Lazer Çeşitleri Nelerdir?

Lazer nedir: Aynı fazda ışınım veren ışık kaynağı. İngilizce “ışınım uyarılmış yayım ile ışık güçlendirme” kelimelerin baş harflerinden türetilmiştir.

Lazer Çeşitleri

Lazer Çeşitleri Nelerdir?

Yarı iletken lazerler

Diyot lazer (dıode lazer)

Katı-hal lazerleri

Yakut lazeri
Nd-yag lazer
Ti-safir lazeri

Sıvı lazerleri

Boya lazerleri

Gaz lazerleri

Atom lazerleri

Helyum-neon lazeri

Molekül lazerleri

Karbondioksit lazer

Nitrojen lazeri

Kızıl altı lazer

Excimer lazer

İyon lazerleri

Argon iyon lazeri

Kripton iyon lazeri

Metal buharı lazeri

Bakır buharı lazeri

Altın buharı lazeri

Diğer lazerler

X-ışını lazer
Serbest elektron lazer
Fiber lazer

Yarı İletken Lazerler

Diyot Lazer Nedir?

Diyot lazer (dıode lazer) yarı iletken lazerlerdir. P-N ekleminden elektrik akımı geçirilmesi ile bir aktif ortama sahiptir. Yarı iletken diyotlar elektroniğin önemli parçalarıdır. 0.5 Watt gücündeki yarı iletken diyotlardır. Telekomünikasyon sistemlerinde kolay montaj yapılabilirler. Fiber optik iletişim ile ışık kaynakları kolay etkileşim sağlarlar. Ayrıca yüz epilasyonu uygulaması için en iyi yöntem diode lazer yöntemi olduğundan tercih edilir.

Katı – Hal Lazerleri

Yakut Lazeri

En eski lazerdir. Yakut, az miktarda krom içeren alüminyum oksit kristalidir. Kırmızı lazer ışınları yayan, bu kristal içindeki krom atomlarıdır. Krom atomları optik olarak yeşil ve mor ışıkla uyarılır.

Yakut lazer ile saniyenin milyarda biri gibi kısa bir sürede birkaç milyon W’ lık güç taşınabilir. İlk olarak yakut lazer sadece bir darbe ile çalıştırılırdı. Sonraları oda sıcaklığında ve devamlı çalıştırılabildi.

Nd Yag Lazer Nedir?

Nd yag lazer neodyum katkılı alüminyum-garnet- itriyum ortama olan bir katı hal lazeridir. Diyot yada flaş lambası ile uyarılır. Lazer ışığının dalga boyu 1.06 µm (kızılaltı bölge) ve meydana gelen demet fiberoptik kullanılarak istenilen noktaya taşınır.

DC ark lambaları ile uyarılan nd yag lazerler, 5 kWatta kadar güce sahip devamlı dalga boylu lazer ışığı üretebilir. Flaş lambaları ile uyarılır. Atımlı nd yag lazerleri, gücü 600Watt olan ve atım süresi 1ms ile 50ms arasında değişen lazer atımları üretebilir. Nd yag lazer epilasyon da kullanılmaktadır.

Nd yag lazer metal yüzeyler tarafından soğurulması CO₂lazerden daha iyidir. Böyle olduğu için bu lazerlerin kullanılması uygundur. Fiberoptik yolu ile nd yag lazerin ışıması çalışacak parça üzerine taşınır. Bu durum kullanmayı kolaylaştırır. demet anahtarlaması, bölüştürülmesi ve şekillendirilmesi için ihtimalleri oluşturur.

Sanayide yansıtıcı metalleri delme, lazerle kesme işlemlerinde tercih edilmektedir. Aynı zamanda metal olmayan seramik materyalleri işlemede kullanılır. İnce malzemeler yada küçük parçaların kaynak işlemlerinde de nd yag lazer kullanılır.

