✷ Laser
Nama lengkapnya adalah Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation.Secara harafiah ini berarti "amplifikasi radiasi cahaya".Merupakan sumber cahaya buatan yang mempunyai karakteristik berbeda dengan cahaya alami, yaitu dapat menyebar dalam jarak jauh dalam garis lurus dan dapat dikumpulkan dalam area kecil.
✷ Perbedaan Antara Laser dan Cahaya Alami
1. Monokromatisitas
Cahaya alami mencakup berbagai panjang gelombang dari ultraviolet hingga inframerah.Panjang gelombangnya bervariasi.
Cahaya alami
Sinar laser adalah cahaya dengan panjang gelombang tunggal, sifat yang disebut monokromatisitas.Keuntungan monokromatisitas adalah meningkatkan fleksibilitas desain optik.
Laser
Indeks bias cahaya bervariasi tergantung pada panjang gelombang.
Ketika cahaya alami melewati lensa, difusi terjadi karena berbagai jenis panjang gelombang yang terkandung di dalamnya.Fenomena ini disebut penyimpangan kromatik.
Sebaliknya, sinar laser adalah sinar dengan panjang gelombang tunggal yang hanya dibiaskan ke arah yang sama.
Misalnya, meskipun lensa kamera perlu memiliki desain yang mengoreksi distorsi akibat warna, laser hanya perlu memperhitungkan panjang gelombang tersebut, sehingga sinar dapat ditransmisikan dalam jarak jauh, sehingga memungkinkan desain presisi yang memusatkan cahaya. di tempat kecil.
2. Direktivitas
Directionalitas adalah sejauh mana suara atau cahaya cenderung tidak berdifusi saat bergerak melalui ruang;arah yang lebih tinggi menunjukkan difusi yang lebih sedikit.
Cahaya alami: Ini terdiri dari cahaya yang tersebar ke berbagai arah, dan untuk meningkatkan arah, diperlukan sistem optik yang kompleks untuk menghilangkan cahaya di luar arah depan.
Laser:Ini adalah cahaya yang sangat terarah, dan lebih mudah untuk merancang optik agar laser dapat bergerak dalam garis lurus tanpa menyebar, memungkinkan transmisi jarak jauh dan sebagainya.
3. Koherensi
Koherensi menunjukkan sejauh mana cahaya cenderung saling mengganggu.Jika cahaya dianggap sebagai gelombang, semakin dekat pitanya maka semakin tinggi koherensinya.Misalnya, gelombang-gelombang yang berbeda pada permukaan air dapat saling memperkuat atau menghilangkan satu sama lain ketika mereka bertabrakan satu sama lain, dan dengan cara yang sama seperti fenomena ini, semakin acak gelombang-gelombang tersebut semakin lemah tingkat interferensinya.
Cahaya alami
Fase, panjang gelombang, dan arah laser sama, dan gelombang yang lebih kuat dapat dipertahankan, sehingga memungkinkan transmisi jarak jauh.
Puncak dan lembah laser konsisten
Cahaya yang sangat koheren, yang dapat ditransmisikan dalam jarak jauh tanpa menyebar, memiliki keuntungan karena dapat dikumpulkan menjadi titik-titik kecil melalui lensa, dan dapat digunakan sebagai cahaya dengan kepadatan tinggi dengan mentransmisikan cahaya yang dihasilkan ke tempat lain.
4. Kepadatan energi
Laser memiliki monokromatisitas, directivity, dan koherensi yang sangat baik, dan dapat dikumpulkan menjadi titik-titik yang sangat kecil untuk membentuk cahaya dengan kepadatan energi tinggi.Laser dapat diperkecil hingga mendekati batas cahaya alami yang tidak dapat dijangkau oleh cahaya alami.(Batas bypass: Ini mengacu pada ketidakmampuan fisik untuk memfokuskan cahaya ke sesuatu yang lebih kecil dari panjang gelombang cahaya.)
Dengan mengecilkan laser ke ukuran yang lebih kecil, intensitas cahaya (kerapatan daya) dapat ditingkatkan hingga dapat digunakan untuk memotong logam.
Laser
✷ Prinsip Osilasi Laser
1. Prinsip pembangkitan laser
Untuk menghasilkan sinar laser diperlukan atom atau molekul yang disebut media laser.Media laser diberi energi eksternal (tereksitasi) sehingga atom berubah dari keadaan dasar berenergi rendah ke keadaan tereksitasi berenergi tinggi.
