Лазерные трубки появились еще в середине 20 века, а полноценное углекислотное изделие, способное генерировать излучение, увидело свет в конце 1960-х годов. Это стало значимым открытием в истории промышленности и положило начало новой технологической эре. Давайте рассмотрим, зачем нужна лазерная трубка со2 и когда ее пора менять.
Почему трубку называют углекислотной?
Этот компонент представляет собой колбу с 3 отсеками. Во внешнем и внутреннем находятся газы, а в среднем циркулирует охладитель. С охладителем все понятно, это вода. А вот газовый микс состоит чаще всего из 3 ингредиентов:
- СО2 — основной «виновник» создания излучения, благодаря которому стало возможно промышленное применение лазерного оборудования. В молекулах этого газа есть нестабильные уровни, которые при переходе вызывают поглощение энергии электромагнитного поля и выделение фотонной энергии.
- N2 — вспомогатель, он поглощает энергию с блока питания, создает колебания своих молекул, которые толкаются и пробуждают углекислый газ.
- Не — ничего не выделяет, зато увеличивает скорость смены энергоуровней, что способствует стабильному выделению фотонов. А еще, он обладает высокой теплопроводностью и является охладителем СО2. Это полезное свойство не только потому что позволяет продлить срок службы трубки, но еще потому, что оно способствует созданию инверсии заселенности.
Принцип работы трубки
Индуцирование излучения основано на возбуждении молекул CO2 при помощи электрического разряда, подаваемого на электроды высоковольтным блоком питания. Этот процесс также называют механизмом поджига.
Лазерная трубка со2 обладает такими параметрами как напряжение розжига и рабочее напряжение. В первом случае, это условие при котором от катода к аноду потечет ток. А рабочее напряжение — это стабильное состояние при котором она продолжает работать после установившейся связи.
При воздействии электромагнитного поля на азот происходит образование ионов и свободных электронов, которые в свою очередь пробуждают молекулы СО2 и передают им свою дополнительную энергию. Для того, чтобы произошла генерация лазерного луча, необходимо создание инверсной заселенности в пиковом значении, это когда заряженных частиц внутри колбы больше чем незаряженных.
Грубо говоря, принцип квантовой физики заключается в том, что каждая частица после пробуждения будет стремиться вернуться в свое спокойное состояние. В процессе этого произойдет выделение фотонов.
Новые фотоны появляются:
- спонтанно при некогерентном излучении;
- вынужденно при столкновении СО2 с нейтральными фотонами.
При инверсной заселенности преимущественное положение имеют вынужденные переходы с образованием когерентных фотонов. Они сталкиваются со спонтанными и инициируют мощную фотонную волну, являющуюся излучением.
Все еще нестабильный лазерный поток попадает в оптику для лазерных станков. Эта система состоит из 2 зеркал, одно из которых обладает отражающим коэффициентом 0,98, то есть, является полностью непрозрачным, а второе с коэффициентом 0,5 — полупрозрачное.
Итак, на этом этапе происходит интерференция волн. Если говорить проще — лазерный поток проходит через резонатор и отражается от непрозрачного зеркала. При каждом отражении, часть волны проникает через полупрозрачную оптику и отправляется дальше. А та, что не прошла, снова отражается и снова частично выходит.
Сгенерированный поток когерентных фотонов устремляется в линзу фокусирующую для лазеров, а от нее в сопло и на материал.
Зачем менять трубку?
Кристаллическая решетка атомов гелия настолько мала, что она способна даже в состоянии покоя просачиваться через решетку стекла из которого изготавливаются колбы. Вполне логично, что с течением времени лазерная трубка со2 будет истончаться. Естественно, что непропорциональное содержание гелия в смеси не позволит по истечению гарантийного срока жизни полноценно «обслуживать» СО2 и углекислый газ также начнет распадаться. В связи с этим мощность излучения упадет.
При дальнейшей эксплуатации, напряжение розжига возрастает также как и сопротивление. В какой-то момент потребуется напряжение такой мощности, что высоковольтный блок питания со своей задачей не справится, произойдет пробой тока по его корпусу и в электронные компоненты прибора. Таким устройством пользоваться небезопасно как для его работоспособности, так и для оператора.
Вопрос безопасности решается изначальной изоляцией контактов трубки и блока, а также качественным заземлением. Но проблему с работоспособностью аппарата не решит, а только усугубит.
Поэтому лазерная трубка со2 подлежит замене по истечению срока ее жизни, который отсчитывают с момента производства.
Также замена требуется при:
- Механическом повреждении.
- Выходе излучателя из строя.
Где продается лазерная трубка со2?
В ЭЛСОР можно купить лазерные трубки разной мощности и подобрать к ним подходящий блок питания. Кроме того, при желании вы можете заказать сервис по замене комплектующей на вашем приборе специалистам компании.
В каталогах представлены детали от ведущих мировых брендов оригинального качества и с гарантией производителя. Являясь официальным поставщиком лазерных комплектующих уже более 10 лет ЭЛСОР предлагает своим клиентам безупречный сервис и индивидуальный подход к каждому клиенту. Заказывайте комплектующие для долговечной и стабильной работы приборов в ЭЛСОР!
