В даний час області застосування лазерів розширюються з кожним днем. Після першого промислового використання лазерів для отримання отворів в рубінах для годинника ці пристрої успішно застосовуються в самих різних областях .
Мрійники і фантасти неодноразово передбачали появи не-звичайних речей, зокрема світивши, що відрізняється незвичайними властивостями . І ось, в 1960г. перший лазерний промінь був отриманий при накачуванні маленького кубічного кристала рубіна спалахами світла. Декілька років через деякі фізики проводили випробування по зварці, бурінню, гравіруванню, ськрайбірованію, свердленню, синтезу, гартуванню, маркіровці, плавленню і формуванню структур за допомогою лазерного променя без контакту з матеріалом.
Лазерні системи діляться на три основні групи: твердотільні лазери, газові, серед яких особливе місце займає CO2 - лазер; і напівпровідникові лазери. Якийсь час назад з’явилися такі системи, як перебудовувані лазери на фарбниках, твердотільні лазери на активованих стеклах.
РУБІН. У лазерах цей кристал має високий поріг генерації і отже низький ККД, зазвичай 0.5%. Його вихідна потужність також сильно залежить від робочої температури, що обмежує частоту повто-ренію імпульсів величиною 10 Гц або менш. В той же час цей матеріал термічно стійкий і не боїться перегріву. Проте його широке застосування обмежує достатньо висока вартість спеціально вирощеного кристала, особливо якщо потрібний стрижень великих розмірів. Тому рубінові лазери застосовуються коли необхідне випромінювання довжиною вол-ни 694 нм або не потрібна висока енергія на виході і ККД не грає істотної ролі. Наприклад, такі лазери стали широко використовуватися для спеціальної фотографії - голографія, після того, як вдалося добитися достатньої чутливості плівки на частоті 694 нм. Ці лазе-ри зручніші і для пробивки дуже точних отворів, оскільки із зменшенням довжини хвилі розміри точки фокусу, що обмежується дифракцією, зменшуються. Не так давно деякі учені передбачали, що рубіновий лазер скоро відслужить свій термін. Проте в даний час напівпровідникові прилади на арсеніді галію (GaAs) можуть зварюватися з тугоплавкими металевими провідниками за допомогою імпульсного рубінового лазера. Процес триває 100 нс замість 5-30 мін, ко-ториє потрібні при звичайній зварці з подальшим відпалом. Це важливе досягнення застосовується в електронних системах, використовуваних в супутниковому зв’язку, реактивних двигунах, геотермальних свердловинах, атомних реакторах, приймачах станцій радіолокацій і ракет, інтегральних мікрохвильових ланцюгах.
ТВЕРДОТІЛЬНІ ЛАЗЕРИ на люмінесцирующих середовищах. Це лазери на стеклах, активованих неодимом (Nd : YAG), лазери на крі-сталле іттрійлітієвого флюориту, легованого ербієм (ІЛФ, Er : YAG) або їх аналоги. Це лазери з оптичним накачуванням. ККД не вище 5%, проте потужність практично не залежить від робочої температури. Оскільки це порівняльно дешевий матеріал, підвищення потужності можна проводити простим збільшенням розміру робочого елементу. Ці типи лазерів застосовуються в лазерній спектроскопії, нелінійній оптиці, лазерній технології : зварка, гарт, зміцнення поверхні. Лазерні стекла застосовуються в могутніх установках для лазерного термоядерного синтезу.
ГАЗОВІ ЛАЗЕРИ. Існує декілька сумішей газів, які можуть випускати вимушене випромінювання. Один з газів - двоокис вуглецю - застосовується в N2 - СО2- і З - лазерах потужністю >15 кВт. з по-перечной накачуванням електричним розрядом. А також газодинамічні лазери з тепловим накачуванням, у яких основна робоча суміш: N2+CO2+He або N2+CO2+H2O. Розглянемо деякі можливості застосування таких лазерів промислових установках.
Відома термічна обробка матеріалів і деталей звичайними засобами. Попередній підігрів з використанням газових лазерів дозволяє обробляти матеріали вищої твердості. Прямолінійні ділянки багатокомпонентних деталей легко зварюються газовими лазерами, тоді як непрямолінійні ділянки зварюються з використанням спеціальних поворотних дзеркальних систем. Проводиться лазерний гарт і заточування деталей. Застосовуються подібні лазери в спектроскопії, лазерній хімії, медицині.
Установки на основі СО2 - лазерів потужністю 500 Вт успішно застосовуються для лазерного різання за шаблонами і розкроювання сталей або пластмас, пробивки отворів, якщо їх діаметр не дуже малий. У загальному випадку товщина матеріалу, що розрізає, залежить від потужності ізлу-ченія. В даний час вартість СО2 - лазерів не особливо висока. Вартість газів, вживаних в СО2, - лазерах сопоставіма з вартістю енергії, споживаної верстатами, призначеними для пробиття отворів. Характеристики СО2 - лазерів стабільні. Лазери легкі в управлінні і безпечні при дотриманні правил експлуатації.
ІНШІ ГАЗОВІ ЛАЗЕРИ. Електророзрядні лазери низького тиску на благородних газах : He-Ne, He-Xe і ін. Це малопотужні системи відрізняються високою монохроматичністю і спрямованістю. Застосовуються в спектроскопії, стандартизації частоти і довжини ізлу-ченія, в настройці оптичних систем.
Іонний аргоновий лазер - лазер безперервної дії, генері-рующий зелений промінь. Накачування здійснюється електричним розрядом. Потужність досягає декількох десятків Вт. Застосовується в медицині, спектроскопії, нелінійній оптиці.
Ексимерні лазери. Робоче середовище - суміш благородних газів з F2, Cl2, фторидами. Збуджуються сильноточним електронним пучком або поперечним розрядом. Працюють в імпульсному режимі в УФ - діапазоні довжин хвиль. Застосовуються для лазерного термоядерного синтезу.
Хімічні лазери. Робоче середовище - суміш газів. Основне джерело енергії - хімічна реакція між компонентами робочої суміші. Можливі варіанти лазерів імпульсної і безперервної дії. Вони мають широкий спектр генерації в ближній ГИК - області спектру. Володіють великою потужністю безперервного випромінювання і великою енергією в імпульсі. Такі лазери застосовуються в спектроскопії, лазерній хімії, системах контролю складу атмосфери.
НАПІВПРОВІДНИКОВІ ЛАЗЕРИ складають найчисленнішу групу. Накачування здійснюється інжекцією через гетероперехід, а також електронним пучком. Гетеролазери мініатюрні, мають високий ККД. Можуть працювати як в імпульсному, так і в безперервному режимах. Не дивлячись на низьку потужність вони знайшли своє застосування в промисловості. Вони застосовуються для спектроскопії, оптичної стандартизації частоти, оптико-волоконних ліній зв’язку, для контролю форми, інтерференційних смуг деформації, в оптико-електроніці, в робототехнике, в системах пожаробезопасності. У побуті застосовуються в системах оптичної обробки інформації (у сканерах) в парі з нескладною системою багатогранних дзеркал, вживаних для відхилення світивши, в звуко- і відеосистемах, в охоронних системах. Останнім часом напівпровідникові лазери, завдяки своїм малим розмірам, застосовуються і в медицині. Лазери з електронним накачуванням перспективні в системах проекційного лазерного телебачення.
З кожним роком лазери все міцніше входять в промисловість і побут людини.

