الملامح الرئيسية للمعالجة الحرارية بالليزر

مع التطور المستمر للمجتمع والاقتصاد ، يتغير العلم والتكنولوجيا مع كل يوم يمر. يتم استخدام المعالجة الحرارية بالليزر على نطاق واسع في حياتنا اليومية. لكن الكثير من الناس لا يعرفون الكثير عن المعالجة الحرارية بالليزر. في الواقع ، المعالجة الحرارية بالليزر هي تقنية معالجة حرارية للسطح. يستخدم شعاع ليزر عالي الطاقة لمسح قطعة العمل بسرعة. بحيث ترتفع درجة حرارة سطح المعدن أو السبيكة المشععة فوق نقطة انتقال الطور بمعدل سريع للغاية. عندما يغادر شعاع الليزر الموقع المشع ، تأثير التوصيل الحراري. تسمح المصفوفة في الحالة الباردة لها بالتبريد بسرعة وإجراء التبريد الذاتي للحصول على بنية طبقة أكثر صلابة. والصلابة أعلى بشكل عام من صلابة التبريد التقليدية. فيما يلي السمات الرئيسية للمعالجة الحرارية بالليزر.

(أ) ضوء اتجاهي

تبعث مصادر الضوء العادية الضوء في جميع الاتجاهات. لجعل الضوء المنبعث ينتشر في اتجاه واحد. يحتاج جهاز معين لتكثيف الضوء إلى التثبيت على مصدر الضوء. على سبيل المثال ، كل من المصابيح الأمامية والمصابيح الكاشفة للسيارة مجهزة بعاكس يركز على الضوء ، بحيث يتم تجميع الضوء المشع وانبعاثه في اتجاه واحد. ينبعث ضوء الليزر المنبعث من الليزر بشكل طبيعي في اتجاه واحد. تباعد الحزمة صغير للغاية ، فقط حوالي 0.001 راديان ، وهو قريب من التوازي. في عام 1962 ، استخدم البشر الليزر لإضاءة القمر لأول مرة.

كانت المسافة بين الأرض والقمر حوالي 380 ألف كيلومتر ، لكن بقعة الليزر على سطح القمر كانت أقل من كيلومترين. إذا كان تأثير التركيز جيدًا جدًا ، فستضرب أشعة الكشاف المتوازية على ما يبدو القمر وتغطي القمر بأكمله وفقًا لقطره الموضعي.

(اثنان) سطوع عالي للغاية

قبل اختراع الليزر ، كان سطوع مصباح الزينون النبضي عالي الجهد في مصدر الضوء الاصطناعي هو الأعلى ، والذي كان مشابهًا لسطوع الشمس ، وكان سطوع الليزر لليزر الياقوتي يمكن أن يتجاوز الزينون مصباح بعدة عشرات المليارات. نظرًا لأن الليزر شديد السطوع ، يمكنه إضاءة الأشياء البعيدة.

ينتج الضوء المنبعث من ليزر الياقوت على القمر إنارة تبلغ حوالي 0.02 لوكس (وحدة إضاءة) ، واللون أحمر ساطع ، وبقعة الليزر مرئية بوضوح. إذا تم استخدام أقوى كشاف لإضاءة القمر ، فإن الإنارة الناتجة هي فقط حوالي تريليون من لوكس ، وهو ما يستحيل على العين البشرية اكتشافه. السبب الرئيسي لسطوع الليزر العالي للغاية هو انبعاث الضوء الاتجاهي. يتركز عدد كبير من الفوتونات وينبعث في نطاق مكاني صغير جدًا ، وكثافة الطاقة عالية جدًا بشكل طبيعي.

(ثالثا) اللون نقي للغاية

يحدد لون الضوء من خلال الطول الموجي (أو التردد) للضوء. يتوافق طول موجي معين مع لون معين. يتراوح مدى الطول الموجي للضوء المرئي المنبعث من الشمس بين 0.76 نانومتر و 0.4 نانومتر. الألوان المتوافقة هي 7 ألوان من الأحمر إلى الأرجواني ، وبالتالي فإن ضوء الشمس ليس أحادي اللون. يُطلق على مصدر الضوء الذي ينبعث منه لون واحد من الضوء مصدر ضوء أحادي اللون ، ويكون الطول الموجي لموجة الضوء المنبعثة من الضوء أحادي اللون. على سبيل المثال ، مصابيح الكريبتون ، ومصابيح الهيليوم ، ومصابيح النيون ، ومصابيح الهيدروجين ، وما إلى ذلك ، كلها مصادر ضوء أحادية اللون ولا تصدر إلا لونًا معينًا من الضوء. على الرغم من أن الطول الموجي للضوء لمصدر الضوء أحادي اللون هو واحد ، إلا أنه لا يزال لديه نطاق توزيع معين.

على سبيل المثال ، لا يُصدر مصباح النيون سوى الضوء الأحمر ، والذي له أحادي اللون جيدًا ، ويعرف باسم تاج أحادي اللون. نطاق توزيع الطول الموجي لا يزال 0.00001 نانومتر. لذلك ، إذا كان الضوء الأحمر المنبعث من مصباح النيون محددًا بعناية ، فإنه لا يزال يحتوي على عشرات من اللون الأحمر. يمكن أن ترى أنه كلما كان الفاصل الزمني لتوزيع الطول الموجي للإشعاع الضوئي أضيق ، كلما كانت أحادية اللون أفضل.

(4) كثافة الطاقة القصوى

تحسب طاقة الفوتون باستخدام E = hv ، حيث h هو ثابت بلانك و v هو التردد. يمكن ملاحظة أنه كلما زاد التردد ، زادت الطاقة. نطاق تردد الليزر هو 3.846 × 10 ^ (14) هرتز إلى 7.895 × 10 ^ (14) هرتز.

النقاط المذكورة أعلاه هي السمات الرئيسية للمعالجة الحرارية بالليزر في الحياة اليومية. آمل أن تكون مفيدة للجميع.