ทำไมต้องใช้เลเซอร์สำหรับการใช้งานแสงแบบเข้มข้นแทนที่จะเป็นแหล่งกำเนิดแสงที่ไม่ต่อเนื่องกัน?


14

แอพพลิเคชั่นเลเซอร์บางตัวประกอบไปด้วยการมุ่งเน้นแสงไปยังจุดเล็ก ๆ ตัวอย่างการใช้งานสองแบบคือการเชื่อมด้วยเลเซอร์และการตัด ในกรณีเหล่านี้ผู้บังคับกองร้อย 2 เลเซอร์มักใช้ซึ่งต้องการแหล่งจ่ายไฟที่มีการควบคุมระบบระบายความร้อนด้วยน้ำและแหล่งจ่าย CO 2 ก๊าซ.

เพราะเหตุใดแอปพลิเคชันเหล่านี้จึงใช้เลเซอร์แทนแหล่งกำเนิดแสงที่ง่ายกว่า (เช่นกัน) เช่นหลอดไฟ AC


2
คุณหมายถึงอะไรโดย "แหล่งกำเนิดแสงที่เรียบง่าย"
Paul

1
วิกิกับเลเซอร์ กล่าวถึงข้อดีของ สอดคล้องกันเชิงพื้นที่ แหล่งกำเนิดแสงเป็นเครื่องมือในการสร้างจุดแสงที่มีความเข้มข้นสูง บางทีคุณอาจขยายหรือชี้แจงคำถามของคุณในบริบทของข้อมูลนั้น
Dan

@ พอลลองนึกถึงแอปพลิเคชั่นเครื่องทำความร้อนอุตสาหกรรม อีกทางเลือกหนึ่งคือการใช้เลเซอร์ก๊าซที่มีแหล่งจ่ายไฟควบคุมระบบระบายความร้อนน้ำปั๊มสูญญากาศอุปทานก๊าซ ฯลฯ อีกทางเลือกหนึ่งคือการใช้โคมไฟ AC แบบโค้งที่เรียบง่ายขับเคลื่อนด้วยหม้อแปลงที่เรียบง่ายและระบายความร้อนด้วยอากาศ
user3368561

@ user3368561 โปรดรวมตัวเลือกในส่วนความคิดเห็นกับคำถาม สิ่งนี้จะช่วยปรับปรุงคำถามรวมถึงเพิ่มโอกาสในการได้รับคำตอบที่ดี ลบความคิดเห็นด้วย ขอบคุณ
Mahendra Gunawardena

คำตอบ:


11

มีสาเหตุหลายประการที่ทำให้แสงที่มีสีเดียวสูงเช่นที่ปล่อยออกมาจากเลเซอร์นั้นมีประโยชน์สำหรับการส่งพลังงานจำนวนมากไปยังจุดเล็ก ๆ

ก่อนอื่นแหล่งกำเนิดแสงที่ไม่ต่อเนื่องกันเช่นหลอดไฟคือ แหล่งขยาย ซึ่งหมายความว่าพวกเขาเปล่งแสงจากชิ้นส่วนของวัสดุซึ่งใช้พื้นที่จำนวน จำกัด เมื่อโฟกัสไปที่แสงนี้จุดโฟกัสจะถูก จำกัด ด้วยขนาดของแหล่งที่มาของคุณคูณด้วยการขยายของระบบภาพของคุณ สิ่งนี้อาจฟังดูเหมือนเอฟเฟกต์เล็ก ๆ แต่ถ้าคุณต้องการโฟกัสแสงไปที่ขนาดสปอตซึ่งเป็นไปตามลำดับความยาวคลื่น ($ ~ 1 \ \ mu \ text {m} $) ในทางกลับกันแสงเลเซอร์ทำหน้าที่เหมือนแหล่งกำเนิดที่แท้จริงและสามารถถ่ายภาพให้มีขนาดที่เล็กกว่าความยาวคลื่นของแสง

ปัญหาที่สองที่มีแหล่งกำเนิดแสงที่ไม่ต่อเนื่องกันคือพวกมันโดยทั่วไป ปล่อยแสงในทุกทิศทาง ดังนั้นแม้ว่าคุณจะสามารถสร้างพลังงานแสงในปริมาณที่เท่ากัน แต่มันก็ยากที่จะรวบรวมมันทั้งหมดลงในแหล่งกำเนิดแสงที่จำเป็นต้องมีก่อนที่จะโฟกัสไปที่จุดใดจุดหนึ่ง

ข้อได้เปรียบสุดท้ายของเลเซอร์คือสิ่งเหล่านี้ monochromaticity . สิ่งนี้มีประโยชน์เนื่องจากความยาวคลื่นสามารถเลือกได้อย่างแม่นยำเพื่อให้ตรงกับแอปพลิเคชันเฉพาะ CO 2 เลเซอร์เช่นปล่อยที่ $ 10.6 \ \ mu \ text {m} $; ซึ่งถูกดูดซึมได้ดีค่ะ วัสดุที่หลากหลาย แต่ไม่ใช่ทั้งหมดที่ดีในโลหะ Nd: YAG เลเซอร์และฮาร์โมนิกส์ (ความยาวคลื่นทั้งสามที่มีข้อความว่า 'โซลิดสเตตเลเซอร์' ในภาพด้านล่าง) เป็นอย่างไรดูดซับได้ดีในโลหะและสามารถนำมาใช้สำหรับการประมวลผลโลหะ ด้วยแหล่งกำเนิดที่ไม่ต่อเนื่องกันแสงถูกปล่อยออกมาในช่วงความยาวคลื่นที่หลากหลายซึ่งอาจมีหรือไม่มีคุณสมบัติที่ต้องการในวัสดุที่คุณกำลังพยายามจะประมวลผล

enter image description here


3

นี่เป็นเพียงส่วนเสริมของคำตอบของ Chris Mueller

เมื่อคุณคิดถึงเลเซอร์คุณจะคิดถึงรูรับแสงที่มีกระจกเลนส์และเลนส์โดยทั่วไปอยู่เสมอ ให้บอกว่าคุณจัดการเพื่อสร้างลำแสงโฟกัส (คลื่นความถี่กว้าง) ณ จุดหนึ่งตอนนี้คุณต้องการนำมันไปยังจุดที่ใช้ ด้วยคลื่นความถี่ที่กว้างมันจะไม่ทำงานได้ดีเนื่องจากลำแสงจะสูญเสียการโฟกัสสำหรับความยาวคลื่นที่แตกต่างกัน ในขณะที่ผ่านเลนส์

เพื่อให้คุณได้เห็นภาพปรากฏการณ์ทางแสงที่มีชื่อเสียงนี้ ปกอัลบั้ม . คุณจะสังเกตเห็นว่าแสงที่ออกมานั้นกระจายออกไป (ตามสเปกตรัม) และโฟกัสที่หายไป

คุณสามารถเพ่งมันได้ แต่มันทำไม่ได้ สำหรับการพิจารณาอื่น ๆ โปรดดูคำตอบของ Chris Mueller

โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.