مقدمه ای بر لیزرهای مبتنی بر گاز دی اکسید کربن
لیزر دی اکسید کربن (co۲) یکی از نخستین لیزرهای گازی است که توسعه یافته است. در سال ۱۹۶۴ توسط دانشمندی به نام کومار پتل اختراع شد و هنوز هم یکی از مفیدترین لیزرهاست.
لیزرهای دی اکسید کربن لیزرهای موج مداوم با بالاترین قدرت هستند که هم اکنون در دسترس هستند.نسبت توان خروجی به توان پمپ می تواند به بزرگی ۲۰٪ باشد.لیزر co۲ پرتویی از نور مادون قرمز با طول موجهایی با محوریت ۹.۴ و ۱۰.۶ میکرومتر تولید می کند.محیط فعال لیزر (محیط افزایش / تقویت لیزر) بسته به توان مورد استفاده ، تخلیه گازی است که بوسیله هوا یا با آب خنک می شود.
گاز پرشده در لوله تخلیه از حدود این مقادیر تشکیل شده است:
۱۰ الی ۲۰ درصد دی اکسید کربن
۱۰ الی ۲۰ درصد ازت (نیتروژن)
درصد جزیی هیدروژن
و گاز زنون که معمولاً فقط در یک لوله بسته شده استفاده می شود و همچنین گاز هلیوم
که نسبت های ذکر شده با توجه به توان و سایر مشخصات لیزر مورد استفاده، متفاوت است.
ابتدایی ترین شکل لیزرco۲ شامل یک محیط تخلیه گاز با یک بازتابنده در انتها و بازتابنده دیگر در خروجی محیط گازی میباشد.
لیزرco۲ میتواند بر روی موجهای دنباله داری در گستره بین میلی وات تا کیلووات ساخته شود.همچنین می توان با استفاده از بازتابنده های چرخان و سوییج الکترو اوپتیک ،توان لیزر را تا حد گیگاوات افزایش داد.
طول موج خروجی لیزر تحت تأثیر ایزوتوپهای خاص موجود در مولکول دی اکسید کربن است و ایزوتوپهای سنگین تر باعث انتشار طول موج طولانی تر می شوند.
با انتخاب گاز مناسب می توان از لیزرهای co۲ برای انتشار طول موجهایی از ۸.۹۸ تا ۱۰.۲ میکرومتر استفاده کرد.
لیزر co۲ در پزشکی
لیزرهای دی اکسید کربن در اقدامات جراحی بسیار مفید واقع شده اند زیرا آب (که بیشترین بافت بیولوژیکی را تشکیل می دهد) این فرکانس نور را به خوبی جذب می کند. برخی از مصارف پزشکی لیزر co۲ عبارتند از: عمل جراحی لیزر و قرار گرفتن مجدد در پوست (“لیزر صورت” ، که در اصل از تبخیر پوست برای ترویج تشکیل کلاژن تشکیل شده است).لیزرهای co۲ ممکن است با از بین بردن برجستگی ها یا غلاف ها برای درمان برخی از امراض پوستی مانند hirsements papillaris genitalis استفاده شود.
همچنین می توان برای از بین بردن ضایعاتی مانند کیست هم از این فن آوری بهره برد. محققان در حال آزمایش استفاده از لیزر برای ذوب بافت های انسانی به عنوان جایگزینی برای بخیه های سنتی هستند.
لیزرco۲ با طول موج ۱۰.۶ میکرومتر ،بهترین نوع لیزر برای جراحی محسوب می شود.
لیزرهای co۲ در مقایسه با سایر طول موج های لیزر ، مناسب ترین روش های جراحی بافت نرم در تخصص های انسانی و حیوانات هستند و در مناطق ظریفی که آسیب مکانیکی باعث آسیب به محل جراحی می شود بسیار کاربردی بوده و همچنین شامل مزایای فراوانی همچون خونریزی کمتر ، زمان جراحی کوتاه تر ، خطر عفونت کمتر و تورم بعد از عمل است که در بسیاری از بخش ها مانند زنان و زایمان ، دندانپزشکی ، جراحی دهان و فک و صورت و بسیاری موارد دیگر در حال استفاده و بهره بری است.
لیزر co۲ در صنایع نظامی
از آنجا که جو نسبت به نور مادون قرمز کاملاً شفافتر است ،از لیزرهای co۲ با استفاده از تکنیک های LIDAR برای تکنولوژی های راداری و ردیابی در صنایع نظامی استفاده میشود.
لیزرهای co۲ در طیف سنجی و فرآیند Silex برای غنی سازی اورانیوم هم استفاده می شوند.
همچنین اتحاد جماهیر شوروی با طراحی نوعی لیزر دی اکسید کربن مگاوات به عنوان یک سلاح درون مدار برای از بین بردن ماهواره های SDI بهره میبردند.
لیزر co۲ در صنعت
به دلیل وجود توان زیاد قابل دسترسی (متناسب با هزینه) ، لیزرها اغلب در کاربردهای صنعتی برای برش و جوشکاری مورد استفاده قرار می گیرند ، در حالی که از لیزرهای سطح پایین تر برای حکاکی استفاده می شود.
دستگاه های برش لیزرطیف وسیعی از فرصت ها و امکانات را فراهم می کند. همه کاره بودن ، سرعت و دقت دستگاههای برش ما را قادر می سازد تا همه چیز را از یک مفهوم دستگاه ساده گرفته و از بسته بندی تا هدایا و محصولات ابداعی راتولید کنیم.
دستگاههای لیزر می توانند چوب ، کاغذ ، پلاستیک ، پارچه ، فوم و بسیاری موارد دیگر را با چنین دقت و سرعت بالایی برش دهند و به لیزرها یک مزیت آشکار نسبت به سایر انواع فن آوری های برش می بخشند. سیستم های لیزر به گونه ای طراحی شده اند که به عنوان پرینتر قابل استفاده باشند ، می توانید یک طرح را در یک برنامه نرم افزاری گرافیکی به دلخواه خود ایجاد کنید و مستقیماً آن را در دستگاه برش لیزری چاپ کنید.
برای برش و حکاکی بر روی طیف وسیعی از مواد می توان از دستگاه لیزرco۲ بهره برد. مواد را بدون ایجاد تماس مورد فرآوری (حک و برش) قرار می دهد. می تواند اشیا و سطوح مختلف را برش دهد یا آرم ها ، متون یا عکسها را با دقت بسیار حکاکی کند.
از این فن آوری برای پروژه های خلاقانه و دانشجویی، نمونه سازی اولیه از یک طرح صنعتی یا تولیدی، تیراژ کاری و تولید محصولات استفاده نمود.
برش لیزر یا حکاکی لیزر با استفاده از دستگاه لیزرco۲ بر روی مواد گوناگونی قابل انجام است:
پلاستیک مانند (پلکسی گلس، PMMA )
کاغذ و مقوا
پارچه و منسوجات، چرم و لاتکس
چوب نظیر ام دی اف، تخته سه لا، بلوط ،راش و ..
انتشار و کپی برداری این مقاله با ذکر آدرس این سایت بلامانع می باشد
www.behcut.ir
