Лазерные технологии в машиностроении

Одной из характерных  особенностей развития современной  лазерной технологии является разделение сфер влияния твердотельных и  газовых лазеров. Твердотельные  лазеры в ближайшие годы будут  иметь преимущества при выполнении энергетических импульсных процессов  обработки, к которым относятся  точечная сварка, сверление алмазных и рубинных камней, нанесение рисунков на тонких пленках за один импульс  на большой площади и т.д. В  тех случаях, когда для выполнения какой-либо технологической операции достаточно энергии излучения газовых  лазеров, следует отдавать им предпочтение ввиду более высоких частот повторения импульсов, стабильности и большого срока службы. Газовые лазеры и  установки на их основе предоставляют  технологу-исследователю большие  возможности в выборе частот и  режимов работы, что имеет особое значение при обработке и нанесении  различных пленочных покрытий. При  этом найдут применение теплохимические  и фотохимические методы воздействия  лазерного излучения на материалы, которые широко используются в различных  областях микроэлектроники.

Импульсные  лазеры уже на современном уровне превзошли по импульсной мощности все  другие источники энергии, и можно  ожидать дальнейшего улучшения  характеристик их излучения. Однако средняя мощность лазеров пока недостаточна.

Можно предположить, что аргоновые лазеры и лазеры на основе иттриево-алюминиевого граната  найдут широкое применение в технологических  процессах средней энергоемкости, а мощные СО2-лазеры займут особое положение. Установки на их основе вытеснят традиционное оборудование для резки, сварки, сверления  отверстий, термообработки материалов и изделий в области тяжелого машиностроения. Здесь СО2- лазеры будут  вне конкуренции. Простота управления интенсивностью управления лазерного  излучения в сочетании с использованием современных средств программного управления позволит использовать лазерные установки в автоматизированных системах.

Появление стабилизированных  одночастотных лазеров, в особенности  лазеров с плавной перестраиваемой  частотой, каковыми являются жидкостные лазеры, значительно расширит области  практических применений оптических методов  в системах неразрушающего контроля, метрологии, системах измерения и  контроля размеров и линейных перемещений. Лазерный пучок станет более удобным  инструментом для определения физико-химических свойств материалов, использования  в качестве визира, измерения длины, скорости и т.д. При этом приборы  на основе лазеров будут обладать исключительно высокой точностью  и воспроизводимостью при локальных  измерениях. Оптические доплеровские методы дадут возможность измерять скорости потоков различных жидкостей  и газов.

Высокостабилизированные одномодовые лазеры позволят в еще  большей мере использовать голографические  и интерференционные методы измерений. К голографическим методам в  настоящее время проявляется  все больший и больший интерес  многих специалистов, в отношении  их применения определяются весьма большие  перспективы. С помощью голографической  интерферометрии можно обнаруживать отклонения от заданных размеров различных  оптических непрозрачных объектов, а  также производить испытания  линз и зеркал, для которых не существует ручных шаблонов.

Практически выявлена перспективность применения маломощных лазеров непрерывного действия для измерения скоростей в  потоках жидкости и газа. Однако применение лазеров большой мощности, работающих в сине-зеленой или  инфракрасной областях спектра, позволит повысить дальность действия оптических доплеровских измерителей скорости до нескольких километров. Эти измерители могут найти применение в различных  технологических процессах как  датчики скорости для автоматизированных систем.

Широкое применение найдут лазеры в научных исследованиях. Важной областью явится использование  перестраиваемых по частоте лазеров  для спектральных исследований с  высокой чувствительностью и  разрешающей способностью. Наличие  мощных непрерывных и импульсных лазеров позволит более совершенно провести исследования в области взаимодействия излучения с непрозрачными средами, изучить нелинейные эффекты, возникающие при прохождении интенсивного лазерного излучения через оптически прозрачные среды.

Доступность и экономическая эффективность  надежного лазерного оборудования будут и в дальнейшем определять широкое практическое применение лазерной технике в промышленности. В ближайшие  годы, очевидно, появятся еще более  производительные, мощные и надежные установки, которые позволят ускорить применение лазеров в различных  областях науки и техники, в том числе и в приборостроении и машиностроении.