کاربرد لیزر مادون قرمز و تفاوت آن با لیزر بنفش چیست؟

در زمینه لیزر، باند مادون قرمز به عنوان طول موج لیزر تصویر تعریف می شود.لیزر مادون قرمزبه طور گسترده ای در زمینه نظامی و غیر نظامی استفاده می شود که با ویژگی های باند مادون قرمز تعیین می شود.

با پیشرفت مداوم تحقیقات فناوری لیزر مادون قرمز، روش‌های تولید لیزر مادون قرمز به تدریج گسترش می‌یابد، عمدتاً از طریق انتشار مستقیم یون‌های دوپ‌شده، فناوری نیمه‌رسانا و فناوری غیرخطی.

(1) انتشار مستقیم یونهای ناخالص:

سطوح انرژی متفاوتی در بین یون‌ها وجود دارد و الکترون‌ها بین سطوح انرژی در حال انتقال هستند که فوتون‌ها را با انرژی نوار فروسرخ میانی ساطع می‌کنند و در نتیجه یک لیزر تشکیل می‌دهند. در میان آنها، یون های فعال در یک لیزر یون دوپینگ عالی باید سه شرط را برآورده کنند:

① دارای ساختار سطح انرژی و حالت فراپایدار است.

② به منظور بهبود زیادی راندمان تبدیل منبع نور پمپ، یون های فعال با پهنای شکاف باند جذب نور قوی باید انتخاب شوند.

③ راندمان کوانتومی فلورسانس بالاتر است. اگرچه لیزری که مستقیماً توسط یون‌های دوپینگ ساطع می‌شود، دارای راندمان تبدیل نوری بالایی است، که توسط ویژگی‌های مواد محدود می‌شود، اما فقط می‌تواند محدوده باند کوچکی از لیزر را بدست آورد.

(2) فن آوری نیمه هادی.

لیزر نیمه‌رسانای سنتی از طریق ترکیب الکترون‌ها و حفره‌ها به‌طوری‌که تابش فوتون‌ها به لیزر انجام می‌شود. پس از ظهور فناوری آبشار کوانتومی، راندمان کوانتومی و توان خروجی را می توان بیشتر بهبود بخشید و در همان زمان، محدوده طول موج لیزر خروجی افزایش می یابد. چنین دستگاه هایی کارآمد هستند و دارای طیف وسیعی از طول موج های خروجی هستند، اما توان خروجی آنها نسبتا کم است و باید در دماهای پایین کار کنند.

(3) تکنولوژی تبدیل فرکانس غیر خطی.

با استفاده از این تکنیک، فرکانس لیزری که مستقیماً توسط یون ها ساطع می شود را می توان به طور موثر تغییر داد، به طوری که باند لیزر را می توان به طور موثر گسترش داد. در عین حال، می تواند کوچک سازی، پخت کامل و لیزر پرقدرت خروجی را درک کند.

از آنجایی که نوار مادون قرمز در پنجره جذب اتمسفر قرار دارد، منطقه نسبتاً متمرکزی از انرژی تابش حرارتی است و جذب آب بسیار قوی است، بنابراین به طور گسترده در زمینه های مختلف استفاده می شود.

(1) موشک های هدایت شونده مادون قرمز از آشکارسازهای مادون قرمز برای به دست آوردن و ردیابی انرژی تشعشع حرارتی ساطع شده از هدف، دستیابی به جستجو و هدایت و رسیدن به ضربه دقیق استفاده می کنند. موشک‌های هدایت‌شونده مادون قرمز از نسل اول موشک‌های هوا به هوای سری AM{4}«سایدوایندر» ساخت آمریکا، تا نسل دوم موشک «رد هد» بریتانیا و شلیک «ماترا» را شامل می‌شود. موشک R530، به نسل سوم موشک P{8}} شوروی. سه نسل اول توسط فناوری جستجوی نقطه‌ای مادون قرمز محدود شده‌اند، که نمی‌تواند چندین هدف را تشخیص دهد. از دهه 1970، نسل چهارم فناوری تصویربرداری نگاه مادون قرمز، که اهداف حرارتی را به عنوان یک منبع گسترده در نظر می گیرد، انقلاب موشک های هدایت شونده مادون قرمز را به ارمغان آورده است. نسل چهارم نمونه موشک "مار هیولا" -4/5 اسرائیل است.