Keadaan tereksitasi adalah keadaan dimana elektron-elektron dalam suatu atom berpindah dari kulit terdalam ke kulit terluar.
Setelah atom bertransformasi ke keadaan tereksitasi, ia kembali ke keadaan dasar setelah jangka waktu tertentu (waktu yang diperlukan untuk kembali dari keadaan tereksitasi ke keadaan dasar disebut masa fluoresensi).Pada saat ini energi yang diterima diradiasikan dalam bentuk cahaya untuk kembali ke keadaan dasar (radiasi spontan).
Cahaya yang dipancarkan ini memiliki panjang gelombang tertentu.Laser dihasilkan dengan mengubah atom menjadi keadaan tereksitasi dan kemudian mengekstraksi cahaya yang dihasilkan untuk memanfaatkannya.
2. Prinsip Laser yang Diperkuat
Atom yang telah berubah keadaan tereksitasi dalam jangka waktu tertentu akan memancarkan cahaya akibat radiasi spontan dan kembali ke keadaan dasar.
Namun semakin kuat cahaya eksitasi maka jumlah atom dalam keadaan tereksitasi akan semakin banyak, dan radiasi cahaya spontan juga akan meningkat sehingga menimbulkan fenomena radiasi tereksitasi.
Radiasi terstimulasi adalah fenomena di mana, setelah cahaya datang dari radiasi spontan atau terstimulasi ke atom yang tereksitasi, cahaya tersebut memberikan energi kepada atom yang tereksitasi untuk menjadikan cahaya tersebut memiliki intensitas yang sesuai.Setelah radiasi tereksitasi, atom yang tereksitasi kembali ke keadaan dasarnya.Radiasi terstimulasi inilah yang digunakan untuk amplifikasi laser, dan semakin besar jumlah atom dalam keadaan tereksitasi, semakin banyak radiasi terstimulasi yang dihasilkan secara terus menerus, sehingga cahaya dapat dengan cepat diperkuat dan diekstraksi sebagai sinar laser.
✷ Konstruksi Laser
Laser industri secara garis besar dikategorikan menjadi 4 jenis.
1. Laser semikonduktor: Laser yang menggunakan semikonduktor dengan struktur lapisan aktif (lapisan pemancar cahaya) sebagai medianya.
2. Laser gas: Laser CO2 yang menggunakan gas CO2 sebagai medianya banyak digunakan.
3. Laser solid-state: Umumnya laser YAG dan laser YVO4, dengan media laser kristal YAG dan YVO4.
4. Fiber laser: menggunakan serat optik sebagai medianya.
✷ Tentang Karakteristik Denyut Nadi dan Pengaruhnya pada Benda Kerja
1. Perbedaan antara YVO4 dan laser serat
Perbedaan utama antara laser YVO4 dan laser serat adalah daya puncak dan lebar pulsa.Daya puncak mewakili intensitas cahaya, dan lebar pulsa mewakili durasi cahaya.yVO4 memiliki karakteristik mudah menghasilkan puncak tinggi dan pulsa cahaya pendek, dan serat memiliki karakteristik mudah menghasilkan puncak rendah dan pulsa cahaya panjang.Ketika laser menyinari material, hasil pemrosesan dapat sangat bervariasi tergantung pada perbedaan pulsa.
2. Dampak terhadap material
Pulsa laser YVO4 menyinari material dengan cahaya intensitas tinggi dalam jangka waktu singkat, sehingga area lapisan permukaan yang lebih terang memanas dengan cepat dan kemudian segera mendingin.Bagian yang diiradiasi didinginkan hingga berbusa dalam keadaan mendidih dan diuapkan untuk membentuk cetakan yang lebih dangkal.Penyinaran berakhir sebelum panas dipindahkan, sehingga dampak panas pada area sekitarnya hanya sedikit.
Sebaliknya, pulsa laser serat menyinari cahaya intensitas rendah untuk jangka waktu yang lama.Suhu bahan naik perlahan dan tetap cair atau menguap dalam waktu lama.Oleh karena itu, laser serat cocok untuk pengukiran hitam di mana jumlah pengukiran menjadi banyak, atau di mana logam terkena panas dan oksidasi dalam jumlah besar serta perlu dihitamkan.
Waktu posting: 26 Okt-2023