Een laser is een bundel geconcentreerde lichtenergie die wordt gegenereerd op een specifieke golflengte. In de natuur bestaat licht uit een spectrum van golflengten, variërend van zeer kort (röntgenstraling en gammastraling) tot zeer lang (radiogolven). Mensen kunnen alleen zichtbare of 'witte licht'-golflengten zien van ongeveer 430-690 nanometer (nm). Een laserbundel is een versterkte concentratie van lichtenergie op een specifieke golflengte. Het is coherent licht, wat het mogelijk maakt om te focussen op een krappe plek en een smalle bundel over lange afstanden. Het woord laser is een acroniem dat staat voor lichtversterking door gestimuleerde emissie van straling.
Werkprincipe van laserlasser
Een laserstraal wordt geproduceerd in het robijnrode kristal. Het robijnrode kristal is gemaakt van aluminiumoxide met chroom erin verspreid. Dat vormt ongeveer 1/2000 van kristal, dit minder dan natuurlijke robijn. Zilver gecoate spiegels zijn intern in beide zijden van het kristal aangebracht. De ene zijde van de spiegel heeft een klein gaatje, een straal komt door dit gaatje naar buiten.
Een flitsbuis wordt rond het robijnrode kristal geplaatst, dat gevuld is met xenon inert gas. De flitser is speciaal ontworpen, zodat de flitssnelheid ongeveer duizenden flitsen per seconde bedraagt.
De elektrische energie wordt omgezet in lichtenergie, dit gebeurt met behulp van een flitsbuis.
De condensator is bedoeld om de elektrische energie op te slaan en de hoge spanning aan de flitsbuis te leveren, zodat deze op de juiste manier kan worden gebruikt.
De elektrische energie die vrijkomt uit de condensator en xenon zet de hoge energie om in wit flitslicht met een snelheid van 1/1000 per seconde.
De chroomatomen in robijnkristallen worden aangeslagen en in een hoge energietoestand gebracht. Door de warmteontwikkeling gaat een deel van deze energie verloren. Maar een deel van de lichtenergie wordt van spiegel naar spiegel gereflecteerd, waardoor de chroomatomen opnieuw worden aangeslagen totdat ze hun overtollige energie verliezen. Tegelijkertijd vormen ze een smalle bundel coherent licht, die door het kleine gaatje aan één uiteinde van de kristalspiegel naar buiten komt.
Deze smalle straal wordt door een optische focuslens gefocust, waardoor een kleine, intense laserstraal op het werkstuk wordt geproduceerd.
Laserstralen veranderen bij interactie met materiaal
De absorptie van laserenergie van een materiaal varieert op basis van een aantal factoren, zoals golflengte, materiaaldikte, kristalstructuur, materiaaladditieven, moleculaire structuur en meer. Het proces maakt gebruik van de voordelen van deze materiaaleigenschappen en laser om een verbinding te creëren tussen 2 plastic materialen: één die de laserenergie doorgeeft en één die deze absorbeert.
Wanneer een laserstraal een materiaal zoals plastic tegenkomt, wordt deze ofwel doorgelaten, gereflecteerd of geabsorbeerd op basis van de golflengte en de samenstelling van het materiaal dat het tegenkomt. De meeste materialen vertonen een zekere mate van alle 3 effecten, maar in verschillende verhoudingen. Een materiaal kan optisch helder zijn voor licht in het zichtbare spectrum en zeer absorberend voor infraroodlaser, of ondoorzichtig voor onze ogen maar transparant voor infraroodlaser.
Laserlassers mechanica
Laserlassen is een proces waarbij materialen samensmelten door de hitte die ontstaat door het aanbrengen van een geconcentreerde, coherente lichtbundel op de te verbinden oppervlakken.
Dit wordt bereikt door de volgende fasen:
1. Interactie van laserstraal met werkstukmateriaal.
2. Warmtegeleiding en temperatuurstijging.
3. Smelten, verdampen en verbinden: Bij het lassen met een laserstraal komt de elektromagnetische straling met een zodanige energieconcentratie op het oppervlak van het basismetaal terecht, dat de temperatuur van het oppervlak zodanig wordt dat er damp smelt en er metaalsmelten onder het metaal ontstaan.
