten u uređaju bio je aluminij oksid, u kojem su neki od atoma aluminija zamijenjeni atomima hroma. Količina hroma određuje boju rubina, tako da blijedoružičasti rubin sadrži 0,05% hroma, a crveni - 0,5%. Ovaj umjetni rubin proizvodi se na sljedeći način. U pećnicama na visokim temperaturama uzgajaju se praznine zvane boule. Bulovi su u obliku štapa. Krajnje površine šipke se obrađuju sa visokom preciznošću, a zatim poliraju. Prilikom obrade krajnjih površina izrađuju se paralelno s točnošću od oko 9...19 lučnih sekundi i premazuju srebrnim ili dielektričnim slojem visoke refleksije. Površinska čistoća odgovara klasi 12. Ova šipka je postavljena između dvije bljeskalice, koje se zauzvrat nalaze u cilindričnom reflektoru. Na taj način se distribuira svjetlosni tok iz blic lampi na rubin štapu. Unutrašnja površina reflektora je obložena magnezijum oksidom, koji ima koeficijent refleksije od 0,9 - to osigurava povećanje efikasnosti emitivne glave.

Emitting Remote

kontrolna glava

Blok ispravljača

kondenzatorski blok

Rice. 6. Funkcionalni dijagram optičkog generatora

4. PLINSKI LASER

Za takve lasere se kao aktivna tvar koristi ili mješavina plinova ili supstanca u stanju pare. Gasno okruženje olakšava dobijanje kontinuirane stimulisane emisije, budući da je potrebno manje energije za prevođenje supstance u pobuđeno stanje. Po prvi put je kao aktivna supstanca korištena mješavina helijuma i neona. Tokom gasnog pražnjenja, atom helijuma se pobuđuje strujnim elektronima i kreće se sa glavnog nivoa 1 na nivo 2. Kada se atomi helijuma sudare sa atomima neona, potonji se takođe pobuđuju i prelaze na jedan od četiri gornja podnivoa (Sl. 7). Zbog činjenice da se preraspodjela energije prilikom sudara dvije čestice događa uz minimalnu promjenu ukupne unutrašnje energije, atomi neona se uglavnom kreću na nivo 2, a ne na nivo 3 ili 4. Kao rezultat toga, dolazi do prenaseljenosti gornjeg stvara se nivo 2. Prilikom prelaska atoma dolazi do emisije neona sa nivoa 2 na jedan od podnivoa 3 i sa nivoa 3 na nivo 4. Pošto se nivo 2 sastoji od četiri, a nivo 3 deset podnivoa, teoretski postoji više od trideset mogućih prelaza. Međutim, samo pet prelaza proizvodi stimulisanu emisiju, koja je koncentrisana na talasnim dužinama: 1,118; 1.153; 1.160; 1.199; 1.207 µm.

Rice. 7. Dijagram nivoa energijehelijum-neonska smjesa

5. LIQUID LASER

U ovim laserima radni medij su tečni dielektrici sa nečistoćama u radnim atomima. Ispostavilo se da otapanjem rijetkih zemnih elemenata u određenim tekućinama. moguće je dobiti strukturu energetskih nivoa vrlo sličnu strukturi nivoa atoma nečistoća u čvrstim dielektricima. Stoga je princip rada tekućih lasera isti kao i princip rada lasera u čvrstom stanju. Prednosti tečnih lasera su očigledne: prvo. nema potrebe kuhati visokokvalitetno staklo ili uzgajati boule za kristale. Drugo, bilo koji volumen se može napuniti tekućinom, a to olakšava hlađenje aktivne tvari kruženjem same tekućine u uređaju.

Razvijena je metoda za proizvodnju tekućih aktivnih tvari koje sadrže primjese gadolinija, neodimijuma i samarija. U eksperimentima za proizvodnju stimulisane emisije, tečna supstanca je stavljena u rezonator sa sfernim ogledalima, sličnim onima koji se koriste u gasnim laserima. Ako je laser radio u impulsnom režimu, tada nije bilo potrebe za posebnim hlađenjem tekuće tvari. Ako je uređaj radio u kontinuiranom režimu, tada je aktivna tvar bila prisiljena da cirkulira kroz sistem za hlađenje i rad.

Napravljen je i proučavan tečni laser sa aktivnom supstancom, koji emituje u opsegu od 0,5...0,58 mikrona (zeleni deo spektra). Ovo zračenje dobro prodire u vodu do velikih dubina, pa su takvi generatori zanimljivi za izradu podvodnih lokatora.

6. SEMICONDUCTOR LASER.

U stvaranju poluprovodničkog lasera prioritet pripada sovjetskim naučnicima.