(2) لیدار مادون قرمز. لیزر دارای مزایای روشنایی بالا، تک رنگ عالی و جهت دهی قوی است. جنبه تصویربرداری بالا به یک مزیت بسیار بزرگ دست یافته است، بهبود وضوح تا یک سانتی متر یا حتی میلی متر، در مقایسه با رادار مایکروویو قبلی، نزدیک به 100 برابر بیشتر. همچنین در اندازه گیری سرعت زاویه ای 1000 برابر بالاتر از رادار مایکروویو است. در عین حال، از آنجا که باند مادون قرمز میانی در کوچکترین پنجره جذب جوی قرار دارد، می تواند به طور موثر دقت اندازه گیری را بهبود بخشد.

(3) ارتباطات لیزری مادون قرمز. لیزر به عنوان حامل اطلاعات، به دلیل افزایش بسیار زیاد اطلاعاتی که حمل می کند، می تواند راه ارتباط را بسیار غنی کند. با این حال، منبع لیزر سنتی به شدت توسط جو جذب و پراکنده خواهد شد، که فاصله ارتباطی را به شدت کاهش می دهد، بنابراین ارتباطات لیزری سنتی نمی تواند به طور کامل جایگزین ارتباطات رادیویی شود. با این حال، لیزر مادون قرمز واقع در پنجره جذب جو کمتر توسط جو جذب و پراکنده می شود، که می تواند عصر جدیدی از ارتباطات لیزری را آغاز کند.

علاوه بر این، لیزر مادون قرمز در نظارت پزشکی و محیطی و سایر زمینه ها نیز استفاده می شود.

لیزر فرابنفش:فوتون های فرابنفش با انرژی بالا به طور مستقیم پیوندهای مولکولی روی سطح بسیاری از مواد غیرفلزی را از بین می برند، به طوری که مولکول ها از جسم خارج می شوند، به این ترتیب گرمای بالایی تولید نمی کنند، بنابراین به آن پردازش سرد می گویند، عمدتاً با استفاده از لیزر ماوراء بنفش (طول موج) 355 نانومتر).

مکمل لیزر مادون قرمز و لیزر فرابنفش

لیزر مادون قرمز YAG (طول موج 1.06μm) پرکاربردترین منبع لیزر برای پردازش مواد است.با این حال، بسیاری از پلاستیک‌ها و برخی پلیمرهای خاص، مانند پلی‌آمیدها، که در مقادیر زیادی به عنوان مواد پایه برای بردهای مدار انعطاف‌پذیر استفاده می‌شوند، نمی‌توانند با پردازش مادون قرمز یا «حرارتی» پالایش شوند. از آنجا که "گرما" پلاستیک را تغییر شکل می دهد، زغال زدن لبه های بریده شده یا سوراخ های حفر شده ممکن است منجر به تضعیف ساختار و مسیرهای رسانای انگلی شود و برخی از فرآیندهای پردازش اضافی باید برای بهبود کیفیت پردازش اضافه شوند. بنابراین لیزر مادون قرمز برای پردازش برخی مدارهای انعطاف پذیر مناسب نیست. علاوه بر این، حتی در چگالی انرژی بالا، طول موج لیزر مادون قرمز توسط مس جذب نمی شود و دامنه استفاده آن را بیشتر محدود می کند.

با این حال، طول موج خروجی لیزر فرابنفش کمتر از 0.4μm است که مزیت اصلی برخورد با مواد پلیمری است.

برخلاف پردازش مادون قرمز، ریزپردازش فرابنفش فی نفسه عملیات حرارتی نیست و بیشتر مواد نور ماوراء بنفش را راحت‌تر از نور مادون قرمز جذب می‌کنند. فوتون های پرانرژی فرابنفش مستقیماً پیوندهای مولکولی روی سطح بسیاری از مواد غیرفلزی را می شکنند و این تکنیک اچینگ عکس "سرد" قطعاتی با لبه های صاف و حداقل کربنیزاسیون تولید می کند. علاوه بر این، خواص طول موج کوتاه فرابنفش خود مزایایی برای ریزپردازش مکانیکی فلزات و پلیمرها دارد. می توان آن را روی نقاطی در مرتبه بزرگی زیر میکرون متمرکز کرد، به طوری که می توان قطعات ریز را ماشین کاری کرد، و حتی در سطوح انرژی پالس پایین، چگالی انرژی بالایی برای پردازش موثر مواد به دست آورد.

اطلاعات تماس:

اگر ایده ای دارید، در صورت تمایل با ما صحبت کنید. مهم نیست که مشتریان ما کجا هستند و نیازهای ما چیست، ما هدف خود را دنبال خواهیم کرد تا با کیفیت بالا، قیمت پایین و بهترین خدمات به مشتریان خود ارائه دهیم.