لیزر گازی از چه قسمت‌هایی تشکیل شده است؟

لیزر گازی توسط بخش‌های مختلف تولید نور و تخیله جریان الکتریکی را انجام می‌دهد. در این مقاله با قسمت‌های تشکیل دهنده لیزر گازی آشنا می‌شویم.

بخش‌های تشکیل‌دهنده لیزر گازی

• منبع گاز
• منبع ولتاژ بالا
• الکترودها
• تیوب لیزر
• خنک کننده
• پایه‌های تنظیم کننده
• پیچ‌ها
• آینه‌های لیزر

تیوب لیزر قطعه مهم در لیزر گازی

یکی از قطعات اصلی انواع دستگاه برش لیزر، تیوب آن است؛ تیوب لیزر وظیفه نگهداری گاز و ایجاد اشعه لیزر را دارد. چون جنس تیوب‌های دستگاه لیزر از شیشه‌های نسوز است دربرابر گرما و حرارت مقاوم است.

به‌طور کلی تیوب لیزر از سه لایه تشکیل شده است؛ لایه داخلی آن تیوب تخلیه گاز، لایه وسط تشکیل شده از آب خالص و لایه بیرونی آن کلاهک گازی است.

برای خنک بودن تیوب لیزر اکثرا آن را در شیشه بزرگتر می‌گذارند و همچنین برای اتصال ورودی و خروجی گاز، در ابتدا و انتهای تیوب لیزر دو سوراخ ایجاد می‌کنند.

چند نکته برای نگهداری مناسب از تیوب لیزر

• نکته‌ای که باید به آن در لیزرهای گازی توجه شود، تخلیه تمام هوای درون تیوب است.
• بررسی کنید هیچ گونه آلودگی و غبار در تیوب لیزر وجود نداشته باشد در غیر این صورت توان لیزر پایین می‌آید.
• آینه تیوب لیزر باید به‌طور منظم تمیز شود و تا زمانی که دچار آلودگی است از دستگاه استفاده نشود.
• بهتر است سطح آینه تیوب لیزر با دمنده هوا پاک شود و از از اسپری الکل خاص برای تیوب استفاده کنید.
• توجه داشته باشید تا زمانی که تمام الکل بخار نشده است، دستگاه را روشن نکنید.

آینه لیزر

یکی از قسمت‌های تشکیل دهنده لیزر گازی، آینه‌ها هستند؛ در این دستگاه سه آینه با زاویه 45 درجه قرار دارند.

یک آینه در قسمت جلو و روی پایه ثابت و دیگری روی محور و بر پایه آینه متحرک و آخرین نیز در سر هد قرار گرفته است.

جنس آینه‌های لیزر از موادی مانند سولفید روی، طلا، گالیوم، ژرمانیوم و… است و البته در ساخت آن از قطعات اپتیکی مانند کوارتز و شیشه استفاده نمی‌شود؛ زیرا جذب این مواد بسیار بالا است که باعث کاهش خروجی لیزر می‌شود، به علت گرمای زیادی که روی آن‌ها ایجاد می‌شود ممکن باعث ذوب شدن یا شکستن شود.

سامانه خلا و منبع گاز

برای راه‌اندازی سامانه خلا و جریان گاز باید چند روش استفاده شود:

• عدم تخلیه هوا باعث تضعیف پرتو خروجی لیزر است در نتیجه تخیله تمام هوایی که درون لوله وجود دارد، ضروری است.
• برای جلوگیری از اختلال در پرتو خروجی، تیوب لیزر باید به‌طور منظم تمیز شود.
• در ابتدا و انجام کار، کنترل کردن فشار گاز لیزر باید به‌صورت تکی یا مخلوط انجام شود.

برای پر کردن گاز لیزر از جدول زیر استفاده کنید:

گازها	حجم (لیتر)	فشار (بار)
هلیوم به میزان تعادل	2124 – 75	146 – 2100
نیتروژن 20% تا 10%	5664 – 200	2124 – 75
دی اکسید کربن 16% تا 4%	7930 – 280	167 – 2400

برای ساخت دستگاه لیزر گازی باید مراحل زیر طی شود:

1. ابتدا ورودی گاز بسته شده و به‌وسیله پمپ تخلیه همه مواد خارج شود.
2. منبع گاز پر شود و به ورودی کاواک وصل شود.
3. شیر ورودی را باز کنید تا گاز وارد کاواک شود.
4. خروجی لیزر را به پمپ خلا وصل کنید.
5. جریان گاز در طول کاواک برقرار شود. 

روش دوم برای ساخت دستگاه لیزر گازی:

یک روش دیگر برای ایجاد جریان گاز به این صورت است که خروجی کاواک با فشار کم‌تری از مخزن ورودی به مخز خالی دیگر متصل شود؛ در این روش برای هم مسیر شدن تخلیه الکتریکی با عبور جریان باید مسیری که جریان گاز در طول لوله دارد از سمت آند به کاتد باشد.

پایه‌های تنظیم و پیچ‌ها

برای تنظیم آینه‌ها به پایه و پیچ نیاز دارید تا بتوانید به‌طور دقیق آن‌ها تنظیم کنید و پرتو خروجی لیزر دقیق شود.

منبع ولتاژ

همان‌طور که اشاره شد برای ساخت لیزر گازی به ولتاژهای بالا نیاز است؛ درنتیجه برای تامین این ولتاژ یک منبع باید در دستگاه قرار بگیرد.

برای تنظیم ولتاژ ابتدا باید از ولتاژ 15 کیلو وات شروع کرده و به مرور آن را افزایش دهید تا زمانی که یک باریکه نور موازی در مرکز کاواک لیزر دیده شود، در این شرایط ولتاز اعمال شده حالت استاندارد و مناسبی دارد.

توجه کنید در صورت استفاده از ولتاژهای بالا رعایت نکات ایمنی ضرورت بیشتری دارد. به عنوان مثال در زمان استفاده از ولتاژ بالا دستگاه لیزر را روی پایه‌های محکم و ثابت (بدون لرزش) نصب کنید؛ در این شرایط از برخورد احتمالی سیم‌ها جلوگیری می‌شود و امکان بروز خطر به حداق می‌رسد.

سیستم خنک کننده

فرایند لیزر حرارت و گرمای زیادی تولید می‌کند درحالی که دمای بالا باعث کاهش توان لیزر می‌شود. سیستم خنک کننده یکی از قسمت‌های تشکیل دهنده لیزر گازی است که وظیفه خنک کردن تیوب لیزر و آینه‌ها را دارد تا توان لیزر کاهش یابد.

فرایند خنک کردن دستگاه به دو روش انجام می‌شود؛ یکی از آن‌ها استفاده از جریان گاز و دیگری استفاده از جریان آب است که با توجه به نوع دستگاه انتخاب می‌شود.

الکترودها

برای شروع کار با دستگاه باید الکترون‌های اولیه آزاد شوند؛ این الکترون‌ها معمولا از جنس آلومینیوم هستند و علت آن خاصیت این عنصر است که الکترون‌های ظرفیت مناسب را جهت آزاد شدن در خود دارد.

علاوه براین به دلیل وجود یک لایه اکسید آلمینیوم، امکان آزاد کردن الکترون‌های بیشتر وجود دارد.

درمورد الکترون‌ها توجه کنید قبل از اتصال سیستم آینه‌ها و پیچ‌های تنظیم، باید الکترون‌ها عایق بندی شوند تا خطر برق گرفتگی وجود نداشته باشد.