Princip rada poluvodičkog lasera može se objasniti na sljedeći način. Prema kvantnoj teoriji, elektroni u poluprovodniku mogu zauzimati dva široka energetska pojasa (slika 8). Donji je valentni pojas, a gornji pojas provodljivosti. U normalnom čistom poluprovodniku na niskoj temperaturi, svi elektroni su vezani i zauzimaju energetski nivo koji se nalazi unutar valentnog pojasa. Ako je poluvodič izložen električnoj struji ili svjetlosnim impulsima, neki od elektrona će se pomaknuti u provodni pojas. Kao rezultat tranzicije, u valentnom pojasu će biti slobodnih prostora, koji se u fizici nazivaju "rupama". Ove rupe djeluju kao pozitivan naboj. Doći će do preraspodjele elektrona između nivoa valentnog pojasa i provodnog pojasa, i možemo govoriti, u određenom smislu, o prenaseljenosti gornjeg energetskog pojasa.

Provodljivost E-fill

Elektroni

E-ban

E-nepotpuno

Valence band

Fig.8. Dijagram energetskih nivoa poluvodičkog lasera

7. HEMIJSKI LASER

Očekuje se da će hemijski laseri dobiti praktičnu upotrebu u vrlo bliskoj budućnosti. Rade bez struje. Da bi se to postiglo, tokovi hemijskih reagensa moraju se kretati i reagovati. Populaciona inverzija energetskih nivoa nastaje kada se pobuđuje energijom oslobođenom u hemijskoj reakciji. Za hemijski laser, u osnovi je moguće raditi bez vanjskog izvora električne energije. Sva potrebna energija može se dobiti hemijskom reakcijom.

8. UV LASER

Na prethodnim stranicama sam pregledao lasere koji emituju u vidljivom i infracrvenom opsegu elektromagnetnog spektra. Važni su ultraljubičasti i rendgenski regioni frekvencijskog spektra. Međutim, prvi je izuzetno loše savladan. Neki uređaji su napravljeni pomoću argona, kriptona i dušika. Emituju u opsegu talasnih dužina od 0,29...0,33 mikrona i imaju veoma malu snagu. Tek nedavni radovi su pokazali da se mogu stvoriti laseri velike snage. U tu svrhu su pogodni takozvani ekscimer laseri koji koriste argon, kripton i ksenon.

9. LASER NA SLOBODNIM ELEKTRONIMA

Princip rada takvog lasera zasniva se na pretvaranju energije spektralnog snopa relativističkih elektrona u magnetskom polju u zračenje u opsegu optičkih talasnih dužina. Od sl. 9 može se vidjeti da je akcelerator elektrona uređaj napravljen u obliku toroida, oko kojeg su smješteni magnetni zavojnici. Magnetno polje koje stvaraju ove zavojnice kontrolira se prema određenom zakonu, osiguravajući ubrzanje elektrona iz jedne revolucije u drugu. Ovo omogućava da se dobiju veoma velike brzine elektrona. Elektroni izbačeni iz toroida ulaze u uređaj koji se zove linearni akcelerator. Formiraju ga magneti sa naizmjeničnim polovima. Ovaj uređaj liči na rezonator. U njemu se stvara optičko zračenje koje se emituje napolje. Budući da se proces pretvaranja energije elektrona u optičko zračenje odvija direktno, takav laser ima visoku efikasnost i može raditi u režimu ponavljajućeg impulsa. Još jedna veoma važna prednost lasera sa slobodnim elektronima je mogućnost podešavanja talasne dužine zračenja, što je posebno važno za obezbeđivanje efikasnijeg prenosa zračenja u atmosferi. Prve eksperimentalne postavke bile su previše glomazne. Brojni naknadni uzorci omogućili su stranim stručnjacima da izraze mišljenje da će u budućnosti laseri na slobodnim elektronima naći primenu u sistemima naoružanja postavljenih u svemiru i avionima.

Rice. 9. Lasersko kolo uključenoslobodnih elektrona

10. YTRIUM ALUMINIJUM GARNET (YAG) LASER

Ovaj laser je postao široko rasprostranjen zbog svog niskog praga laserskog zračenja i visoke toplotne provodljivosti aktivnog elementa, što omogućava generisanje lasera sa velikom brzinom ponavljanja impulsa iu kontinuiranom režimu.

Talasna dužina laserskog zračenja je 1,064 μm, maksimalna dužina aktivnog elementa je oko 150 mm, energija u jednom impulsu je do 30 J, trajanje impulsa je oko 10 ns, a maksimalna frekvencija ponavljanja je 500, efikasnost je oko 1%.

