CO2 เลเซอร์ทำงานอย่างไร? คู่มือครบวงจร

CO2 Laser คืออะไร

เลเซอร์คาร์บอนไดออกไซด์ หรือที่เรียกกันทั่วไปว่า CO2 laser เป็นหนึ่งในประเภทของเลเซอร์ก๊าซที่พัฒนาไว้ก่อนอื่นและประสบความสำเร็จมากที่สุดในประวัติศาสตร์ พัฒนาในปี 1964 และยังคงเป็นเครื่องมือสำคัญในอุตสาหกรรม การแพทย์ และการวิจัยสมัยใหม่

โดยพื้นฐานแล้ว CO2 laser กำลังผลิตลำแสงอินฟราเรดโดยการส่งกระแสไฟฟ้าผ่านผสมก๊าซ เนื่องจากระดับพลังงานสูงและประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยม เลเซอร์เหล่านี้จึงใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการตัด การแกะสลัก การเชื่อมโลหะ และขั้นตอนการผ่าตัดต่างๆ

CO2 Laser ทำงานอย่างไร

การเข้าใจว่าเครื่องมือเหล่านี้ทำงานอย่างไรต้องดูภายในท่อเลเซอร์และตรวจสอบฟิสิกส์ของการกระตุ้กก๊าซ แม้ว่ากระบวนการนี้จะฟังดูซับซ้อน แต่สามารถแบ่งออกเป็นขั้นตอนง่ายๆ ได้ไม่กี่ขั้นตอน

1. ผสมก๊าซ: ท่อที่ปิดสนิทของ CO2 laser เต็มไปด้วยผสมก๊าซเฉพาะชนิด ผสมนี้มักจะรวมคาร์บอนไดออกไซด์ ไนโตรเจน ฮีเลียม และบางครั้งมีไฮโดรเจนหรือเซนอนในปริมาณเล็กน้อย แต่ละก๊าซมีบทบาทเฉพาะในการสร้างลำแสง

2. การกระตุ้กด้วยไฟฟ้า: เมื่อคุณเปิดเครื่อง กระแสไฟฟ้าความแรงสูงจะผ่านผสมก๊าซ ไฟฟ้านี้จะกระตุ้กโมเลกุลไนโตรเจน ทำให้它们ได้รับพลังงาน

3. การถ่ายโอนพลังงาน: ต่อไปโมเลกุลไนโตรเจนที่ถูกกระตุ้กจะชนกับโมเลกุลคาร์บอนไดออกไซด์ เนื่องจากระดับพลังงานตรงกันเป็นอย่างดี ไนโตรเจนจึงถ่ายโอนพลังงานโดยตรงไปยังโมเลกุล CO2

4. การขยายลำแสง: เมื่อโมเลกุล CO2 ดูดซึมพลังงานนี้แล้ว它们จะปล่อยออกมาในรูปของโฟตอนลำแสงอินฟราเรด โฟตอนเหล่านี้จะสะท้อนกลับ forth ระหว่างกระจกสองอันที่วางไว้ที่ปลายตรงข้ามของท่อเลเซอร์

5. การปล่อยลำแสง: เมื่อโฟตอนเดินทางกลับ forth它们จะกระตุ้กโมเลกุลอื่นให้ปล่อยลำแสงเพิ่มเติมที่มีความยาวคลื่นที่แน่นอนเดียวกัน สุดท้ายลำแสงอินฟราเรดที่เข้มข้นและมีความเข้มข้นจะหลุดออกมาผ่านกระจกที่สะท้อนบางส่วน พร้อมที่จะตัดหรือแกะสลักวัสดุ

ประเภทของ CO2 Lasers

แอปพลิเคชันต่างๆ ต้องการการผลิตพลังงานและการออกแบบที่แตกต่างกัน ดังนั้นผู้ผลิตจึงสร้าง types of co2 lasers จำนวนมากเพื่อให้เหมาะกับความต้องการในอุตสาหกรรมและการแพทย์ต่างๆ

1. Sealed-Tube CO2 Lasers

เลเซอร์ท่อปิดสนิทมีขนาดกะทัดรัดและมีผสมก๊าซอยู่ภายในท่อแก้วหรือเซรามิกที่ปิดสนิทอย่างถาวร

• เหมาะสุดสำหรับ: งานที่ใช้พลังงานต่ำถึงกลาง เช่น การแกะสลักไม้ แอคริลิก และหนัง รวมถึงขั้นตอนการผ่าตัดเล็กน้อยในทางการแพทย์

• ข้อได้เปรียบหลัก:它们แทบไม่ต้องบำรุงรักษาก๊าซและใช้ได้นานหลายพันชั่วโมง

2. Flow-Through (Continuous Wave) CO2 Lasers

ต่างจากท่อปิดสนิท เลเซอร์ไหลผ่านจะส่งก๊าซใหม่เข้าไปในโคมออปติคัลอย่างต่อเนื่องโดยใช้ปั๊มสุญญากาศ

• เหมาะสุดสำหรับ: การตัดและเชื่อมโลหะอุตสาหกรรมหนักของโลหะและวัสดุที่ไม่ใช่โลหะที่หนา

• ข้อได้เปรียบหลัก:它们ป้องกันไม่ให้ผสมก๊าซเสื่อมสภาพ随着时间的推移 ทำให้สามารถผลิตพลังงานสูงอย่างต่อเนื่อง

3. TEA (Transversely Excited Atmospheric) CO2 Lasers

TEA laser ทำงานที่ความกดอากาศหรือสูงกว่า โดยใช้การ放点ไฟฟ้าความแรงสูงที่เกิดขึ้นในแนวตั้งฉากกับแกนลำแสงเลเซอร์

• เหมาะสุดสำหรับ: การผลิตพัลส์ลำแสงที่สั้นและมีพลังงานมากที่ใช้ในการวิจัยวิทยาศาสตร์ การทำเครื่องหมาย และการบำรุงรักษาภายนอกเฉพาะ

• ข้อได้เปรียบหลัก:它们ส่งมอบพลังงานยอดสูงที่สูงมากในช่วงเวลาสั้นๆ

สรุป

CO2 laser เป็นเครื่องมือที่มีพลังงานและน่าเชื่อถือที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นลำแสงอินฟราเรดที่มีความเข้มข้นผ่านการกระตุ้กก๊าซ ไม่ว่าคุณจะใช้ท่อปิดสนิทสำหรับงานชิ้นเล็กหรือระบบไหลต่อเนื่องสำหรับการตัดโลหะหนัก การเข้าใจ how a co2 laser work ช่วยให้คุณเลือกเครื่องมือที่เหมาะสมสำหรับความต้องการเฉพาะของคุณได้เกี่ยวกับเรา