لیزر گازی، به لیزری گفته می شود که در آن جریان الکتریکی از طریق گاز تخلیه شده و می تواند نور منسجم را تولید کند. لیزر گازی، جزء اولین لیزر هایی است که توانسته بر اساس تبدیل انرژی الکتریکی به خروجی نور لیزر عمل کرده و دارای نور پیوسته باشد. این لیزر برای اولین بار توسط یک مهندس و دانشمند ایرانی به نام علی جوان اختراع گردید. در تعریف کلی لیزر گازی می توان گفت که این دستگاه به نام لیزر هلیوم نئون نیز شناخته شده و دارای انواع متفاوتی است.
نحوه عملکرد لیزر گازی
این دستگاه برای تولید پرتو لیزر، ابتدا مولکول ها را از حالت انرژی پایین به انرژی بالا و برانگیخته تبدیل کرده و عملکرد آن با لیزر هایی که الکترون را در داخل اتم برانگیخته می کنند متفاوت است. از این لیزر برای اهداف گوناگونی استفاده شده و از گاز های مختلفی نیز در آن استفاده می شود.
به عنوان مثال از لیزر های گازی که در آن گاز CO2 به کار برده می شود، به دلیل راندمان بسیار بالای این گاز، بیشتر در صنایع جهت برش و جوش متریال های مختلف استفاده می شود.
اینجا بخوانید: آشنایی با دستگاه لیزر CO2 و مقایسه آن با لیزر Fiberو لیزر YAG
همچنین از گاز منو اکسید کربن نیز در این دستگاه استفاده شده اما به دلیل تولید سموم بسیار خطرناک از گاز منو اکسید کربن، استفاده از آن در لیزر های گازی محدود شده است.
اجزای تشکیل دهنده لیزر گازی
به طور کلی تمامی لیزر های گازی از اجزای زیر تشکیل شده اند:
- سامانه خنک کننده
- منبع ولتاژ بالا
- تیوب لیزر
- پیچ ها و پایه های تنظیم
- آینه های لیزر
- الکترود ها
- منبع گاز CO2 ، نیتروژن و هلیوم
- سامانه خلأ
- سامانه خنک کننده
زمانی که این نوع لیزر شروع به فعالیت می کند، گرمای بسیار زیادی را از خود تولید کرده و به همین دلیل این گرما می تواند توان لیزر را تا حد چشمگیری کاهش دهد. به همین علت باید از روشی جهت خنک سازی لیزر گازی استفاده کرده تا خللی در توان لیزر ایجاد نشود.
روش های متفاوتی برای خنک کردن دستگاه وجود دارد که این روش ها شامل خنک سازی توسط گاز و آب می باشد.
استفاده از خنک کننده آبی به این صورت است که آب در یک سیستم شروع به گردش کرده و سبب خنک کردن دستگاه لیزر گازی می شود. در این سیستم، کاواک در داخل یک لوله شیشه ای قرار گرفته و تیوب لیزر نیز در وسط لوله بزرگتر قرار می گیرد و آب موجود جهت خنک سازی در اطراف آن شروع به گردش کرده و دستگاه را سرد تر می کند. برای گردش آب درون سیستم، باید ۲ سوراخ در لوله شیشه ای بزرگ وجود داشته باشد تا لوله های ورودی و خروجی به یکدیگر متصل شوند.
-
منبع ولتاژ بالا
نحوه عملکرد این لیزر ها به صورت تخلیه الکتریکی بوده و به همین دلیل نیز نیاز به ولتاژ هایی در مقادیر بالا خواهند داشت. همچنین باید گفت که دمش در لیزر های گازی CO2 به صورت ۲ مرحله ای انجام شده و ابتدا باید توسط تخلیه الکتریکی در ولتاژ بالا، نیتروژن ها به حالت برانگیخته تبدیل شده و انرژی به مولکول های CO2 انتقال یافته و عمل لیزر شروع شود.
کسانی که با این نوع از لیزر سر و کار دارند، بر این موضوع آگاه هستند که برای کار با لیزر گازی، ولتاژ آن را ابتدا باید بر روی ۱۵ کیلو وات تنظیم کرده و سپس کم کم آن را افزایش دهند. تنظیمات ولتاژ و افزایش آن باید تا حدی انجام شود که بتوانید نور منسجمی را در مرکز کاواک مشاهده نمایید. همچنین کار با لیزر گازی در ولتاژ بالا دارای خطرات بسیار زیادی بوده و به همین دلیل بهتر است که دستگاه بر روی پایه های بسیار محکمی نصب شود.