Ovaj laser je dobio ime jer nema vodika u neorganskim rastvaračima sa aktivnim laserskim ionima. Upravo odsustvo grupa atoma s visokim vibracijskim frekvencijama omogućava da se u njima provede efikasna laserska generacija Nd 3+ prema četverostepenoj shemi uz apsorpciju svjetlosti pumpe vlastitim apsorpcijskim trakama neodima.

Ovi laseri su bazirani na toksičnim i viskoznim tečnostima, koje su takođe agresivne, što značajno sužava izbor mogućih građevinskih materijala (kvarc, staklo, teflon) i nameće pažljivo zatvaranje kiveta. Veoma težak zadatak je projektovanje jedinica za pumpanje radnog fluida.

Talasna dužina lasera je 1,056; 1,0525 µm. Laseri mogu raditi kako u slobodnom režimu rada, tako iu jednopulsnom režimu, a karakterizira ih samopromjenjivi Q-način, koji se manifestira pri niskim vrijednostima Q-faktora šupljine.

12. LASER NA BAKARNU PARU

Jedno od dostignuća laserske tehnologije je proizvodnja stimulisanog zračenja iz medija formiranog od pare bakra. Ove pare su posledica gasnog pražnjenja u helijumu sa velikom brzinom ponavljanja impulsa i značajnom prosečnom snagom, što obezbeđuje visoku temperaturu u cevi za gasno pražnjenje - oko 1600 °K. Zračenje je koncentrisano na talasima od 0,51 i 0,58 mikrona. Pored visokog dobitka, takvi laseri pružaju efikasnost do 1%. Prosječna snaga lasera doseže 50W.

Zbog velikog pojačanja i kratkog trajanja inverzije populacije, upotreba nestabilnih rezonatora je efikasna u postizanju dovoljno niske divergencije snopa.

ZAKLJUČAK

Proteklih nekoliko godina u Rusiji i inostranstvu sprovedena su opsežna istraživanja u oblasti kvantne elektronike, stvoreni su razni laseri, kao i uređaji zasnovani na njihovoj upotrebi. Laseri se danas koriste na lokaciji i komunikacijama, u svemiru i na zemlji, u medicini i građevinarstvu, u kompjuterskoj tehnologiji i industriji, te u vojnoj tehnologiji. Pojavio se novi naučni pravac - holografija, čije je formiranje i razvoj takođe nezamislivo bez lasera.

Međutim, ograničeni obim ovog kursa nije nam dozvolio da uočimo tako važan naučni aspekt kvantne elektronike kao što je laserska termonuklearna fuzija, koja se zasniva na ideji N. G. Basova, izraženoj još 1962. godine, o upotrebi laserskog zračenja za proizvodnju termonuklearnih plazma. Stabilnost kompresije svjetlosti je kardinalni problem u laserskoj fuziji.

Nastavni rad također ne pokriva tako važne oblasti kao što su lasersko odvajanje izotopa, laserska proizvodnja čistih supstanci, laserska hemija i laserska spektroskopija. Ali jednostavno njihovo navođenje već sugerira da laseri prodiru u našu stvarnost na širokom frontu, ponekad dajući jedinstvene rezultate. Čovjek ima na raspolaganju novo univerzalno i efikasno sredstvo za svakodnevne naučne i industrijske aktivnosti.

Mlađa generacija treba što više znati o ovom zanimljivom uređaju koji prepravlja svijet i biti spremna da ga koristi u obrazovnim, naučnim i vojnim aktivnostima.

Književnost

1. Fedorov B.F. Laseri. Osnove uređaja i aplikacije. - M.: DOSAAF, 1988.

2. Geršenzon E.M., Malov N.N. Opći kurs fizike: Optika i atomska fizika. - M.: Obrazovanje, 1981.

3. Myakishev G.Ya. Fizika: Udžbenik. Za 11. razred. - M.: Obrazovanje, 1993.

4. Savelyev I.V. Opća fizika: Kvantna optika. Atomska fizika. Fizika čvrstog stanja. Fizika atomskog jezgra i elementarnih čestica. - M.: Nauka, 1987.

