LAZER VE UYGULAMA ALANLARI
Lazer uygulamaya kondugu 1960 yilindan beri insanoglunun hizmetine girmis olup buyuk bir hizla ilerleme kaydetmektedir.
Lazer, "Light Amplification by- Stimulated Emission of Radiation" kelimelerinin bas
harflerinden olusmakta olup anlami isigin yogunlastirilip bir guc kaynagina donusturulmesi olarak ifade edilir. Uygulamada lazer isin elmas dahil bazi malzemelerin kesilmesinde, mikroskopik hassasiyetle goz ve diger organlarin islevlerinde, fuze ve uydularin kontrolunde, termonukleer patlamanin baslangicini yapmada ve mikron duzeyinde uzakliklar ile yuz binlerce kilometrelik uzakliklarin hassas bir sekilde olcumunde kullanilir. ornegin bilim adamlari lazer isini ile herhangi bir anda yeryuzu ve ay arasindaki 1 ft (~ 0,3m) hassasiyetle olcebilmektedirler. Lazer isininin yogunlugu yuksek, dalga boyu kisa ve tek renklidir.
Lazer isinlari elde
edildikleri maddelere gore dorde ayrilirlar:
1- Kati cisimden cikan lazerler
2- 2- Sivi cisimden cikan lazerler
3- 3- Gaz cisimden cikan lazerler
4- Yari iletkenlerden olusan lazerler
Temel olarak kati, gaz maddelerden cikan lazerlerin elde edildikleri
sistemler ve yontemleri birbirine yakindir. Bunlar enerji kaynagi, lazer ortami
(kati, sivi, gaz) hassas) ve hassas olarak ayni eksende tasarlanmis aynalardan olurlar. Aynalardan birisi yansitma isleminin tamamen digeri ise kismen (% 96) yapar.
KATI CISIM LAZERI
Kati cisim lazerinde flas tupunun patlamasi, fotograf makinesinin
elektronik flasinin dolmasina benzer. Flas tupunun patlamasi sonucu ortaya cikan isin demeti yakut kristaline gonderilir. Bu sirada yakut cubuk uzerindeki krom atomlari harekete gecirilerek yuksek enerji duzeyine ulastirilir. Bu atomlar tekrar eski enerji duzeylerine donerken cevreye isi ve foton denilen isik demeti yayarlar. Olusturulan isinlar atomlarin birbirine temasin saglayarak ortaya cikan yeni isinin dalga boyunun her huzme icin ayni uzunlukta olana kadar devam eder. Isin demetleri yahut cubuk boyunca uc noktalarda, bulunan duzgun yuzeylerden yansitilarak ileri ve geri hareket ettirilir Sonucta, enerjisi anan ve uretilen foton demetleri kismen yansitici aynadan gecip mercekte merkezlenerek, guc bir noktada yogunlastirilip ic parcasina gonderilir. Kati lazerler nokta kaynaginda, olcme islemlerinde elmas kaliplarin islenmesinde, atomik parcalanmada ve tip alaninda buyuk kolaylik ve olanak saglamaktadir.
GAZ LAZERLERI
Muhtemelen en fazla kullanilan gaz lazeri helyum-Neon lazeridir.Karisimda 10 parca helyuma 1 parca karsilik gelmektedir. Gaz lazeri aygitinda tup siki bir sekilde korunmus olup, uc kisimlari yansima kayiplarini azaltmak icn acili olarak yapilmistir. Guc kaynagindan akim verildiginden tup icinde elektron akimi desarj olarak helyum atomlarini harekete gecirerekenerji duzeylerini yukseltir. Helyum atomlari da Neon atomlarina carparak onlar da ayni enerji duzeyine yukseltirler. Neon atomlari tekrar dusuk enerji duzeyini donduklerinde isi ve kirmizi lazer fotonlari yayarlar. Bu hareket bir miktar lazer isininin kismi yansitici aynadan kirmizi lazer isini olarak cikmasina kadar artan bir sekilde devam eder. Bu sirada atomlar tup icinde surekli olarak ileri ve geri hareket ederler.Helyum-Neon lazerleri ufak, goreli olarak ucuz ve emniyetlidirler. Bu ozellikleri ile gaz lazerleri laboratuvar ve okullarda lazer deneylerinde kullanilirlar. Diger bir gaz lazer cesidi ise CO2 lazeridir. Korumali tup icinde Helyum-Neon gazi yerine CO2 gazi bulunur.CO2 gazi lazerinden daha fazla guc elde edilir ve daha verimlidir. CO2 lazer tupune gaz gonderilip, isi degistirici ile sogutma yapildiginda, surekli olarak cok yuksek gucte calistirmak olasidir. Bu tip CO2 lazer uniteleri ile herhangi bir metal buhar haline getirilebilir. Gunumuzde C02 lazeri deri, lastik gibi organik malzemelerin kesilme islerinde, delinmesinde
zimba preslerinde tercih edilirler.
