№ | Слайд | Текст |
1 |
 |
Лазерная технологияЛекция-1 НИЯУ МИФИ ФАКУЛЬТЕТ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ И ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ Кафедра № 70 |
2 |
 |
ЛИТЕРАТУРА Основная 1. А.П.Менушенков, В.Н.Неволин, В.Н.ПетровскийФизические основы лазерной технологии. М.: НИЯУ МИФИ, 2010, 210 стр.. 2. У.Дьюли Лазерная технология и анализ материалов. М.: Мир, 1986. 3. Н.Н.Рыкалин, А.АУглов, И.В.Зуев, А.И.Кокора Лазерная и электронно- лучевая обработка материалов: Справочник. М.: Машиностроение, 1985. 4. А.А.Веденов, Г.Г.Гладуш Физические процессы при лазерной обработке материалов. М.:Энергоатомиздат, 1985. 5. А.С.Цыбин Физические основы плазменной и лазерной технологий. Учебное пособие. М.: МИФИ, 2002. Дополнительная 1. Г.А.Абильсиитов, Е.П.Велихов, В.С.Голубев Мощные газорязрядные СО2 лазеры и их применение в технологии. М.: Наука, 1984. 2. Дж.Реди Промышленные применения лазеров М.: Мир, 1981. |
3 |
 |
Лазерная технологияЛазерной технологией принято называть лишь одну, но довольно обширную область технических применений лазеров - обработку материалов действием лазерного излучения. Ныне на мировом рынке ежегодный объем продаж лазеров для обработки материалов составляет около $2000,000,000, то есть 20% всего объема рынка лазеров. |
4 |
 |
Лазеры для обработки материаловЛазеры на кристаллах с Nd и Cr Лазеры на стеклах с Nd и Yb Газовые лазеры на CO2 и CO Газовые эксимерные лазеры на Kr-F и Ar-F Лазеры на стекловолокне с Yb (?=1.05 мкм), Er (?=1.55 мкм), и другими редкоземельными ионами Инжекционные полупроводниковые лазеры - мощные однокристальные и многоэлементные (решетки) Новые лазеры: |
5 |
 |
Основные потребители лазерной технологии |
6 |
 |
РынокУчастники рынка 6 Лазеры отечественного производства занимают 75-80% российского рынка в денежном выражении и всего около 10% — в натуральном, остальная часть потребления приходится на зарубежную продукцию.** Преимущественная доля зарубежной продукции в общем объеме рынка в натуральном выражении объясняется большим объемом импорта дешевых лазерных диодов из Малайзии Относительно низкая доля импорта в денежном выражении связана с небольшим объемом поставок в Россию неполупроводниковых лазеров. Лазеры такого типа ввозятся в Россию преимущественно в составе конечной продукции, т.е. в виде лазерного оборудования, а для российского производства используются, в основном, отечественные источники излучения. * - по данным портала Ремонт Инновации Технологии Модернизация (www.ritm-magazine.ru) (выводы на основе анализа количества запросов на лазерное оборудование, поступивших в 2007-2009 гг.) ** - по данным журнала «ТехСовет» (http://www.tehsovet.ru) |
7 |
 |
Американский физик Теодор Мейманмериканский физик Теодор Мейман. В 1960 г. ему удалось получить на рубине (Al2O3:Cr3+) лазерное излучение. Так выглядели детали первого лазера |
8 |
 |
1964: C. Пател показывает мощный СО2 лазер на длине волны 106 мкм Современные СО2 лазеры технологического назначения Их мощность - десятки ватт |
9 |
 |
Фемтосекундные импульсыПиковые мощности и плотности потока энергии в лазерных импульсах длительностью в несколько десятков фемтосекунд превосходят все пределы сопротивления любого земного вещества. Применение фемтосекундных лазеров открывает для лазерной технологии новые возможности, особенно в точной размерной обработке микродеталей Пригодный для лазерной микротехнологии фемтосекундный лазер свободно умещается на столе |
10 |
 |
В производстве более половины промышленной продукции в мире участвуютлазеры |
11 |
 |