5. Orlov V.A. Laseri u vojnoj opremi. - M.: Vojnoizdavačka kuća, 1976.

Slični dokumenti

Istorija stvaranja lasera. Princip rada lasera. Neka jedinstvena svojstva laserskog zračenja. Primena lasera u različitim tehnološkim procesima. Upotreba lasera u industriji nakita iu kompjuterskoj tehnici. Snaga laserskih zraka.

sažetak, dodan 17.12.2014


Princip rada lasera. Klasifikacija modernih lasera. Efekti u obliku kojih se biološki efekat laserskog zračenja visokog intenziteta ostvaruje u tkivima organizma. Efektivni faktori laserskog zračenja. Posljedice djelovanja svjetlosnog toka.

prezentacija, dodano 19.05.2017


Proučavanje istorije otkrića, namene i mehanizama rada lasera – izvora koherentnog optičkog zračenja, čiji se princip rada zasniva na upotrebi fenomena stimulisanog zračenja. Laseri u tehnologiji, avijaciji, medicini i nauci.

sažetak, dodan 20.12.2010


Princip rada i vrste lasera. Osnovna svojstva laserskog snopa. Metode povećanja snage laserskog zračenja. Proučavanje karakteristika optičkih kvantnih generatora i njihovog zračenja, koji su našli primenu u mnogim industrijama.

kurs, dodan 20.12.2010


Laser je kvantni generator koji emituje u opsegu vidljivog i infracrvenog zračenja. Dijagram laserskog uređaja i princip njegovog rada. Privremeni načini rada uređaja, frekvencija napajanja. Primena lasera u raznim granama nauke i tehnologije.

sažetak, dodan 28.02.2011


Osnova principa rada lasera. Klasifikacija lasera i njihove glavne karakteristike. Upotreba lasera u označavanju proizvoda. Metoda ekscitacije aktivne supstance. Divergencija laserskog snopa. Opseg talasnih dužina. Područja primjene lasera.

kreativni rad, dodano 24.02.2015


Stvaranje optičkog kvantnog generatora ili lasera veliko je otkriće u fizici. Princip rada lasera. Stimulirana i spontana emisija. Gasni, poluprovodnički kontinuirani, gasnodinamički, rubin laser. Područja primjene lasera.

prezentacija, dodano 13.09.2016


Karakteristike poluvodičkih materijala i izvora zračenja. Povezivanje izvora sa vlaknom. Dizajn monomodnih lasera, karakteristike DBR lasera. Proračun parametara višemodnog lasera sa Fabry-Perot šupljinom. Diode koje emituju svjetlost (LED).

sažetak, dodan 06.11.2011


Koncept i namena lasera, njegov princip rada i strukturne komponente. Vrste lasera i njihove karakteristike. Tehnika i glavne faze merenja talasne dužine laserskog zračenja i postupak poređenja spektra njegovog indukovanog i spontanog zračenja.

laboratorijski rad, dodano 26.10.2009


Fenomen prisilnog (induciranog) zračenja kao fizička osnova rada lasera. Laserska struktura (izvor energije, radni fluid i sistem ogledala). Karakteristike dodatnih uređaja u laserskom sistemu za dobijanje različitih efekata.

Tokom proteklih decenija, laseri su se čvrsto ustalili u svim oblastima života. Tokom osnovnih studija studenti dobijaju osnovna znanja na osnovu kojih u budućnosti dolazi do dublje specijalizacije. Među disciplinama, veliki udio ima fizika, posebno optika. Studenti takođe studiraju nauku o materijalima, kompjutersku grafiku i mehaniku. Kao rezultat toga, diplomci imaju znanje za održavanje i projektovanje laserske opreme ili njenih komponenti. To zahtijeva sposobnost izrade i čitanja crteža, provođenja eksperimentalnih ispitivanja nove opreme i, ako je potrebno, prilagođavanja dizajna. Treba uzeti u obzir da na rezultat istraživanja utječu ne samo svojstva uređaja, već i materijal na koji se vrši učinak. Sve to postavlja visoke zahtjeve za misaone sposobnosti stručnjaka: oni moraju imati razvijeno logičko mišljenje i sposobnost analize.

Laseri se široko koriste u različitim oblastima nauke i tehnologije, kao što su fizika, hemija, biologija, elektronika i medicina. Laseri su postali toliko rašireni zbog posebnih svojstava laserskog zračenja. Razmotrimo upotrebu lasera u različitim oblastima nauke i tehnologije, gde su jedinstvena svojstva laserskog zračenja omogućila značajan napredak ili dovela do potpuno novih naučnih i tehničkih rešenja.