SIVI LAZERI
Sivi lazerinde ortam olarak bir cozucu icinde organik boya kullanilir.Flas tupunun patlamasi ile sivi harekete gecirilir. Bu sirada boya molekullerinin enerji duzeyleri yukseltilerek foton uretilir.Bu islem dahili aynalarin geri besleme islemi yapincaya kadar surer.Atomlarin tup icinde gidip-gelme hareketi bir miktar isigin kismi yansitici aynadan lazer isini olarak cikmasina kadar devam eder. Sivi lazerleri, ayarlanabilen prizmasi nedeniyle ozellikle kimyasal analiz islemleri icin uygundur. Ayarlanabilen prizma araciligiyla, ayarlanan prizma acisina gore degisik renk ve dalga boylan elde edilir.
LAZERLERIN ENDUSTRIYEL UYGULAMALARI
Lazerler bu uygulamalarda kullanilabilmektedir:
- Herhangi bir malzeme uzerine hassas delik acmak. Tel cekmekte kullanilan elmas kaliplarin izlenmesi.
- Lastik, plastik, kagit vb. maddelere delik acilmasi. Diger klasik yontemlerle bu tur malzemelere delik acildiginda kenarlarda puruz kalir.CO2 lazeri ise plastik borulara ve cocuk emziklerine delik acmak icinde kullanilmaktadir.
- Celik parcalarin girintili kisimlarinin islenmesi ve olcme cihazlarinin uzerine harf veya rakam yazilmasi.
- Kesme islemleri; lazer isinlari ile kesme isleminde testere ile kesme islemindeki gibi
puruzlu yuzey bulunmaz.
- Lekeli elmas kesicilerden 100 kat daha hizli kesme hizina sahip lazer, sert parcalarin kesilme isleminde kullanilir.
- Bir metalin cikarilmak istenen cok kucuk bir kismi rahatlikla cikarilabilir.
- Diger yontemlerle mumkun olmayan parcalarin kaynak edilmesi.
Ornegin
otomobillerin transmisyon mekanizmalarinda, dislilerin senkronize mekanizmasi kaynagi.
- Cok kucuk mikroskopik olcudeki parcalarin islenmesi.
- Isil islem yapilmasi,ornegin silindir veya dislilerin yuzeylerinin sertlestirilmesi.
Bu islemde kisa zamanda dar bir bolgeye yogun isi vermek gerekmektedir. cunku diger bolgelere isinin yayilmasi istenmez.
- Yuksek hassasiyette olcum yapilmasi.
LAZERIN USTUNLUKLERI
1- Cok dar bir bolgede lazer ile kaynak yapilabilir.
2- Hassas elektronik parcalarin kaynaginda kullanilir. Bu tip parcalar direnc kaynagina dayanamamaktadir.
3- Vakum ortaminda lazer ile kaynak yapilabilir.
4- Is parcalari mengene gibi aletler ile baglanmadan lazer ile islenebilir. Boylece malzemede gerilme olmaz.
5- Kaynak isleminde baska ek malzeme ve cihaza gereksinim olmadan kaynak yapilir.
6- Birbirinden farkli metaller kaynak edilir.
7- Isil islem uygulanmasi parcalarin belli bolgeleriyle sinirli kalabilir.
