SCURT ISTORIC AL LASERULUI
Desi dezvoltate relativ recent, procedeele de prelucrare cu laser ocupa un loc
important între procedeele industriale de prelucrare, mai ales pentru sudarea metalelor,
parcurgând în mai putin de 30 ani toate etapele de la cercetarea fundamentala la aplicarea
curenta în industrie.
Se considera ca scurta istorie a laserilor începe în anul 1917 când Einstein a
studiat pentru prima data fenomenul emisiei stimulate. În acea vreme, în plin razboi,
nimeni nu se gîndea la faptul ca acest fenomen ar putea avea vreo aplicatie practica. Din
acest punct de vedere, fenomenul emisiei stimulate a fost dat uitarii, trecînd neobservat
pîna în ultimii ani.
În 1953, fizicianul american Charles N. Townes si, independent, fizicienii sovietici
N.G. Basov si A.M. Prohorov au demonstrat ca prin emisie stimulata se poate realiza o
amplificare a microundelor.
În anul 1954, Townes si colaboratorii au construit un dispozitiv care permitea, întradevar,
sa amplifice microudele. Cu ajutorul unui cîmp electric ei au realizat inversiunea
populatiilor a doua nivele energetice ale moleculelor de amoniac. Dirijînd unde ultrascurte
asupra moleculelor, Townes a reusit sa amplifice semnalele electrice foarte slabe, aproape
imperceptibile. În felul acesta se nastea primul amplificator cuantic, maserul. Denumirea
de maser provine de la initialele cuvintelor englezesti: microwave amplification by stimulated
emission of radiation. Ceea ce înseamna, în traducere, amplificarea microundelor prin
emisia stimulata a radiatiei.
Maserii se caracterizeaza, în special, printr-o foarte buna stabilitate a frecventei
tranzitiilor emise. De aceea ei au permis marirea sensibilitatii aparaturii de masura si
control în anumite domenii. Printre altele, maserii se folosesc ca etaloane de timp cunoscute
si sub denumirea de ceasuri atomice sau moleculare.
Continuîndu-si cercetarile, Townes a demonstrat, în 1958, ca nu numai microudele,
ci si undele luminoase pot fi amplificate prin emisie stimulata.
Într-adevar, peste doi ani Maiman construia primul “maser optic”, denumit apoi
laser (“light amplification by stimulated emission of radiation“), cu ajutorul c`ruia a putut
observa fenomenul de amplificare prin emisie stimulat` a radiatiei vizibile (rosii) cu lungimea
de und` de 0,6943m.
La scurt timp dupa inventarea lor, maserii si laserii au cunoscut o rapida dezvoltare
si perfectionare. Prin performantele lor extraordinare, noile dispozitive au largit considerabil
posibilitatile stiintei si tehnicii actuale.
Importanta deosebita acordata maserilor, si, în special, laserilor a fost subliniata,
printre altele, si prin faptul ca, pîna în prezent, în acest domeniu s-au acordat trei Premii
Nobel pentru fizica:
- în 1964, fizicienilor Basov, Prohorov si Townes:
- în 1966, savantului Alfred Kastler;
- în 1971, fizicianului englez Dennis Gabor.
S-au realizat însa si alte dispozitive cuantice asemanatoare laserilor, dar care
functioneaza în alte domenii ale spectrului electromagnetic. Astfel a fost construit graserul,
dispozitiv care emite radiatii gamma, fiind în acelasi timp mult mai puternic decât laserul.
De asemenea, se prevede realizarea unor generatoare cuantice, de putere si mai mare,
care sa emita raze X. Ca si graserii, aceste noi surse de radiatii electromagnetice vor
largi si mai mult sfera aplicatiilor laserilor.
Odata cu dezvoltarea laserilor de putere, la începutul anilor '70, utilizarea acestora
în procesele de taiere a materialelor a cunoscut o aplicabilitate nelimitata. Astazi se
apreciaza ca circa 60 % din utilizarile laserilor în prelucrarea materialelor sunt în domeniul
procesului de taiere, indiferent de gabaritul pieselor de debitat.
În ultimul deceniu procedeele de prelucrare cu laser au cunoscut o dezvoltare
exploziva, existând domenii cum ar fi microelectronica, robotica, obtinerea unor materiale
de superaliere pentru tehnica medicala sau cercetarile cosmice, de neconceput fara
aceste posibilitati.
Totusi, pâna în prezent, aplicarea industriala, comparativ cu procedeele clasice
de prelucrare, este realtiv restrânsa, datorita costurilor ridicate ale instalatiilor. Exista însa
domenii industriale, unde fara instalatii cu laser realizarea produsului ar fi de neconceput.
ghnfdghht
1. PRELUCRABILITATEA CU ENERGII RADIANTE
Prelucrarea moderna a materialelor metalice si nemetalice este strâns legata de
marile descoperiri ale fizicii, în care secolul XX a excelat, fiind aplicatii remarcabile ale
electrotehnicii, electromagnetismului, electronicii si microelectronicii, fizicii atomice si
nucleare, termodina-micii, stiintei materialelor, mecanicii fluidelor, fizicii cuantice etc.
Extinderea considerabila a unor domenii de vârf cum ar fi energetica nucleara,
microelectronica, zborurile cosmice, tehnicile medicale, tehnicile de masurare, a atras
dupa sine aparitia unor materiale si implicit a unor procedee de prelucrare care au creat
mutatii importante în conceptiile de proiectare, respectiv de prelucrare a unor produse si
repere. Nivelul ultraînalt al cercetarii experimentale a marit considerabil performantele
unor unelte relativ noi, utilizate în prelucrarea materialelor, cum ar fi fasciculul de electroni,
radiatia laser, radiatia luminoasa sau plasma termica.
Pentru a descărca acest document,
trebuie să te autentifici in contul tău.