Laserska tehnologija – Ovo je skup tehničkih sredstava za generiranje, pretvaranje, prijenos, prijem i korištenje laserskog zračenja. Laserska tehnologija uključuje:

· sami laseri;

· njihovi elementi - emiteri, aktivni elementi, optički rezonatori, laserski zatvarači, pumpni izvori, jedinice za napajanje i upravljanje, sistemi za hlađenje, itd.;

· uređaji za kontrolu laserskog snopa – modulatori svjetlosti, deflektori, frekventni pretvarači itd.;

· uređaji, sistemi, instalacije u kojima upotreba lasera određuje njihovu funkcionalnu namenu - laserske tehnološke instalacije, laserski daljinomeri, laserski zvučni i video plejeri itd.

U procesu razvoja i unapređenja laserske tehnologije rješavani su složeni tehničko-tehnološki problemi, uključujući:

· stvoreni su novi kristalni i amorfni materijali sa specificiranim svojstvima (rubin, itrijum aluminijum granat sa Nd, laserska stakla, elektrooptički i nelinearni kristali, GaAs – AlAs heterostrukture itd.);

· Razvijeni su laserski zatvarači, modulatori, deflektori, pretvarači i prijemnici različitih vrsta laserskog zračenja;

· Stvoreni su novi visokokvalitetni višeslojni interferencijski reflektivni, antirefleksni, polarizacijski premazi za optičke elemente laserske tehnologije;

· pronađene su posebne rashladne tečnosti koje su transparentne u optičkom opsegu i stabilne u različitim uslovima rada;

· kreirani su dizajni lasera i uređaja na njihovoj osnovi koji mogu stabilno raditi u različitim radnim uvjetima, uključujući i izloženost vlastitom laserskom zračenju.

Praktična primjena laserske tehnologije temelji se na korištenju takvih fundamentalnih razlika između laserskog zračenja i zračenja drugih izvora svjetlosti, kao što su koherentnost i monokromatnost, visoka usmjerenost i svjetlina, te mogućnost dobijanja svjetlosnih impulsa kratkog trajanja, nedostižnih drugim izvorima svjetlosti. tehnička sredstva. Mogućnost fokusiranja laserskog zračenja pomoću optičkih sistema omogućava beskontaktni lokalni uticaj na materijale sa veličinom zone zračenja od ~1 – 10 µm, što se široko koristi u tehnologiji elektronskih uređaja za podešavanje otpornika na nominalnu vrednost, ispisivanje ploča, izradu foto maski , označavanje proizvoda itd.

Stvaranje prvih laserskih tehnoloških instalacija ranih 60-ih godina. XX vijek označio je početak razvoja laserske tehnologije. Lokalno izlaganje laserskom zračenju predstavljalo je osnovu za stvaranje optičkih memorijskih sistema za računare i laserskih sistema za snimanje zvuka i videa. Laserski zvučni plejer koji čita digitalne informacije

formiranje sa CD-a prečnika 120 mm pomoću poluvodičkog lasera je danas najpopularniji proizvod kućne laserske opreme.

Koherentnost i monohromatska priroda laserskog zračenja koristi se u laserskim interferometrima, uređajima za lasersku spektroskopiju i optičkim komunikacionim sistemima. Tako su napravljeni predajni optički moduli koji se koriste u optičkim sistemima za prenos informacija na bazi poluprovodničkih injekcijskih lasera. U energetskoj industriji, injekcijski laseri se koriste, na primjer, za upravljanje visokonaponskim tiristorskim ventilima u DC dalekovodima.

Kratki i ultrakratki laserski impulsi (u trajanju do 10 -14 s) imaju široku primjenu u optičkom i svjetlosnom dometu, u proučavanju brzih procesa, u mjernoj tehnici itd.

Učinak laserskog zračenja na ljudsko biološko tkivo predstavlja osnovu za laserska hirurška i terapijska sredstva, kao što je „laserski skalpel“ za izradu bekrvnih i aseptičnih rezova biološkog tkiva; laserska oftalmološka jedinica za zavarivanje eksfoliranog
zatvara mrežnicu i zatvara krvne sudove fundusa; laserske instalacije za koagulaciju akutnih krvarećih ulkusa gastrointestinalnog trakta (lasersko zračenje se usmjerava u tijelo pacijenta kroz fleksibilni svjetlosni vodič koji prolazi kroz jednjak); pulsni laserski sistemi za liječenje glaukoma, katarakte itd.

Laserski nišani se koriste za postavljanje smjera i određivanje koordinata proširenih objekata (na primjer, prilikom polaganja tunela, kanala, trasiranja autoputeva i željeznica, polaganja cjevovoda). Za proučavanje deformacija konstrukcija koriste se laserski interferometri i Doplerovi mjerači brzine.

