Desenvolvimento de um sistema de troca automática do nozzle de ...

10
Desenvolvimento de um sistema de troca automática de nozzle de corte, para
máquinas de corte por laser
insere energia no meio activo que é composto por electrões, que ao receberem essa
energia se excitam e por conseguinte saltam para órbitas mais elevadas. Para se formar
um feixe laser estável, a energia fornecida ao sistema tem de ser suficiente para que
cada átomo esteja dois ou três níveis energéticos acima do seu estado fundamental,
sendo que isto promove o aumento do fenómeno de inversão de população (relação
entre os átomos que se encontram num nível de energia superior e os que se encontram
no estado fundamental). Assim que a fonte de bombeamento para de inserir energia, os
electrões excitados começam a regressar ao estado fundamental e libertam energia sobre
a forma de fotões, cujo comprimento de onda depende da energia de excitação. Quanto
maior o grau de inversão de população maior é o número de fotões libertados e, por
conseguinte, maior a estabilidade do laser. Quando um fotão libertado se encontra com
um electrão que está num estado de energia idêntico forma-se um novo fotão, ocorrendo
assim a emissão estimulada.
A cavidade ressonante é composta por dois espelhos, cuja função é fazer circular os
fotões e promover assim a emissão estimulada. Um dos espelhos é semitransparente, o
que significa que reflecte uma parte da luz e deixa passar a outra, sendo que a parte que
passa se denomina radiação laser.
2.2.2 Modos de operação
Os laser podem funcionar segundo dois modos de operação:
o Modo de onda contínua;
o Modo pulsado;
No modo de onda contínua o output do laser é praticamente constante em relação ao
tempo, sendo que a inversão de população necessária para manter o sistema a funcionar
é obtida através da utilização de uma fonte de bombeamento constante.
No modo pulsado o output do laser varia em relação ao tempo, isto é, pode haver
geração de laser num momento e em seguida este ser desligado, tipo on / off. Este modo
de operação é utilizado quando se pretende concentrar uma grande quantidade de
energia num intervalo de tempo extremamente curto, como por exemplo, quando se
corta uma chapa de aço e se pretende que o material na zona de corte sublime (passe do
estado sólido ao estado gasoso). O modo pulsado pode ser obtido aplicando-se qualquer
uma das três técnicas seguintes:
Q-Switching – Consiste em equipar a cavidade ressonante com um atenuador
eléctrico (Q-Switch), que impede a formação do feixe enquanto a inversão de
população aumenta. Quando se atinge o nível de energia desejado, o Q-Switch é
ajustado para condições favoráveis e forma-se o feixe de luz. Esta técnica permite
a obtenção de pulsos de luz com picos de potência elevadíssimos e duração
temporal elevada, tendo no entanto a desvantagem de necessitar de muito tempo
para atingir cada um desses picos.
Modelocking – Consiste em induzir uma relação de fase fixa entre os modos da
cavidade ressonante, para que o laser esteja bloqueado em fase ou modo. Quando
os modos interferem um com o outro formam pulsos de luz encadeados de