-
تیوب لیزر
یکی دیگر از بخش های تشکیل دهنده لیزر های گازی و مهم ترین آن ها، تیوب لیزر است. تمامی تیوب های لیزر از جنس شیشه و یا لوله تخلیه پلاسما تشکیل شده که نوع شیشه ای آن دارای کاربرد بیشتری بوده و دسترسی به آن نیز راحت تر است. شیشه ای که در تیوب لیزر به کار برده می شود، باید در برابر حرارت بسیار بالا مقاومت مناسبی داشته و دچار شکستگی و تغییر حالت نشود. به همین دلیل در ساخت تیوب های لیزر از شیشه های نشکن و پیرکس نسوز استفاده می شود.
شکل ظاهری تیوب های لیزر نیز دارای استاندارد های خاصی بوده و طول آن ها ۴۵ سانتی متر و قطر مقطع آن ها ۲/۵ سانتی متر است. همچنین ۲ سوراخ در قسمت های بالایی و پایینی تیوب های لیزر جهت اتصال لوله های ورودی و خروجی گاز وجود دارند و این تیوب ها در درون لوله شیشه ای بزرگ تر که سیستم خنک کننده است قرار گرفته و سپس بر روی پایه ها نصب می شوند.
-
پیچ ها و پایه های تنظیم
جهت نگهداری آینه ها در داخل آن، نیاز به پیچ ها و پایه های تنظیم خواهیم داشت تا پرتو خروجی به طور دقیق ساطع شود.
-
آینه های لیزر
در تمامی لیزر های گازی، از آینه ها برای بالا بردن توان لیزر و همچنین جهت موازی نمودن بازتاب پرتو ها استفاده می شود.در لیزر های گازی، از ۳ عدد آینه استفاده شده است که با زوایای ۴۵ درجه از یکدیگر قرار گرفته و محل قرار گیری آن ها نیز بر روی سر هد، بر روی پایه ثابت و بر روی پایه متحرک می باشد.
آینه های به کار رفته در این لیزر ها نیز مانند تیوب لیزر باید از جنسی تشکیل شده باشند که در برابر حرارت و گرمای بسیار بالا دچار تغییر شکل نشده و به همین دلیل آن ها را از موادی چون سولفید روی، هالوژن، طلا و همچنین ژرمانیم می سازند. آینه در لیزر های گازی، یکی از گران ترین بخش های تشکیل دهنده این دستگاه بوده و به همین دلیل از حساسیت و دقت بسیار بالایی در نگهداری برخوردار است.
-
الکترود ها
وظیفه الکترود ها در این لیزر ها، آزاد کردن الکترون ها است. جنس الکترود ها باید به گونه ای باشد که بتواند الکترون های مناسبی را آزاد کرده و عملکرد دستگاه لیزر گازی را بهبود بخشند. به همین دلیل جنس الکترود های به کار رفته در لیزر های گازی از آلومینیوم است. استفاده از الکترود ها در لیزر گازی، امکان برق گرفتگی را افزایش داده و به همین علت اپراتور ها باید قبل از نصب آینه ها و همچنین انجام پیچ های تنظیم، تمامی الکترود ها را توسط عایق های مناسبی عایق بندی کرده و خطرات آن را کاهش دهند.
-
منبع گازی و سامانه خلأ
در این نوع از لیزر ها از جریان گاز، با تخلیه الکتریکی توسط ولتاژ بسیار بالا به کار برده می شود. در هنگام عملکرد این دستگاه، بهتر است که فشار گاز لیزر را در ابتدا و انتهای کار به طور دقیق کنترل نمایید. همچنین سعی کنید تمامی آلودگی ها و کثیفی ها را از روی تیوب لیزر به طور کامل از بین برده و سبب عدم اختلال در پرتو خروجی شوید. در هنگام عملکرد دستگاه نیز اگر هوا به طور کامل تخلیه نشود، می تواند سبب کاهش عملکرد صحیح پرتو خروجی شده و به همین دلیل باید تمامی هوای داخل لوله به طور کامل خارج شود.
در پایان
شرکت نوین تاک لیزر ارائه دهنده انواع دستگاه ها و ماشین آلات صنعتی بوده و از جمله محصولات آن می توان به انواع دستگاه های لیزر صنعتی همچون دستگاه جوش لیزر و همچنین دستگاه برش لیزری اشاره نمود. شما عزیزان می توانید جهت اطلاع از چگونگی سفارش انواع ماشین آلات لیزری و همچنین اطلاع از قیمت آن ها، با شماره تلفن 02149063 تماس حاصل نمایید. کارشناسان ما پاشخگوی شما عزیزان می باشند.
بدون دیدگاه