Джерело: referati.in.ua

Мал. 1. Застосування лазерного сканування в туннелестроєнії. Отримання повної геометрії тунеля, профілізація, виявлення відхилень. На знімку - аварійна ділянка московського метрополітену.

Що потрібно зробити для побудови точної тривимірної моделі будівлі або креслення цеху? Спочатку провести вимірювання і отримати координати всіх об’єктів (просторові x,y,z або на площині x,y), а потім вже представити їх в графічному вигляді. Саме вимірювання координат об’єкту, інакше кажучи, зйомка, складає найбільш трудомістку і витратну частину всієї роботи. Як правило, геодезисти, або інші фахівці, провідні вимірювання, використовують сучасне устаткування, в першу чергу електронні тахеометри, що дозволяють отримувати координати точок з точністю декількох міліметрів.

Принцип роботи тахеометра заснований на віддзеркаленні вузьконаправленого лазерного пучка від мети, що відображає, і вимірюванні відстані до неї. Відбивачем в загальному випадку служить спеціальна призма, закріплена на поверхні об’єкту. Вимірювання двох кутів (вертикального і горизонтального) дає можливість обчислити тривимірні просторові координати точки віддзеркалення. Швидкість вимірювання тахеометра невисока (не більше 2 измерений/секунду). Такий метод ефективний при зйомці розрядженої, незавантаженої об’єктами площі. Але складність, з якою доводиться стикатися при кріпленні призм (на великій висоті, в труднодоступному місці), часто буває непереборною.

Далі…

Лазерне гравіювання - це нанесення написів, малюнків, емблем шляхом термічної дії лазерним променем на поверхню виробу. Найважливіша відмінність лазерного гравіювання в тому, що зображення створюється не на самому виробі, а в його структурі. Після цього його не змити, неможливо стерти. Лазерне гравіювання також іменують маркіровкою. Лазерне гравіювання є дуже довговічному з погляду збереження напису на виробі. Позитивними особливостями лазерного гравіювання є також висока точність нанесення і швидкість виконання замовлення. Макети для лазерної маркіровки готуються на комп’ютері, в програмі Corel Draw. Для гравіювання можливе використання різноманітних матеріалів, таких як метал, дерево, стекло, пластик. Лазерне гравіювання - один з найбільш поширених методів нанесення зображення на які-небудь вироби. Зазвичай лазерне гравіювання виконується на сувенірах і подарунках для того, щоб підкреслити виняткову приналежність предмету якої-небудь організації або фізичній особі. Але окрім цього, лазерне гравіювання також використовується в різних галузях промисловості і машинобудуванні для нанесення на той або інший виріб логотипу компанії, серійних номерів і т.д.

Джерело: laser-printing.ru

Області застосування технології

Неконтактне лазерне сканування є новітньою технологією, і не дивлячись на відносно недовгий термін існування, знайшло застосування при рішенні великого спектру завдань, який у міру освоєння можливостей методу продовжує розширюватися.

Далі…

Слово “лазер” є абревіатуру англійської фрази “Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation”, що переводиться як посилення світла в результаті вимушеного (індукованого) випромінювання . Гіпотеза про існування індукованого випромінювання була висловлена в 1917 р. А Ейнштейном. Радянські учені Н.Г. Басів і А.М. Прохоров і незалежно від них американський фізик Ч. Таунс використовували явище індукованого випромінювання для створення мікрохвильового генератора радіохвиль з довгої хвилі =1,27 див.

Щоб створити лазер або оптичний квантовий генератор - джерело когерентного світла необхідно:

робоча речовина з інверсною населеністю. Тільки тоді можна отримати посилення світла за рахунок вимушених переходів.

Далі…