레이저 레이저 공작 기계란 무엇입니까?

레이저의 중국어 본명은' laser' 와' laser' 로 영어 이름 LASER 의 음역이며, 영어 Light Amplification by Simulation Emission of Radiation 의 이니셜 약어입니다. 그것은 "자극 방사선의 광학 증폭" 을 의미합니다. 레이저의 영어 전체 이름은 이미 레이저 제조의 주요 과정을 충분히 표현했다. 1964 년 우리나라의 저명한 과학자 첸쉐썬 건의에 따르면' 빛의 자극사' 는' 레이저' 로 이름이 바뀌었다.

레이저는 20 세기 이래 원자력, 컴퓨터, 반도체에 이어 인류의 또 다른 위대한 발명품이다. "가장 빠른 칼", "가장 정확한 자", "가장 밝은 빛", "이상한 레이저" 라고 불립니다. 그 원리는 일찍이 19 16 년 동안 저명한 물리학자 아인슈타인에 의해 발견되었지만 1958 년이 되어서야 처음으로 레이저를 만드는 데 성공했다. 레이저는 이론적 준비와 생산 실천이 절실하게 필요한 배경에서 발생한다. 나오자마자 매우 급격한 발전을 이루었다. 레이저의 발전은 오래된 광학 기술을 탄생시켰을 뿐만 아니라 새로운 산업의 출현을 가져왔다. 레이저는 전례 없는 선진적인 방법과 수단을 효과적으로 활용하고 전례 없는 이익과 성과를 얻어 생산력의 발전을 촉진할 수 있게 해준다.

레이저 발전

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원자나 분자와 같은 미시입자에 고에너지급 E2 와 저능급 E 1, E2 와 E 1 의 입자 수 밀도가 N2 와 N 1 인 경우, 자발적 발사 전이, 자극 발사 전이, 자극 흡수 전이라는 세 가지 과정이 있습니다. 발생된 발사 전이로 인한 발생된 광선은 입사광과 동일한 주파수, 단계, 전파 방향 및 편광 방향을 가집니다. 따라서 같은 일관된 복사장에서 발생하는 대량의 입자의 자극은 관련이 있다. 자극 된 발사 전이와 자극 된 발사 흡수 전이의 확률은 입사 방사선 장의 단색 에너지 밀도에 비례합니다. 두 에너지 수준의 통계 가중치가 같으면 두 프로세스의 확률이 같습니다. 열 균형의 경우 N2 < N 1 이므로 자극 흡수 전이가 유리하며, 빛은 물질을 통과할 때 일반적으로 자극 흡수로 인해 감쇠합니다. 외부 에너지의 자극은 열 균형을 파괴하여 N2 > N 1 을 입자 수 반전 상태라고 합니다. 이 경우, 자극 된 발사 전이가 지배적이다. 빛은 길이가 L 인 레이저 작동 물질 (활성 물질) 을 통과한 후 광도가 eGl 배로 증가한다. G 는 (N2-N 1) 에 비례하는 계수로, 게인 계수라고 하며, 그 크기도 레이저 공질의 특성 및 광파 주파수와 관련이 있습니다. 활성 물질은 레이저 증폭기이다.

활성화된 물질을 두 개의 평행 반사경 (적어도 하나는 부분적으로 투과됨) 으로 구성된 광학 공진기 (그림 1) 에 배치하면 고에너지 입자가 모든 방향으로 자발적으로 방출됩니다. 여기서 비축 광파는 공진기를 빠르게 빠져나간다. 축 방향 광파는 캐비티 내에서 앞뒤로 전파될 수 있으며 레이저 재질에서 전파될 때 강도가 증가합니다. 공진기 내의 단방향 작은 신호 게인 G0l 이 단방향 손실보다 큰 경우 (G0L 은 작은 신호 게인 계수) 자체 진동이 발생할 수 있습니다. 원자의 운동 상태는 서로 다른 에너지 수준으로 나눌 수 있다. 원자가 고능급에서 저능급으로 점프할 때 해당 에너지의 광자 (자발적 복사라고 함) 를 방출한다. 마찬가지로 광자가 에너지 레벨 시스템에 입사하여 흡수되면 원자가 저에너지 레벨에서 고 에너지 레벨 (충격 흡수) 로 이동합니다. 그런 다음 고에너지급으로 점프하는 일부 원자는 저능급으로 점프하여 광자 (이른바 자극 방사선) 를 방출한다. 이 운동들은 고립된 것이 아니라 자주 동시에 진행된다. 적절한 매체, * * * 캐비티 및 충분한 외부 전기장을 사용하는 것과 같은 조건을 만들 때, 자극 방사선은 자극 흡수보다 크게 확대될 것이며, 일반적으로 광자가 방출되어 레이저가 생성됩니다.

