Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

LAZERLER Lazer Teknolojileri Uygulama ve Araştırma Merkezi 2006.

Benzer bir sunumlar


... konulu sunumlar: "LAZERLER Lazer Teknolojileri Uygulama ve Araştırma Merkezi 2006."— Sunum transkripti:

1 LAZERLER Lazer Teknolojileri Uygulama ve Araştırma Merkezi 2006

2 SUNU PLANI Lazer Nedir? Lazerin Tarihçesi Lazerlerin Kullanım Alanları Lazer Çeşitleri LATARUM’da kullanılan ve kullanılması tasarlanan lazerler

3 LAZER NEDİR? Light Amplification Stimulated Emission Radiation LASER Uyarılmış Işıma ile Kuvvetlendirilmiş Işık Albert Einstein (1916)

4 Basitleştirişmiş tipik bir lazer şeması LAZER NEDİR?

5 Basitleştirişmiş tipik bir lazer şeması LAZER NEDİR?

6 LAZERİN TARİHÇESİ 1916 ALBERT EINSTEIN – Işığın yayılma teorisi. Uyarılmış ışıma kavramı RUDOLPH W LANDENBURG – Uyarılmış ışımanın varlığının kanıtlanması ve negatif soğurma VALENTIN A FABRIKANT – Sayı yoğunluğu tersiniminin olma olasılığı WILLIS E LAMB R C RETHERFORD –Uyarılmış ışımanın ilk gösterimi CHARLES H TOWNES, ARTHUR SCHAWLOW, ALEXANDER PROKHOROV, NIKOLAI G BASOV, JOSEPH WEBER – İlk MAZER yapıldı.

7 1960 THEODORE MAIMAN – Yakut (ruby) kristali ile yapılan ilk çalışan LAZER’in keşfi. 16 Mayıs 1960, Hughes Araştırma Laboratuarları. LAZERİN TARİHÇESİ

8 1960 PETER P SOROKIN, MIREK STEVENSON – İlk Uranyum LAZER - Yapılan lazerlerin ikincisi, IBM Lab. LAZERİN TARİHÇESİ

9 1961 ALI JAVAN, WILLIAM BENNET JR., DONALD HERRIOT - Bell Laboratuarlarında HeNe LAZER’in keşfi ROBERT HALL General Elektrik Laboratuarlarında yarı-iletken LAZER’in keşfi. LAZERİN TARİHÇESİ

10 1964 J. E. GEUSIC, H. M. MARKOS, L G VAN UITEIT- Bell Laboratuarları ilk çalışan Nd:YAG LAZER LAZERİN TARİHÇESİ

11 1964 KUMAR N PATEL - Bell Laboratuarlarında CO 2 LAZER’in keşfi WILLIAM BRIDGES - Hughes Laboratuarlarında Argon İyon LAZER’in keşfi G PIMENTEL&J V V KASPER – Kaliforniya- Berkley ilk kimyasal LAZER 1966 W SILFVAST &G FOWLES AND HOPKINS - Utah üniversitesinde ilk metal buhar LAZER - Zn/Cd 1966 PETER SOROKIN, JOHN LANKARD IBM Laboratuarlarında ilk boya lazer. LAZERİN TARİHÇESİ

12 1970 NIKOLAI BASOV GRUBU - Moskova Lebedev Laboratuarlarında Xenon (Xe) ile yapılan ilk Excimer LAZER 1974 J J EWING &C BRAU - Avco Everet Laboratuarlı ilk nadir gaz halojenür excimer JOHN M J MADEY GRUBU - Stanford Üniversitesinde ilk serbest elektron lazeri G M DELCO - Otomobil uygulamaları için üçlü lazerlerin ilk endüstriyel donanım 1980 G PERT GRUBU - İngiltere Hull Üniversitesinde X- ışını lazer etkisinin ilk raporu. LAZERİN TARİHÇESİ

13 1984 D MATTHEW GRUBU - Lawrance Livermore Laboratuarlarında ilk X-ışını lazer gözlendi. Lazerle oluşturulan plazmadan yayılan X-ışını X-ışını lazerin bir plazma ile etkileşimi X-ışını lazerler litografide ve Hohlaryum plazmaların incelenmesinde kullanılır 1981 A SCHAWLOW & N BLOEMBERGEN - Lineer olmayan optik ve spektroskopide Nobel fizik ödülü. LAZERİN TARİHÇESİ

14 Gaz LazerleriSıvı LazerleriKatı-hal LazerleriDiğer Lazerler Atom Lazerleri Helyum-Neon Lazeri Molekül Lazerleri CO 2 Lazeri Nitrojen Lazeri Uzak kızıl-altı Lazeri Excimer Lazeri İyon Lazerleri Argon İyon Lazeri Kripton İyon Lazeri Metal Buharı Lazerleri Bakır Buharı Lazeri Altın Buharı Lazeri Boya Lazerleri Yakut Lazeri Nd-YAG Lazer Ti-Safir Lazeri X-Işını Lazerler Serbest Elektron Lazerleri Fiber Lazerler Yarı-İletken Lazerler Diyot Lazeri LAZER ÇEŞİTLERİ