Toplotni ili fotokemijski učinak fokusiranog laserskog zraka na materijale je osnova za rad instalacija za lasersku štampu koje se koriste u računarstvu (u laserskim štampačima), štampanju (u proizvodnji folija i štampanih formi), industrijskoj proizvodnji (za obeležavanje industrijskih proizvoda). , kao što su štampane ploče), svemirski komunikacioni sistemi (za snimanje telemetrijskih informacija i slika, na primer, slike površine planeta), fotografija (za jednoprocesorsko razvijanje fotografija na fotografskim materijalima bez srebra) itd.

Rezonantni efekat laserskog zračenja na supstancu se koristi za lasersko odvajanje izotopa; fenomeni Ramanskog i rezonantnog rasejanja, depolarizacije, izobličenja oblika i promene intenziteta laserskog snopa sa zadatim parametrima pri prolasku kroz gasovitu ili kondenzovanu sredinu čine osnovu laserskog sensinga; hemijske reakcije stimulisane laserskim zračenjem koriste se u laserskoj hemiji za proučavanje kinetike hemijskih reakcija, dobijanje ultračistih supstanci, nanošenje raznih vrsta premaza itd. Obećavajuće područje primjene laserske tehnologije je laserska termonuklearna fuzija. Opseg laserske tehnologije se stalno širi.

Laseri i laserska tehnologija, poput kompjutera, simboli su naučnog i tehnološkog napretka. Trenutno oni određuju budućnost nauke, energetike, industrijske tehnologije, istraživanja svemira – zapravo, čitavog našeg života.

Najnovije eksperimentalne metode u fizici, hemiji, biologiji već su nezamislive bez upotrebe lasera.

Laserska obrada materijala, laserska termonuklearna fuzija, laserski sistemi za ekološki monitoring životne sredine i, konačno, laserske informacione tehnologije su alati kojima se čovečanstvo sprema da potpuno promeni svet oko sebe i sebe.

Poznato je da nove ideje i nova vremena zahtijevaju nove ljude koji su sposobni da te ideje sagledaju, primjene i razviju. Laseri i „laserske tehnologije su rad mladih u vremenima mladih.

Institut za lasersko inženjerstvo i tehnologiju (ILTT) vas poziva da se pridružite globalnoj zajednici naučnika i inženjera koji rade u oblasti visoke tehnologije, i da nađete primenu svojim sposobnostima i željama da budete ne samo svjedoci, već i učesnici u moderna naučna i tehnološka revolucija. Obećavamo vam ovakve prilike i hajde da ih zajedno ostvarimo! Potrebni ste nam, a mi ćemo se zauzvrat truditi da vam budemo korisni.

Baltički državni tehnički univerzitet “Voenmech” je svjetski poznati obrazovni centar koji obučava stručnjake za rad u oblasti visoke tehnologije, prvenstveno u odbrambenoj industriji.

Uz učešće (a u nekim slučajevima i pod rukovodstvom) diplomaca Voenmecha realizovani su brojni naučno-tehnički projekti, koji su na ponos našoj zemlji. Danas vojni mehaničari uspešno rade u industriji, nauci, građevinarstvu, biznisu, organima unutrašnjih poslova i carini, pa čak i u ruskoj Vladi.

Institut za lasersko inženjerstvo i tehnologiju osnovan je januara 1998. godine na bazi Katedre za lasersko inženjerstvo BSTU. Uprkos svojoj mladosti, ILTT ima veliko iskustvo u obuci stručnjaka u oblasti laserskih sistema; 1999. godine proizvedena je 20. diplomirana klasa inženjera sa diplomom Vojne mehanike sa specijalnošću „Laserski sistemi”.

Kao sastavni dio univerziteta, ILTT nastavlja i razvija najbolje tradicije vojnog mehanizma: široku opštu inženjersku obuku, uključujući matematiku i fiziku, mehaniku, plinsku dinamiku i prijenos topline, inženjersku grafiku, dizajn, tehnologiju, kao i humanističke nauke.

Istovremeno, tokom studiranja na ILTT, studenti izučavaju savremene računarske informacione tehnologije, kompjuterski dizajn, različite laserske tehnike i tehnologije.

Studenti imaju priliku da učestvuju u međunarodnim naučnim i tehničkim projektima koji se provode na ILTT-u zajedno sa stranim univerzitetima i istraživačkim centrima.

