Tia laser trong máy hàn được tạo ra như thế nào?

Cách tạo ra tia laser trong máy hàn

Tia laser trong máy hàn được tạo ra bằng cách kích thích nguyên tử trong môi trường laser để phát ra ánh sáng có cường độ cao, sau đó hội tụ chùm tia này để tạo ra năng lượng đủ lớn để nung chảy kim loại. Quá trình này gồm các bước chính sau:

Kích thích môi trường laser

- Môi trường laser có thể là sợi quang (Fiber), tinh thể Nd:YAG hoặc khí CO₂.

- Nguồn kích thích (đèn flash hoặc đi-ốt bơm) cung cấp năng lượng làm các nguyên tử trong môi trường laser bị kích thích lên trạng thái năng lượng cao.

Phát xạ cảm ứng 

- Khi các nguyên tử quay về trạng thái ổn định, chúng phát ra photon (hạt ánh sáng).

- Những photon này có cùng bước sóng và pha, tạo ra tia sáng đồng nhất.

Khuếch đại ánh sáng

- Các photon di chuyển qua gương phản xạ trong buồng cộng hưởng (Resonator), va chạm vào các nguyên tử khác và kích thích thêm nhiều photon mới.

- Quá trình này lặp lại nhiều lần, tạo ra một chùm tia laser mạnh và đồng nhất.

Phát tia laser ra ngoài

- Một phần chùm tia laser được dẫn ra ngoài thông qua gương bán phản xạ.

- Chùm tia này được dẫn qua hệ thống thấu kính hội tụ để tập trung năng lượng vào điểm hàn.

Tóm tắt quá trình

Kích thích nguyên tử → Phát xạ photon → Khuếch đại ánh sáng → Phát tia laser → Hội tụ tia laser để hàn vật liệu

Các loại laser dùng trong hàn

- Laser sợi quang (Fiber Laser): Sử dụng sợi quang làm môi trường khuếch đại. Hiệu suất cao, phổ biến nhất.

- Laser Nd:YAG: Dùng tinh thể Nd:YAG, có thể phát tia xung ngắn.

- Laser CO₂: Dùng khí CO₂, phù hợp với hàn phi kim loại.