Нанесение цветных декоративных покрытий твердотельным лазером

 

Работа 1.

 

Цель работы: Обработка изображения с целью получения цветной картинки на металлической поверхности.

 

1. Обработка изображения включает в себя этапы:
 получение (ввод) изображения,

 его преобразование и редактирование,

 выделение объектов или фаз на изображении,

 проведение измерений,

 сохранение и наненсение изображений.

 

2. Технология лазерной обработки

Ла́зер (англ. laser, акроним от англ. light amplification by stimulated emission of radiation — усиление света посредством вынужденного излучения), опти́ческий ква́нтовый генера́тор — устройство, преобразующее энергию накачки (световую, электрическую, тепловую, химическую и др.) в энергию когерентного, монохроматического, поляризованного и узконаправленного потока излучения.

Физической основой работы лазера служит квантовомеханическое явление вынужденного (индуцированного) излучения. Излучение лазера может быть непрерывным, с постоянной мощностью, или импульсным, достигающим предельно больших пиковых мощностей. В некоторых схемах рабочий элемент лазера используется в качестве оптического усилителя для излучения от другого источника.

Суть явления состоит в том, что возбуждённый атом способен излучить фотон под действием другого фотона без его поглощения, если энергия последнего равняется разности энергий уровней атома до и после излучения. При этом излучённый фотон когерентен фотону, вызвавшему излучение (является его «точной копией»). Таким образом происходит усиление света. Этим явление отличается от спонтанного излучения, в котором излучаемые фотоны имеют случайные направления распространения, поляризацию и фазу.

Под воздействием излучения с высокой плотностью мощности в поверхностных слоях материала происходят изменения. Могут изменяться оптические свойства или топология поверхности, удаляться основной материал или материал покрытия. Полихроматические твердотельные лазеры, могут генерировать целый набор частот (мод оптического резонатора) в широком спектральном диапазоне.

Нанесение изображений твердотельным лазером позволяет изменять цвет материала, за счет появления оксидных пленок при нагреве металла до разных температур. Длительность нанесения изображения площадью 2-4 см² около 10 мин. Толщина луча составляет 50 мкм.

Рис.1. Схема твердотельной лазерной установки.

Установка состоит из рабочего тела 3, лампы накачки 1, обеспечивающей световую энергию для возбуждения атомов активного вещества-излучателя. Полученное излучение фокусируется и направляется с помощью оптической системы 2 на металлическую обрабатываемую поверхность 4

.