15 LAZERLERİN KULLANIM ALANLARI Tıpta Endüstride Savunma Sanayisinde Telekomünikasyonda Mikro Biyolojide Uzay Teknolojilerinde Oyuncak ve Eğlence Sektöründe

16 Nd-YAG Lazerler Nd:YAG lazer: Neodyum katkılı Yitriyum-Aluminyum-Garnet ortama sahip bir katı hal lazeridir. Flaş lambası veya diyotlar ile uyarılır. Lazer ışığının dalga boyu 1.06μm (kızılaltı bölge) ve oluşan demet optik fiber kullanılarak istenilen noktaya taşınır. Dc ark lambaları ile uyarılan Nd-YAG lazerler, 5kW’a kadar güce sahip sürekli dalga boylu lazer ışığı üretebilir. Flaş lambaları ile uyarılan atımlı Nd-YAG lazerleri, ortalama gücü yaklaşık 600 W olan ve atım süresi 1ms ile 50 ms arasında değişen lazer atımları üretebilir. Lazer çıkışı Lamba Yansıtıcı oyuk Ön ayna (Kısmi yansıtıcı) Beslemeli ayna (Yansıtıcı) Nd:YAG çubuk Xenon veya Kripton lamba ile pompalanan lazer

17 Metal yüzeyler tarafından soğurulması CO 2 lazerden daha iyi olduğu için Nd:YAG lazerlerin kullanılması daha uygundur. Nd:YAG lazerin ışıması optik fiber yoluyla çalışılacak parça üzerine taşınabilir. Bu kullanmayı kolaylaştırır ve demet anahtarlaması, bölüştürülmesi ve şekillendirilmesi için olasılıkları oluşturur. KesmeDelme Kaynak Sanayide metalleri özellikle de yansıtıcı metalleri kesme, delme işlemlerinde tercih edilir. Seramik gibi metal olmayan materyalleri işlemede de kullanılır. Nd:YAG lazerler küçük parçaların veya ince malzemelerin kaynak işlemlerinde kullanım avantajına sahiptir. Nd-YAG Lazerler

18 CO2 lazeri, kızıl-altı bölgede, aktif ortamı karbon dioksit olan lazerlerdir. Dalga boyu 10.6 micron olan CO2 lazeri 40kW’a kadar güce sahip olabilir. Rezonatör içinde yüksek gerilim ile uyarılan gaz sonucu oluşan demet, bir noktaya aynalar veya mercekler ile taşınır. İşlemedeki başarı gazın saflığına bağlıdır. Eksenel gaz akışlı lazer Aynalar Lazer demeti Lazer aktif ortamı Elektriksel deşarj Gaz akışı Lazer demet ekseni Endüstride özellikle 2-12 kW’a kadar güç gerektiren uygulamalarda kullanılır. CO2 lazeri birçok metal, plastik, ağaç, kuvars, seramik ve cam işlemede tercih edilmektedir CO 2 Lazerler

19 Femtosaniye ( ) atım süresine sahip lazerlerdir Femtosaniye lazerlerin malzeme işlemede kullanılması ile üretimi yapılan Malzemelerin boyutları nanometre (nm) mertebelerine kadar indirilmiştir. Fotolitografi tekniği kullanılarak sadece düzlemsel yüzeyler işlenebilirken femtosaniye lazerler kullanılarak 100 nm mertebelerinde 3 boyutlu metal ve dielektrik malzemeler işlenebilmektedir 100 fs süreli bir atım insan saçının küçük bir bölümünü kat ederken, ışık bir saniyede dünyanın çevresini 7,5 kez dolaşır. Femtosaniye lazer atımları ile malzeme işlemenin temel avantajları: İ ) Verim, hızlı ve yerel enerji aktarımı. İİ ) İyi tanımlanmış deformasyon ve aşındırma. İİİ ) Minimum ısısal ve mekanik zarar. Ti-Saphire Lazerler

20 Plastik medikal alet üzerine açılmış delik (~80um) ve lazerle kaynak edilmiş ameliyat bileşeni Paslanmaz çelikte 10 µm çapında delikler. Hücre çekirdeği (850 nm) Nöron büyümesi (730 nm)Büyüyen polen (930 nm) Ti-Saphire Lazerler ile üretilebilen fs lazerlerin kullanım alanları

21 X-ışını lazerler Pinhole kamera Kristal spektrometre CCD Uzaysal çözücü eksenel spektrometre Hedef Ekseni Döner ayna OAP OAS HEDEF X-ışını lazerler, lazerle oluşturulan yüksek yoğunluklu plazmalar kullanılarak üretilir. Dalga boyları 35 Å ile 400 Å arasında değişim gösterir. ÜRETİM ÇEŞİTLERİ 1. Tekrar-birleşme ile pompalanan 2. Çarpışma ile pompalanan -Yarı kararlı durum (QSS) pompalaması -Çok kademeli atımlı pompalama -Geçici pompalama -Optik alan iyonlaşma (OFI) pompalaması -Kılcal tüpte deşarj