레이저의 특성

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(1) 방향 발광

일반 광원은 모든 방향으로 빛을 발합니다. 방출되는 빛이 한 방향으로 퍼지게 하려면 광원에 특정 스포트라이트를 설치해야 합니다. 예를 들어, 자동차의 전조등, 탐조등 등은 모두 스포트라이트 기능이 있는 반사기를 장착하여 방사된 빛을 수집하여 한 방향으로 발사할 수 있게 한다. 레이저가 방출하는 레이저는 자연적으로 한 방향으로 방사되며, 광선의 발산도는 매우 작고 0.00 1 라디안 정도만 평행에 가깝다. 1962 년 인간은 처음으로 레이저로 달을 비추었다. 지구와 달 사이의 거리는 약 38 만 킬로미터이지만 달 표면의 레이저 플레어는 2 킬로미터도 안 된다. 스포트라이트 효과가 좋으면 평행해 보이는 탐조등 빔이 달을 겨냥해 플레어 지름에 따라 달 전체를 덮습니다.

(2) 매우 높은 밝기

레이저가 발명되기 전에 인공광원 중 고압 펄스 램프는 태양 밝기와 비슷한 밝기로 루비레이저의 레이저 밝기가 브롬 램프의 수백 억 배를 넘을 수 있다. 레이저의 밝기가 매우 높기 때문에 먼 곳의 물체를 비출 수 있다. 루비 레이저 빔이 달에 생성하는 조도는 약 0.02 럭스 (조도 단위) 로 밝은 붉은색으로 레이저 플레어가 눈에 띄게 보입니다. 가장 강한 탐조등으로 달을 비추면 조도의 1 조 분의 1 정도밖에 되지 않아 사람의 눈은 전혀 알아차리지 못한다. 레이저 밝기가 높은 주된 이유는 방향 발광이다. 아주 작은 공간에서 대량의 광자를 발사하면 에너지 밀도가 자연히 매우 높다.

(3) 색깔이 매우 순수하다

빛의 색상은 빛의 파장 (또는 주파수) 에 의해 결정됩니다. 파장은 특정 색상에 해당합니다. 태양광의 파장 분포 범위는 약 0.76 미크론에서 0.4 미크론이며, 해당 색상은 빨간색에서 자주색 ***7 가지 색상이므로 태양광은 단색이 아닙니다. 단색광을 방출하는 라이트를 단색라이트라고 하며, 방출되는 광파는 단일 파장을 가집니다. 크립톤 램프, 헬륨 램프, 네온 램프, 수소 램프 등. 모두 단색의 광원으로, 어떤 색깔의 빛만 방출한다. 단색 광원은 파장이 단일이지만 일정한 분포 범위가 있다. 예를 들어, 크립톤 램프는 단색성이 가장 높고 파장 분포 범위가 0.000 1 nm 이라고 하는 붉은 빛만 방출하기 때문에, 크립톤 램프에서 나오는 붉은 빛은 자세히 감별해도 수십 가지의 빨간색이 함유되어 있다. 광복사의 파장 분포 범위가 좁을수록 단색성이 좋다는 것을 알 수 있다.

레이저가 출력한 빛의 파장 분포 범위는 매우 좁기 때문에 색깔이 매우 순수하다. 붉은 빛을 출력하는 He-Ne 레이저의 경우 파장 분포 범위는 2× 10-9 nm 까지 좁을 수 있으며, 크립톤 램프가 붉은 빛의 파장 분포 범위의 2 만분의 2 입니다. 보이는 레이저의 단색성은 어떤 단색 광원보다 훨씬 큽니다.

또한 레이저에는 다른 기능이 있습니다: 좋은 일관성. 레이저의 주파수, 진동 방향 및 위상 높이는 일치하므로 레이저 광파가 공간에서 겹칠 때 겹치는 영역의 광 강도 분포가 강약 교체의 안정화 현상을 일으킵니다. 이런 현상을 빛의 간섭 (interference) 이라고 하기 때문에 레이저는 서로 건조한 빛이다. 일반 광원에서 방출되는 빛은 주파수, 진동 방향, 위상이 일치하지 않기 때문에 비간섭 라이트라고 합니다.

플래시 시간은 매우 짧을 수 있습니다. 기술적인 이유로 일반 광원의 플래시 시간은 짧을 수 없고 촬영용 플래시의 플래시 시간은 천분의 1 초 정도다. 펄스 레이저의 플래시 시간은 6 펨토초 (1 펨토초 = 10- 15 초) 로 매우 짧습니다. 플래시 시간이 매우 짧은 광원은 생산, 과학 연구, 군사적으로 중요한 용도를 가지고 있다.