Ti-Saphire (Titanyum safir) Lazerler

Femtosaniye (10^-15) atım süresine sahip olan lazerlerdir.

Femtosaniye lazer malzeme işlemede kullanılması ile imalatı yapılan malzemelerin boyları nanometre mertebelerine kadar indirilmiştir. Fotolitoğrafi tekniği ile yalnız düzlemsel yüzeyler işlenirken femtosaniye lazerler kullanılarak 100 nanometre mertebelerinde 3 boyutlu dielektrik ve metal malzemeler işlenilebilmektedir.
100 femtosaniye süreli bir atım insan saçının küçük bir bölümünü kat ederken, ışık bir saniyede dünyanın etrafını 7,5 defa dolaşır.

Femtosaniye lazer atımları ile malzeme işlemenin avantajları;

Verim, hızlı ve yerel enerji aktarımı
İyi tanımlanmış deformasyon ve aşındırma
Minumum ısıssal ve mekanik zarar.

Kullanım alanları;

Femtosaniye lazerler ile femtosaniye mertebelerinde gerçekleşen olayları incelemek mümkün olmuştur. Bu durum ultra hızlı kimya, biyoloji ve fizik dallarının doğmasına imkan sağlamıştır. Ti-Saphire lazerler ile imal edilen femtosaniye lazerlerin kullanım alanlarından bazıları;

Paslanmaz çelikte
Plastik medikal alet ve lazerle kaynak

Sıvı Lazer

Boya Lazerleri: Sıvı lazer çeşidi, organik bir çözücü içindeki organik boyanın seyreltik bir çözeltisidir. Bunlardan mor ötesi ve kızılötesine yakın lazer çeşitleri elde edilebilir. Pompalama işlemi optik olarak sıvı akışı devam eder.

Birkaç lazer paralel olarak çalıştırılabilir. Böylece saniyenin birkaç trilyonda biri devam eden laser darbeleri elde edilir. Boya lazer özellikleri, dalga boyunun geniş bir alanda hassas bir şekilde ayarlanabilmesidir.

Gaz Lazerler

Atom Lazer

Helyum-neon lazeri: İlk gaz lazer helyum ve neon karışımı şeklinde kullanılmıştır. Bu karışım uzun bir tüpe ve iki küresel ayna arasına yerleştirilmiştir. Helyum ve neon
gazı ile çalışan lazerde, bu gazlar yüksek voltaj altında iyonize duruma gelir. Helyum atomları elektrik boşalması esnasında elektronların çarpması ile uyarlanır.

Böylece yüksek enerji seviyelerine çıkar. Bunlar, kazandıkları enerjilerini neon atomlarındaki eş enerji seviyelerine aktarırlar. Bu enerji aktarma işlemi fotonun yayılmasına sebep olur. Aynalar yardımıyla yeterli seviyeye ulaştıktan sonra lazer ışını elde edilmiş olur. Bu tür laser ışınının dalga boyu 1,15 mikrondur.

Molekül Lazerler

Karbondioksit Lazer

CO₂ lazerler çok güçlüdür. Çalışması helyum-neon lazere benzer. CO₂ lazer, kızıl-altı bölgede, aktif ortamı CO₂ olan lazerlerdir. Dalga boyu 10.6 microndur. Bununla birlikte karbondioksit lazer 40kWata kadar güce sahip olabilir. Genel de 19 mm aralıkta sürekli veya vurulu olarak, uyarılmış azot moleküllerinin CO₂ moleküllerini uyarması esasıyla çalışır.

Rezonatör içinde yüksek gerilimle uyarılan gaz sonucu oluşan demet, bir noktaya mercek yada ayna ile taşınabilir. Karbondioksit lazerler endüstride 2-12 kWatta kadar olan güç uygulamalarında kullanılmaktadır. Kesme, kaynak ve ısıl işlemlerde kullanılan bir lazer türüdür. Ağaç, cam işlemede, metal, kuvars, plastik ve seramikte karbondioksit lazer tercih edilir.