22 X-ışını lazerlerin uygulama alanları 0.25 μm yapılar 0.2 μm yapılar LİTOGRAFİPLAZMA İNCELEME GÖRÜNTÜLEME MİKROSKOBUNDA X-ray mikroskobu ile elde edilen kök sperm hücresi

23 Fiber Lazerler, halen yoğun bir şekilde kullanılmakta olan CO 2 ve Nd-YAG malzeme işleme lazerlerine etkin bir alternatif oluşturmaktadır. Dalga boyu aralığı, güvenilirlik, yoğunluk, verim ve benzersiz performans parametreleri nedeniyle lazer teknolojilerinde geniş bir alanda uygulanabilir ve kullanılabilir olmaya adaydır. Yeni üretilen fiber lazerlerinin gücü 20W’a kadar ulaşmıştır. Lazer başlığının, deflector (saptırma) biriminin ve tedarik biriminin boyutlarının küçüklüğü, küçük makinelerin entegrasyonunu ve çizgilerin üretimini kolaylaştırır. Markalama kalitesi ve pek çok sayıdaki uygulama için daha kısa süre sağlayan, yüksek seviyede frekans kararlılığı ve mükemmel ışın kalitesine sahiptir. Tüm malzemelerim markalanmasında kullanılabilir saat diyot ömrü Az yer kaplar Yüksek verim CO %, Nd-YAG - 2%, Fiber - 25% Katı-hal lazer teknolojisi Fiber optik dağıtıcı ile korunan yüksek kalitede ışın Fiber Lazerler

24 Kesme (Cutting) Kaynak (Welding) Hibrit Kaynak (Hybrid welding) Yazı kazıma (Etching) Fiber Lazerlerin tercih edildiği malzeme işleme yöntemleri Fiber Lazerler

25 Yarı iletken lazerlerdir ve p-n ekleminden (p-n junction) elektrik akımı geçirilmesi ile elde edilen bir aktif ortama sahiptir. Yarı-iletken diyotlar önemli elektronik parçalardır. Yaklaşık 0.5 W gücündeki yarı iletken diyotlar, Telekomünikasyonda kolay monte edilebilir olması ve fiber optik iletişim ile kolaylıkla etkileşebilen ışık kaynakları olduğundan dolayı tercih edilirler. Rangefinder gibi ölçü aletelerinde, Barkot okuyucularda kullanılır. Görülebilir lazerler özellikle kırmızı ve yeşil lazer pointer olarak kullanılır. CD çalıcı, CD-ROMS ve DVD teknolojilerinde kızıl-altı ve kırmızı lazer diyotlar kullanılır. Mavi lazerler, HD-DVD ve Blu-Işın teknolojilerinde kullanılır. Yüksek güçlü lazer diyotlar (yaklaşık 100 W ile 2 kW arasında), ısıtma, kaplama, dikiş kaynak gibi endüstriyel uygulamalarda geniş olarak kullanılır. Yüksek hız ve düşük maliyet nedeniyle tercih edilirler. Yarı-İletken Diyot Lazerler

26 KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ LAZER TEKNOLOJİLERİ ARAŞTIRMA ve UYGULAMA MERKEZİ

27 Disiplinler Arası iş birliği Fizik Grubu Elektronik haberleşme GrubuMakina Grubu Latarum

28 LATARUM’da kullanılan ve kullanımı tasarlanan lazerler Nd-YAG lazer (ms) Nd-YAG Lazer (ns) X-Işını Lazer

29 JK760TR GSI LUMONICS Nd: YAG LAZER Dalga Boyu: 1064 nm Ortalama Güç: 600 W Atım Enerjisi: J – 100 J Atım Süresi: 0.5 ms – 20 ms Atım Tekrarlama Oranı: 5 Hz – 500 Hz Lazer Kafasının x-y-z Doğrultusunda Hareket Hızı : ≤50 mm/s Lazer, fiber kablo aracılığıyla çalışılacak örnek üzerine taşınmaktadır. LATARUM’da halen kullanılan 1. lazer :

30 JK760TR GSI LUMONICS Nd: YAG LAZER

31 KOÜ-LATARUM Nd: YAG Lazerle malzeme işleme

32 CONTINUUM SURELITE Nd: YAG LAZER Dalga Boyu : 1064 nm Atım Enerjisi: 850 mJ Atım Süresi: 6 ns Atım Tekrarlama Oranı: 10 Hz I. Harmonic : Dalga boyu: 532 nm Atım Enerjisi: 425 mJ II. Harmonic: Dalga boyu: 355 nm Atım enerjisi: 225 mJ LATARUM’da halen kullanılan 2. lazer :

33 SURELITE CONTINUUM Nd: YAG LAZER

34 Pinhole kamera Kristal Spektrometre Görünür bölge spektrometresi Lazer ile hedef etkileşiminde ortamı incelemek üzere LATARUM’da üretilen aletler

35 W.T.Silfvast,Laser Fundamentals, Chambridge University Press, R. C. Elton, X-ray Lasers, 1990 Laser Institute of America web page Yararlanılan Kaynaklar


"LAZERLER Lazer Teknolojileri Uygulama ve Araştırma Merkezi 2006." indir ppt

Benzer bir sunumlar


Google Reklamları