تیوب لیزر دستگاه لیزر

تیوب لیزر دستگاه لیزر

تیوب لیزر یک قطعه کاربردی و مهم در دستگاه‌های لیزر است. این تیوب‌ها، به عنوان منبع اصلی نور لیزر، برای ایجاد پرتوهای لیزری استفاده می‌شوند.

تیوب لیـزرها معمولاً از جنس شیشه، کریستال یا گاز ساخته می‌شوند. هر نوع تیـوب لیزر بر اساس خواص ماده‌ی استفاده شده در ساخت آن، خروجی نوری با طول موج خاصی تولید می‌کند. به عنوان مثال، تیوب لـیزر هلیوم-نئون (HeNe) از گازهای هلیوم و نئون ساخته شده است و نور لیزری با طول موج 632.8 نانومتر تولید می‌کند.

تیوب لیزرها در محققان علمی، صنایع دقیق، پزشکی، برش و حکاکی، اندازه‌گیری دقیق و بسیاری از سایر صنایع استفاده می‌شوند. همچنین، در دستگاه‌های نمایش‌دهنده، اسکنرها، پرینترها و بسیاری دستگاه‌های الکترونیکی دیگر نیز تیـوب لیزرها به کار می‌روند.

تیوب لیزر چه کاری انجام میدهد؟

تیـوب لیزر نقش اصلی در تولید پرتو لیزر دارد. وظیفه اصلی یک تیوب لیـزر، تحریک ماده‌ای است که در داخل آن قرار دارد تا امواج نوری لیزری را تولید کند.

عملکرد تیـوب لیزر به شکل زیر است:

تحریک ماده

تیوب لیزر بر روی ماده‌ای خاص عمل می‌کند. ماده در داخل تیوب لیـزر می‌تواند شامل گازها (مانند هلیوم، نئون، آرگون)، کریستال‌ها (مانند روبی، الکساندریت) یا حتی شیشه باشد. این ماده تحریک می‌شود تا در جواب انرژی که به آن می‌دهیم، فوتون‌های لیزری را تولید کند.

تقویت نور

هنگامی که ماده داخل تـیوب لیزر تحریک می‌شود، فوتون‌های لیزری تولید می‌شوند. این فوتون‌ها از طریق پانسمان‌های بازتابی در داخل تیوب لـیزر، به طور مکرر بین شیشه‌های تیوب عبور می‌کنند و در نهایت یک سطح خروجی دارند.

خروجی لیزر

سطح خروجی تیـوب لیزر، جایی است که نور لیزر تشکیل می‌شود و از تیوب خارج می‌شود. فوتون‌های لیزری در این مرحله به یک شکل خاص همگام و تقویت شده به صورت پرتو لیزر (پرتوی کوهانی) منتشر می‌شوند.

به طور خلاصه، تیوب لیزر وظیفه تحریک ماده و تولید نور لیزر را برعهده دارد. نوع ماده و خواص فیزیکی آن به همراه طراحی و ساختار تـیوب لیـزر، تعیین کننده خروجی نهایی لیزر است که می‌تواند در برابر تولید پرتوهای لیزری با طول موج و قدرت مختلف مفید باشد.

ساختار تیوب دستگاه برش لیزر

ساختار تیوب دستگاه برش لیزر معمولاً بر اساس نوع لیزر و کاربردهای خاص طراحی می‌شود. با این حال، برای دستگاه‌های برش لیزر CO2 که یکی از رایج‌ترین نوع دستگاه‌های برش لیزر است، ساختار زیر را می‌توان استفاده کرد:

تیوب لیزر CO2

تیوب لیزر CO2 عملکرد اصلی دستگاه برش لیزر را انجام می‌دهد. این تیوب شامل یک جفت الکترود می‌باشد که در داخل یک قطعه لوله محکم قرار می‌گیرند. الکترودها به منابع تغذیه متصل هستند و وظیفه ایجاد جریان الکتریکی در داخل تیوب را برعهده دارند.

گاز

تیوب برش لیزر CO2 با گاز کربن دی‌اکسید (CO2) پر شده است. این گاز به عنوان وسیله انتقال انرژی لیزر عمل می‌کند. هنگامی که جریان الکتریکی از طریق الکترودها عبور می‌کند، ذرات گاز CO2 به وسیله تحریک الکتریکی منفذ شده و در حالت پلاسما قرار می‌گیرند.

 آینه‌ها

دستگاه برش لیزر دارای یک جفت آینه است که در اطراف تیوب قرار دارند. آینه‌ها کار خروجی لیزر را انجام می‌دهند و نور تولید شده توسط گاز CO2 را از طریق سیستم هدایت می‌کنند. به عنوان مثال، آینه جلویی (Front Mirror) نور را از تیوب به سمت قطعه کار هدایت می‌کند و آینه عقبی (Rear Mirror) نور بازتاب شده را به سمت تیوب بازمی‌گرداند. این فرآیند باعث افزایش طول موج و تقویت انرژی لیزر می‌شود.

 سیستم خنک کننده

وب دور می‌کند. پمپ آب در این سیستم برای چرخش آب درون سیستم استفاده می‌شود و رادیاتور حرارت جمع شده را به خارج از دستگاه منتقل می‌کند تا از آب خنک کننده جدید تغذیه شود.

به علاوه، سیستم خنک کننده معمولاً دارای یک سیستم تنظیم دما است که میزان جریان آب خنک کننده را کنترل می‌کند. این به این معنی است که هنگامی که دما بالا رفت و نیاز به خنک شدن بیشتر است، جریان آب افزایش می‌یابد و به خنک کردن تیوب کمک می‌کند.

به همین ترتیب، وقتی دما پایین می‌روید، جریان آب کاهش می‌یابد تا تیوب در دمای استحکام مناسب باقی بماند.

در نتیجه، با استفاده از این سیستم خنک کننده، دستگاه برش لیزر CO2 قادر است دمای مناسب خود را حفظ کند و از افت کیفیت لیزر جلوگیری کند.

جهت مطالعه ادامه مطالب و دیگر مقالات روی لینک کلیک کنید.