Akademski sistem

Prve četiri godine svi studenti na ILTT-u uče po jednom planu. U četvrtoj godini svaki student bira kojim putem će krenuti:

• Nakon četvrte godine student studira još godinu i po, brani diplomski projekat i stiče specijalističku (inženjersku) diplomu iz specijalnosti 131200 „Laserski sistemi“ sa specijalizacijom: „Snažni protočni gasni laseri“, „Laserski tehnološki kompleksi“ ili "Informacije itd." biomedicinske laserske tehnologije.”
• Na kraju 4. godine student brani kvalifikacioni rad i stiče diplomu iz oblasti 551000 „Avionsko i raketno inženjerstvo“. U ovoj fazi, prvostupnik može završiti studije na univerzitetu. Oni koji žele da nastave studije upisuju se (na konkursnoj osnovi) na master program. Master studije se nastavljaju dve godine na master programu 551022 „Laserski sistemi aviona“. Na kraju druge godine student brani magistarski rad i magistrira.

I specijalisti i magistri imaju mogućnost da upišu postdiplomske škole.

Odsjek za lasersku tehnologiju pruža obuku iz specijalnosti Laserski sistemi sa sljedećim specijalizacijama:

• Snažni protočni plinski laseri;
• Laserski tehnološki kompleksi;
• Informacijske i biomedicinske laserske tehnologije.

Diplomci ILTT-a dobijaju diplomu Baltičkog državnog tehničkog univerziteta.

ILTT tim - nastavnici, istraživači, inženjeri - najmlađi je na univerzitetu. Mladi ljudi, uključujući studente, obavljaju odgovoran posao sa stranim partnerima, stječući neprocjenjivo iskustvo u međunarodnim aktivnostima.

U ILTT-u rade i izvanredni predstavnici starije generacije, uključujući Patrijarha vojnog mehanizma, zaslužnog radnika nauke i tehnologije Rusije, profesora G.G. Shelukhin.

Studenti imaju jedinstvenu priliku, učestvujući u životu osoblja instituta, da nakon diplomiranja steknu iskustvo korisno za rad.

ILTT laboratorije za obuku su opremljene savremenom opremom.

Uključuje nekoliko lasera u čvrstom stanju, uključujući jedinstveni neodimijum stakleni laser s impulsnom energijom od 3 kJ, CO i CO3 lasere s električnim pražnjenjem, argonski laser, seriju poluvodičkih lasera, gasnodinamički laser snage 15 kW, itd.

U bliskoj budućnosti biće pušten u rad kiseonik-jodni hemijski laser. Tokom studiranja u ogranku instituta na NIIEFA, studenti se upoznaju sa industrijskim tehnološkim laserskim sistemima.

ILTT održava veze sa vodećim laserskim centrima u Sankt Peterburgu, Moskvi i drugim ruskim gradovima, kao i sa univerzitetima i istraživačkim centrima u mnogim stranim zemljama. Studenti koji aktivno učestvuju u međunarodnim aktivnostima instituta imaju priliku da putuju u inostranstvo radi prakse i praktičnog rada.

Obuka na ILTT-u se finansira iz državnog budžeta. Studenti imaju stipendiju i hostel. Istovremeno, postoji i plaćeni oblik obuke. Kandidati koji su sklopili ugovor primaju se na ILTT bez konkursa.

Izvor: http://rbase.new-factoria.ru/voenmeh/lfac.shtml

Profesija – Laserski zavarivač

Različiti proizvodni sektori su dobro razvijeni u našoj državi. Sva preduzeća za obradu metala i mašinogradnju ne mogu bez zavarivanja. Ne tako davno, jake veze između metalnih elemenata napravljene su elektrolučnim zavarivanjem.

Zahvaljujući napretku i uvođenju novih tehnologija, proces proizvodnje zavarenih spojeva najsavremenijom laserskom opremom danas se široko koristi. Iz tog razloga je profesija laserskog zavarivača veoma tražena na tržištu rada.

Danas sva ozbiljna mašinograditeljska preduzeća i organizacije koje se bave proizvodnjom metalnih proizvoda imaju u svom arsenalu opremu za izvođenje zavarivačkih radova pomoću laserskog izlaganja.

Uvođenje savremene tehnologije za proizvodnju čvrstih spojeva metalnih dijelova omogućilo je višestruko povećanje nivoa produktivnosti u preduzećima i, shodno tome, smanjenje troškova metalnih proizvoda.

Laserski sistemi, kao i svaka druga oprema, zahtijevaju stalno održavanje od strane kvalifikovanih stručnjaka.

Budući da preduzeća svakodnevno ažuriraju svoje proizvodne baze i uvode nove tehnologije, uključujući lasersko zavarivanje, specijalnost zavarivača na laserskim mašinama uvijek će biti tražena.