Nitrojen Lazer

Karbondioksit molekülleri lazeri meydana getirir. Nitrojen ise karbondioksitin tersine birikime ulaşmasını sağlar. Bu tip lazerler, kolayca 10kW sürekli enerji sağlarlar. Ayrıca kısa şoklarla çok daha güçlü enerjiler verebilirler. Bu lazer ışını görünmezdir ve elektromanyetik spektrumun kızılötesi bölgesinde yer alır. (Kızıl ötesi ışınlar ısı ışınları diye de adlandırılabilir.)

Kızıl altı Lazer

Esas olarak görünür kırmızı ışık yayarlar. Karbondioksit lazer uzak kızıl altı dalga boylarında enerji yayınlar ve sert malzemelerin kesilmesinde kullanılır.

Excimer Lazer

Argon-florid gaz karışımının elektrik ile uyarılması ile elde edilen, 193 nm dalga boyuna sahip UV lazeridir. Tıp alanında 25 yılı aşkın bir süredir kırma kusurlarının tedavisinde kullanılmaktadır.

Excimer lazer özellikleri çok hassas olmasıdır. Lazer ameliyatı, excimer lazer cihazı aracılığı ile miyop, hipermetrop ve astigmat gibi kornea kırma kusurlarını düzelterek net görmeyi sağlayan bir ameliyattır.

DİĞER LAZERLER

X-ışını Lazerler

Bu lazerler, lazerle oluşturulan yüksek yoğunluklu plazmalar kullanarak imal edilir. X-ışını lazerlerin dalga boyu 35A – 400 Amper arasındadır.

X-ışını Lazerin Üretim Çeşitleri

1 – Tekrar –birleşmeyle pompalanan

2 – Çarpışmayla pompalanan

Yarı kararlı durum (QSS) pompalaması
Çok kademeli atımlı pompalama
Geçici pompalama
Optik alan iyonlaşma (OFI) pompalaması
Kılcal tüpte deşarj

X-ışını Lazer Kullanım Alanları

Litoğrafi
Plazma inceleme
Görünteleme mikroskobunda

Fiber Lazer

Günümüzde sık olarak kullanılan CO₂ ve nd yag malzeme işleme lazerlerine etkin bir seçenek oluşturmaktadır. Fiber hayatımıza ilk olarak yüksek hızda veri taşımak için internet aracılığıyla girmiştir. Lazer ışınının taşınması için çok uygun bir yapıya sahiptir. Bundan dolayı kısa zaman içinde fiber lazer teknolojisinin ortaya çıkmasını sağlamıştır.

Kullanım Alanları

Fiber lazerler optik sistemlerde kullanılan en son teknolojidir. Lazer markalama teknolojisi pompa diyotlu ve nd yağ lazerler ile süregelmiş ve fiber lazer ile son noktaya gelmiştir. Fiber lazerler diğer lazerle aynı fizik prensiplerini kullanır. Ama çok özel başka özellikleri vardır.

Lazer ışığı – özel bir yapıya sahip dalga boyu

Fiber lazer, dalga boyu aralığı, verim, yoğunluk, güvenirlilik ve benzersiz performansı parametrelerinden dolayı lazer teknolojilerinde kullanılabilir.
Ayrıca gücü 20Watta kadar ulaşan fiber lazer imalatı yapılmaktadır.
Lazer başlığının, saptırma (deflector) ve tedarik biriminin boylarının küçük olmasıdır. Bu da küçük makinelerin entegrasyonunu ve çizgilerin üretimini kolaylaştırmaktadır.
Fiber lazerler uygulamada kısa süre olanağı sağlar. Yüksek seviyede frekans kararlığı ve çok iyi ışın kalitesine sahiptir. Lazer makinası fiyatları çeşitlerine ve firmalara göre değişmektedir.