CO2 Lazerler
CO2 lazerleri, gaz karışımıyla dolu bir tüpten elektrik akımı geçirerek bir ışık ışını üretir. Borunun her iki ucunda bir ayna vardır. Bir ayna tamamen yansıtırken diğeri kısmen yansıtır ve ışığın bir kısmının geçmesine izin verir. Gaz karışımı genellikle karbondioksit, nitrojen, hidrojen ve helyumdur. CO2 lazerleri, spektrumun uzak kızılötesi aralığında görünmez ışık üretir.
Endüstriyel makineler için en yüksek güçlü CO2 lazerleri birkaç kilovata ulaşabilir ancak bu lazerler kesinlikle istisnadır. Tipik işleme CO2 lazerleri 25 ila 100 watt güce ve 10,6 mikron dalga boyuna sahiptir.
Bu tip lazer en yaygın olarak ahşap veya kağıt (ve türevleri), polimetil metakrilat ve diğer akrilik plastiklerin işlenmesinde kullanılır. Ayrıca deri, kumaş, duvar kağıdı ve benzeri ürünlerin işlenmesi için de uygundur. Ayrıca peynir, kestane gibi gıdaların ve çeşitli bitkilerin işlenmesinde de uygulanmıştır.
CO2 lazerleri, bazı metalleri işleyebilmelerine rağmen genellikle metalik olmayan malzemeler için en uygunudur. Genellikle ince alüminyum ve diğer demir dışı metalleri kesebilir. Oksijen içeriğini artırarak bir CO2 ışınının gücü artırılabilir, ancak bu, deneyimsiz bir kişi veya bu tür geliştirmelere uygun olmayan bir makine için tehlikeli olabilir.
Fiber Lazerler
Bu tür makineler katı hal lazer grubuna aittir ve tohum lazeri kullanır. Enerjilerini bir pompa diyotundan alan özel olarak tasarlanmış cam optik fiberleri kullanarak ışını güçlendirirler. Genel dalga boyları 1,064 mikrondur, bu da son derece küçük bir odak çapı üretir. Ayrıca genellikle çeşitli lazer kesim ekipmanlarının en pahalısıdırlar.
Fiber lazerler genellikle bakım gerektirmez ve en az 25000 lazer saatlik kullanım ömrüne sahiptir. Bu nedenle fiber lazerler diğer iki lazere göre çok daha uzun ömürlüdür ve güçlü ve stabil bir ışın üretebilmektedir. Aynı ortalama güçteki CO2 lazerlerden 100 kat daha yüksek yoğunluklara ulaşabilirler. Fiber lazerler sürekli ışınlar, yarı sürekli ışınlar olabilir veya farklı yetenekler sağlayan darbeli ayarlar sunabilir. Fiber lazer sistemlerinin bir alt türü, darbe süresinin ayarlanabildiği MOPA'dır. Bu, MOPA lazerlerini en esnek lazerlerden biri haline getirir ve çok çeşitli uygulamalarda kullanılabilir.
Fiber lazerler tavlama, metal gravür ve termoplastik markalama yoluyla metal markalama için en uygunudur. Metallerle, alaşımlarla ve metal olmayanlarla, hatta cam, ahşap ve plastikle iyi çalışırlar. Fiber lazer kesim makineleri son derece çok yönlüdür ve güce bağlı olarak çok sayıda farklı malzemeyi işleyebilir. İnce malzemeleri işlerken fiber lazerler ideal çözümdür. Ancak 20 mm'nin üzerindeki malzemeler için durum daha az idealdir ancak 6 kW'ın üzerinde güce sahip daha pahalı bir fiber lazer makinesi de yeterli olacaktır.
Nd:YAG/Nd:YVO Lazerler
Kristal lazer kesim işlemlerinde nd:YAG (neodimyum katkılı itriyum alüminyum garnet) kullanılabilir, ancak daha yaygın olarak nd:YVO (neodimyum katkılı itriyum vanadat, YVO4) kristalleri kullanılır. Bu cihazlar son derece yüksek kesme güçlerine sahiptir. Bu makinelerin dezavantajı, yalnızca başlangıç fiyatları nedeniyle değil, aynı zamanda ortalama ömürlerinin 8000 ile 15000 saat (Nd:YVO4 genellikle daha düşük) olması nedeniyle pahalı olabilmeleridir. ) ve pompa diyotları çok pahalı olabilir.
Bu lazerler 1.064 mikron dalga boyuna sahiptir ve tıptan dişçiliğe, askeriyeden imalata kadar çok çeşitli uygulamalarda kullanılmaktadır. İki lazer karşılaştırıldığında, Nd:YVO daha yüksek pompa emilimi ve kazancına, daha geniş bant genişliğine, daha geniş pompa dalga boyu aralığına, daha kısa üst seviye ömrüne, daha yüksek kırılma indisine ve daha düşük termal iletkenliğe sahiptir. Sürekli çalışmada Nd:YVO, orta ila yüksek güçlerde Nd:YAG ile benzer genel performans seviyelerine sahiptir. Ancak Nd:YVO, darbe enerjilerinin Nd:YAG kadar yüksek olmasına izin vermez ve lazerin ömrü daha kısadır.
Hem metallerde (kaplamalı hem de kaplamasız) ve plastikler dahil metal olmayan yüzeylerde kullanılabilirler. Bazı durumlarda bazı seramikleri bile işleyebilmektedir. Nd:YVO4 kristalleri, çıktıyı yakın kızılötesinden yeşile, maviye ve hatta ultraviyoleye kaydırmak için yüksek NLO katsayılı kristallerle (LBO, BBO veya KTP) birlikte kullanılmış ve ona birçok farklı işlevsellik kazandırılmıştır.
Benzer boyutları nedeniyle itriyum, gadolinyum veya lutesyum iyonları, ışını üretmek için gereken kafes yapısını büyük ölçüde etkilemeden lazerle aktif nadir toprak iyonlarıyla değiştirilebilir. Bu, katkılı malzemenin yüksek termal iletkenliğinin korunmasına olanak tanır.