Kvalifikacije

Laserske mašine su veoma skupa oprema. Opremljeni su programskom kontrolom i imaju složene karakteristike dizajna. Laserski zavarivač mora biti dobro obučen i imati određena znanja. Glavne odgovornosti ove specijalnosti uključuju:

• Izrada programa za numeričko upravljanje;
• Održavanje svih komponenti i sklopova u instalacijama;
• Podešavanje svih mjernih senzora;
• Uzimanje očitanja s instrumenata;
• Otklanjanje kvarova i kvarova;
• Podešavanje bloka za podešavanje režima;
• Izvođenje konturnog obrezivanja proizvoda;
• Graviranje metalnih površina;
• Toplinska obrada dijelova;
• Lasersko šivanje rupa;
• Upravljanje manipulatorima za dovođenje obratka.

Specijalisti SPO 150709.03 „Zavarivač na laserskim mašinama“, u skladu sa opisom poslova, moraju znati:

• Kako se provjerava ispravnost i tačnost instalacije?
• Metode i metode za postavljanje elektronike;
• Kontrolni jezik programa;
• Operativni sistem laserskih mašina;
• Električni dijagrami svih blokova;
• Svojstva metala;
• Mjerni instrumenti;
• Tehnologija obrade materijala;
• Granični parametri hrapavosti;
• Maksimalne tolerancije;
• Mehanika, optika, automatika i elektrotehnika.

Obrazovanje

Svako ko želi da se obrazuje za laserskog zavarivača sada lako može pronaći odgovarajuću obrazovnu ustanovu u kojoj će studirati i savladati ovo zanimanje.

U našoj zemlji postoji mnogo specijalizovanih fakulteta i tehničkih škola koje školuju takve stručnjake.

U ove obrazovne ustanove mogu se upisati svi koji su završili 9. ili 11. razred srednje škole.

Nakon završene obuke u specijalnosti „Zavarivač na laserskim instalacijama“, mladi specijalisti će moći da se zaposle u preduzećima u najkraćem mogućem roku. Diplomci specijalizovanih obrazovnih institucija sposobni su da:

• Konfigurirati elektroničku opremu;
• Rad sa numeričkom kontrolom;
• Konfigurirajte optičku jedinicu;
• Ispravite navođenje laserskog snopa;
• Čitanje električnih dijagrama;
• Utvrditi uzroke problema;
• Izvršiti konturno rezanje na instalaciji;
• Upravljajte manipulatorima za hranjenje radnih komada.

Program obuke za laserskog zavarivača na koledžu uključuje praktičnu obuku i uključuje niz specijalizovanih predmeta:

• Tehnologije proizvodnje zavarivanja;
• Materijali za zavarivanje;
• Rad sa laserskim sistemima;
• Osnove bravarskih operacija;
• Čitanje crteža;
• Principi rezanja metala;
• Metalurški procesi;
• Osnove metalurgije;
• Zaštita i zdravlje na radu;
• Sigurnosne mjere;
• Osnove elektrotehnike;
• Optička oprema;
• Tehnička mehanika.

Zapošljavanje

Nakon školovanja za laserskog zavarivača, mladi stručnjaci će morati samo da odluče s kim će raditi i odabrati odgovarajuće preduzeće. Danas će sve velike fabrike i proizvodne kompanije rado prihvatiti takve stručnjake u svoje osoblje.

Kvalificirani radnici ove specijalnosti bave se servisiranjem mašina za lasersko sečenje i manipulatora za ubacivanje komada. S obzirom na veliku odgovornost i visoku cijenu mašina, stručnjacima se nameće niz bitnih zahtjeva i odgovornosti:

• Rad na laserskim instalacijama;
• Rješavanje problema s elektronikom i mehaničkom opremom;
• Izvođenje radova na konturnom rezanju dijelova laserom;
• Utvrđivanje uzroka kvarova i njihovo otklanjanje;
• Snimanje očitanja s mjernih instrumenata;
• Podešavanje načina rada;
• Postavljanje optičke jedinice mašine;
• Klasifikacija materijala prema klasi i marki;
• Strogo pridržavanje sigurnosnih propisa;
• Izrada tehničke dokumentacije;
• Provjera tačnosti i ispravnog rada opreme;
• Čitanje nacrta i električnih dijagrama.

Stručnjaci koji servisiraju laserske mašine trebaju biti svjesni:

• Uređaji manipulatora za dovod izratka;
• Koje vrste materijala za zavarivanje postoje;
• Kako provjeriti kvalitetu laserske instalacije;
• Principi rada sa mjernom opremom i alatima;
• Kako pravilno brinuti o optičkoj komponenti opreme;
• Kako eliminisati greške u ciljanju laserskog snopa;
• Svojstva metalnih legura;
• Dizajn i princip rada CNC-a.