Каталог 
Как работает лазерная трубка и откуда берётся тот самый мощный и точный лазерный луч? Ответ кроется в физических процессах, происходящих внутри герметичной стеклянной колбы, наполненной газовой смесью. В статье мы подробно разберем устройство лазерной трубки и принципы генерации лазерного излучения.
Устройство лазерной трубки
Это герметичная стеклянная колба, внутри неё находится газовая смесь. Элементы конструкции:
- Газовая среда: углекислый газ, азот и гелий.
- Электроды: создают разряд и запускают процесс ионизации.
- Резонатор: оптическая система из двух зеркал, одно из которых полностью отражающее, второе — полупрозрачное, через него выходит лазерный луч.
- Охлаждение, чаще всего водяное, необходимо для отвода тепла от газоразрядной зоны.
Процесс генерации лазерного излучения
Подача высокого напряжения
Процесс начинается с подачи энергии в активную среду. В случае CO2 лазера это делается с помощью электрического разряда между электродами. Газовая смесь ионизируется, и электроны начинают сталкиваться с молекулами азота и передают им энергию.
Азот дает энергию молекулам углекислого газа, которые переходят в возбуждённое энергетическое состояние.
Население верхнего энергетического уровня
Для генерации лазерного излучения необходимо создать инверсную заселённость — состояние, при котором в активной среде больше возбужденных молекул, чем находящихся в основном состоянии. Это ключевое отличие от обычного освещения, где преобладают молекулы в невозбужденном состоянии.
Без инверсной заселённости невозможно добиться усиления света, вместо этого среда будет поглощать излучение.
Вынужденное излучение фотонов
Когда возбужденная молекула CO2 сталкивается с фотоном определённой длины волны (например, 10,6 мкм), она теряет энергию и испускает новый фотон с такими же характеристиками: длиной волны, фазой, направлением и поляризацией. Это и есть вынужденное излучение, на котором основана работа лазера.
В отличие от спонтанного излучения (например, в лампе накаливания) вынужденное излучение создаёт когерентный, монохроматический и направленный пучок.
Оптический резонатор усиливает излучение
Активная среда находится между двумя зеркалами: одно отражающее, второе — полупрозрачное. Они формируют оптический резонатор, в нем фотон многократно отражается и возбуждает всё новые молекулы.
Происходит лавинообразное нарастание числа фотонов. Часть из них выходит через полупрозрачное зеркало — это и есть лазерный луч.
Формирование стабильного лазерного луча
Излучение, вышедшее из резонатора, представляет собой мощный, строго направленный пучок света с высокой плотностью энергии. Он может испарять, плавить, разрушать материал в зоне фокуса.
Особенности лазерного луча
Лазерный луч:
- Монохроматичен: имеет одну длину волны (10,6 мкм).
- Когерентен: волны излучения идут в одинаковой фазе.
- Коллимирован: практически не расходится в пространстве.
- Высокоэнергетичен: может испарять материал в точке контакта.
Мощность лазерных трубок
- Низкомощные трубки (40–60 Вт). Подходят для обработки дерева, кожи, пластика, бумаги. Чаще всего применяются в мастерских, сувенирных производствах, рекламных агентствах.
- Среднемощные трубки (70–100 Вт). Хорошо справляются с резкой и гравировкой фанеры до 10–12 мм, акрила до 15 мм, кожи, ПЭТ, МДФ. Используется на предприятиях с регулярной загрузкой, производстве наружной рекламы, сувенирной продукции.
- Высокомощные трубки (100–150 Вт и более). Бывают трубки с мощностью 300-500 Вт, но они сдвоенные или строенные. Имеют сложную конструкцию и стоят намного дороже. Также они требуют более мощной системы охлаждения и большее энергопотребление.
Производители лазерных трубок
Reci
Компания Reci (Beijing Reci Laser Technology Co., Ltd.) — один из самых узнаваемых и авторитетных производителей лазерных трубок на мировом рынке. С момента основания бренд зарекомендовал себя как поставщик долговечных и мощных источников излучения. У трубок Reci увеличенный срок службы: от 8 000 до 10 000 часов.
Lasea
Производство сосредоточено в Китае, но с европейскими стандартами контроля качества. Преимущества трубок Lasea: хорошее сочетание цены и качества, поддержка различных режимов работы (импульсный, постоянный).
SPT
Бренд SPT сейчас активно продвигается. Компания предлагает широкий ассортимент CO2 трубок, подходящих для легких гравировальных задач и интенсивной резки. У трубок расширенный модельный ряд от SPT C40 (40 Вт) до SPT TR150 (150 Вт).
Yongli
Компания Yongli Laser — один из крупнейших производителей трубок в Китае, ориентированных на бюджетный и средний сегмент. Бренд пользовался большой популярность, однако сейчас трубки Yongli сложно найти.
Техническое обслуживание лазерной трубки
- Контроль системы охлаждения. Лазерная трубка сильно нагревается. Охлаждение — это не просто удобство, а обязательное условие для стабильной генерации излучения. Охлаждать трубку необходимо с помощью чиллера.
- Очистка и проверка оптики. На работу лазерной трубки напрямую влияет чистота оптических компонентов: зеркал и фокусирующей линзы. Нужно чистить зеркала и линзы раз в 2–7 дней, учитывая интенсивность работы и тип материала.
- Проверка электрических соединений и питания. Лазерная трубка подключается к блоку розжига через высоковольтные провода. Нарушение контактов приводит к сбоям или отказу трубки. Необходимо проверять крепление высоковольтных проводов (надежность пайки или зажимов), отсутствие трещин в изоляции.
- Регулярное тестирование мощности. Периодически измеряйте выходную мощность лазера. Используйте лазерный ваттметр или калориметр, сравнивайте фактические данные с заявленными производителем. Не рекомендуется эксплуатировать трубку более чем на 90% от ее мощности.
- Проверка чистоты трубки. Нельзя, чтобы на лазерной трубке скапливалось большое количество пыли.
Возникли вопросы по эксплуатации лазерной трубки? Обратитесь к нам — поможем настроить, подскажем, как избежать ошибок и продлить срок службы оборудования.
Пока оценок нет
Загрузка...