(4) 에너지 밀도가 매우 높다.

광자 에너지는 E=hf 로 계산됩니다. 여기서 h 는 플랑크 상수이고 f 는 주파수입니다. 따라서 주파수가 높을수록 에너지가 높아집니다. 레이저 주파수 범위는 3.846 * 10 (14) 헤르츠에서 7.895 * 10 (14) 헤르츠까지입니다. 전자기파 스펙트럼은 대략 (1) 전파로 나눌 수 있는데, 파장은 몇 킬로미터에서 0.3 미터 정도 되는 일반 텔레비전이다. (2) 마이크로파-파장 범위는 0.3m ~ 10-3m 이며 레이더 또는 기타 통신 시스템에 사용됩니다. (3) 10-3m 에서 7.8×10-7m 까지 적외선 파장; (4) 가시광선-사람들이 민감하게 반응할 수 있는 매우 좁은 밴드입니다. 파장은 780-380 나노미터입니다. 원자나 분자 중 전자의 운동 상태가 변할 때 방출되는 전자파입니다. 전자파에서 우리가 직접 느끼고 감지할 수 있는 부분이기 때문입니다. (5) 자외선-파장 범위는 3× 10-7m 에서 6× 10- 10m 까지입니다. 이 파동의 원인은 광파와 비슷하며, 왕왕 방전할 때 나오는 것이다. 그것의 에너지는 일반 화학반응과 관련된 에너지와 맞먹기 때문에 자외선의 화학작용이 가장 강하다. (6) 렌진 광선-이 부분의 전자기파 스펙트럼은 파장이 2× 10-9 미터에서 6× 10- 12 미터까지입니다. 전기 원자의 내부 전자가 한 에너지 상태에서 다른 에너지 상태로 점프하거나 전자가 원자력 장에서 감속할 때 렌진 광선 (X 선) 이 방출됩니다. (7) 감마선-파장이 10 에서 10 에서14m 사이인 전자기파. 이 보이지 않는 전자파는 원자핵에서 방출되는데, 이 방사능은 종종 방사성 물질이나 핵반응을 동반한다. 감마선 관통력이 강하여 생물에 파괴력이 크다. 이 관점에서 볼 때 레이저 에너지는 그리 크지 않지만, 에너지 밀도가 매우 높다 (범위가 작아서 일반적으로 한 점밖에 없기 때문). 짧은 시간 내에 대량의 에너지를 무기로 모으는 것도 나무랄 데 없다.

레이저 복사를 받다

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"자극 방사선" 이란 무엇입니까? 그것은 위대한 과학자 아인슈타인이 19 16 년에 제기한 새로운 이론에 기반을 두고 있다. 이 이론은 물질을 구성하는 원자에서 서로 다른 수의 입자 (전자) 가 서로 다른 에너지 수준에 분포되어 있다는 것을 의미한다. 고에너지급 입자가 광자에 의해 자극되면 고에너지급 점프 (jump) 에서 저능급으로 이동합니다. 이 때, 그것들 은 그것들 을 자극하는 빛 과 같은 성질의 빛 을 방사하고, 어떤 상태 에서 미약한 빛 도 강한 빛 을 불러일으킬 수 있다. 이를 "자극 방사선의 광학 확대" 라고 하며, 간단히 레이저라고 합니다. 레이저에는 고휘도, 높은 방향성, 높은 단색, 높은 상관성의 네 가지 주요 특징이 있습니다.

현재 레이저는 레이저 용접, 레이저 절단, 레이저 펀치 (경사 구멍, 불규칙 구멍, 석고 구멍, 수송지 구멍, 강판 구멍, 포장 인쇄공 등) 에 널리 사용되고 있습니다. ), 레이저 담금질, 레이저 열처리, 레이저 마킹, 유리 조각, 레이저 미세 조정, 레이저 리소그래피, 레이저 필름, 레이저 필름 가공, 레이저 패키지, 레이저 회로 수리, 레이저 배선 기술, 레이저 청소 등

30 여 년의 발전을 거쳐 지금은 레이저가 거의 어디에나 있다. 레이저 침술, 레이저 절단, 레이저 용접, 레이저 담금질, CD, 레이저 거리 측정기, 레이저 자이로 스코프, 레이저 교정기, 레이저 메스, 레이저 폭탄, 레이저 레이더, 레이저 총, 레이저 총 등 생활과 과학 연구의 모든 측면에 적용되었습니다. 가까운 장래에, 레이저는 확실히 더 광범위하게 응용될 것이다.