Лазерная резка пригодна для раскроя листов металла толщиною в десяткимиллиметров. |
12 |
 |
|
13 |
 |
Лазерная резка твердых и хрупких материалов дает очень чистый срез,когда тонкая струя воды под высоким давлением, как световод, доставляет излучение в зону резки и одновременно интенсивно охлаждает ее |
14 |
 |
Лазерная резкаПримеры лазерной резки различных материалов (слева – пластик, в центре – металл, справа – дерево) |
15 |
 |
Лазерная резкаМедицинские стенты, изготовленные с помощью лазерной микрорезки |
16 |
 |
Лазерная шовная сваркаЗдесь вы можете увидеть лазерную приварку твердосплавных зубьев дисковой пилы на автоматической линии |
17 |
 |
Лазерная абляцияЛазерное сверление полимера. Терагерцовый лазер на свободных электронах, ИЯФ СО РАН, Новосибирск |
18 |
 |
Лазерное получение особо чистых веществВ качестве примера приведем получение особо чистых материалов микроэлектроники. Для получения особо чистого кремния газ SiH4 очищался от остаточных примесей с помощью излучения эксимерного ArF- лазера с длиной волны 196 нм. В результате органические примеси диссоциировали и получен кремний с рекордным значением содержания примесей –1010 в см3. Один из важных материалов полупроводниковой электроники – трихлорид мышьяка – AsCl3 очищается от основных примесей – 1,2-дихлорэтана C2H4Cl2 и четыреххлористого углерода –CCl4 облучением излучения CO2- лазера, которое приводит к диссоциации молекул примесей при настройке частота на соответствующие линии поглощения . |
19 |
 |
Лазерный синтез новых соединений1. Поливинилхлорид –лазерное излучение позволило снизить температуру синтеза и избавиться от примесей. 2. Синтез витамина D (2 стадии- KrF и азотный лазеры) 3. Фрагментация молекул: SF6--SF5--SF4 4. Синтез молекулы P2N5 |
20 |
 |
Лазерная стереолитография |
21 |
 |
Лазерная стереолитографияС-37 Эскиз Компьютерная модель Пластиковая модель |
22 |
 |
Создание пресс-формы для изготовления продувочной модели самолетаТУ-334 |
23 |
 |
Лазерная стереолитографияПластиковые стереолитографические модели рабочих колес для водометных движителей, изготовленные по ним восковые модели («восковки») и готовая металлическая отливка |
24 |
 |
Применение лазеров в биомедицинеРазработка и синтез новых полимеров и минерал-полимерных композитов для замены фрагментов скелета, регенерации костной ткани, изготовления матриц для тканевой инженерии От виртуальной модели до индивидуального имплантанта |
25 |
 |
Использование лазерной стереолитографии в медицине: Схема полученияпластиковых моделей для медицины Томографическое обследование пациента Томограмма: набор изображений отдельных слоев |
26 |
 |
Использование лазерной стереолитографии в медицине: Схема полученияпластиковых моделей для медицины Получение 3D компьютерной модели по томографическим данным, создание виртуальных имплантов, построение управляющей программы. Лазерное выращивание моделей |
27 |
 |
Критические плотности потока лазерного излученияQc1 - критическая плотность потока, необходимая для достижения к концу импульса излучения на поверхности тела температуры плавления, qc2 - критическая плотность потока, соответствующая достижению температуры кипения, qc3 - критическая плотность потока, выше которой процессы испарения преобладают над переносом тепла в конденсированную среду, qc4 - критическая плотность потока, выше которой вглубь материала распространяется ударная волна, а над поверхностью образуется плазменный факел. |
28 |
 |
Классификация лазерных технологических процессов по плотности мощности |
29 |
 |
Классификация лазерных технологических процессов по плотности энергии |
«Лазерная технология» |