레이저의 기타 특성

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레이저에는 많은 특징이 있다. 첫째, 레이저는 단색이거나 단주파수이다. 일부 레이저는 서로 다른 주파수의 레이저를 동시에 생산할 수 있지만, 이 레이저들은 서로 격리되어 별도로 사용된다. 둘째, 레이저는 상호건조광입니다. 건조광의 특징은 그것의 모든 광파가 동기화되어 있고, 전체 빛은 마치' 파열' 과 같다는 것이다. 셋째, 레이저는 고도로 집중되어 있습니다. 즉, 분산되거나 수렴하기 위해서는 긴 거리가 필요합니다.

레이저는 1960 년대에 발명된 일종의 광원이다. 레이저는 영어 "자극 된 발광 증폭" 의 약자입니다. 레이저는 여러 가지 종류가 있는데, 크기는 축구장에서 쌀이나 소금 한 알까지 다양합니다. 가스 레이저에는 he-ne 레이저와 아르곤 레이저가 포함됩니다. 고체 레이저에는 루비 레이저가 포함됩니다. 반도체 레이저에는 CD 플레이어, DVD 플레이어 및 CD-r om 의 레이저 다이오드와 같은 레이저 다이오드가 있습니다. 각 레이저에는 레이저를 생성하는 고유한 방법이 있습니다.

레이저 기술의 응용

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레이저 가공 기술은 레이저 빔과 물질의 상호 작용을 이용하여 절단, 용접, 표면 처리, 구멍 뚫기, 미세 가공 재료, 물체를 광원으로 인식하는 기술이다. 가장 전통적인 응용 분야는 레이저 가공 기술이다. 레이저 기술은 빛, 기계, 전기, 재료, 검사 등 다학과 관련된 종합 기술이다. 전통적으로 연구 범위는 일반적으로 다음과 같이 나눌 수 있습니다.

레이저 가공 시스템. 레이저, 광섬유 시스템, 가공 기계, 제어 시스템 및 검사 시스템을 포함합니다.

레이저 가공 기술. 절단, 용접, 표면 처리, 드릴링, 대시, 표시, 미세 조정 등의 가공 기술을 포함합니다.

레이저 용접: 차체 두꺼운 판, 자동차 부품, 리튬 배터리, 심장박동기, 밀폐 릴레이 등 밀폐장치와 용접 오염과 변형을 허용하지 않는 다양한 부품입니다. 현재 사용 중인 레이저는 YAG 레이저, CO2 레이저 및 반도체 펌프 레이저입니다.

레이저 절단: 자동차 산업, 컴퓨터, 전기 캐비닛, 목공 공구 금형 산업 다양한 금속 부품 및 특수 재료 절단, 원형 톱날, 아크릴, 스프링 워셔, 2mm 이하 전자 부품의 구리 판, 일부 금속판, 강관, 주석 도금 철판, 납도금 강판, 인청동, 접착제 보드, 얇은 사용 된 레이저는 YAG 레이저와 CO2 레이저입니다.

레이저 마킹: 다양한 재료와 거의 모든 산업에 광범위하게 적용됩니다. 현재 사용 중인 레이저는 YAG 레이저, CO2 레이저 및 반도체 펌프 레이저입니다.

레이저 천공: 레이저 천공은 주로 항공 우주, 자동차 제조, 전자기기, 화공 등의 산업에 적용된다. 레이저 천공의 빠른 발전은 주로 천공용 YAG 레이저의 평균 출력력이 5 년 전 400w 에서 800w 로 높아져 1000w 에 이르렀으며, 현재 국내 레이저 천공이 비교적 성숙한 응용은 인조 금강석과 천연 금강석 드로잉 몰드의 생산과 시계 기기, 비행기 블레이드, 다층 인쇄 회로 기판 등 업계의 보석 베어링 생산이다. 현재 사용 중인 레이저는 대부분 YAG 레이저와 CO2 레이저이지만 준분자 레이저, 동위원소 레이저, 반도체 펌프 레이저도 있다.

레이저 열처리: 실린더 라이너, 크랭크 샤프트, 피스톤 링, 정류자, 기어 등의 부품 열처리, 항공 우주, 기계 산업 등 자동차 산업에 널리 사용됩니다. 레이저 열처리는 우리나라에서의 응용이 외국보다 훨씬 광범위하다. 현재 사용 중인 레이저는 대부분 YAG 레이저와 CO2 레이저이다.

레이저 래피드 프로토 타이핑: 레이저 가공 기술과 컴퓨터 수치 제어 기술 및 유연한 제조 기술을 결합하여 형성됩니다. 금형 및 모형 산업에 많이 사용됩니다. 현재 사용 중인 레이저는 대부분 YAG 레이저와 CO2 레이저이다.

레이저 코팅: 항공 우주, 금형, 기계 산업에 광범위하게 적용된다. 현재 사용 중인 레이저는 대부분 고전력 YAG 레이저와 CO2 레이저이다.