1.3. Лазерне випромінювання та лазери
Лазер являє собою оптичний квантовий генератор і є джерелом лазерного випромінювання. Генероване лазером випромінювання є монохроматичним, тобто генерується на фіксованій довжині хвилі (або на декількох довжинах хвиль). Лазерне випромінювання є когерентним і спрямованим і володіє високою інтенсивністю.
Зазначені властивості лазерного випромінювання визначають основні параметри лазерів (енергетичні, просторові) і його експлуатаційні характеристики. Енергетичні параметри визначають енергетичні можливості лазерів, зокрема, їх потужність. Просторові характеризують розмір і форму “плями” в перетині пучка, а також розбіжність пучка (його діаграму спрямованості). Частотно-часові параметри характеризують спектр випромінювання. Різні лазери генерують випромінювання в спектральній області від ближньої УФ до дальньої ІК. Експлуатаційні характеристики лазерів визначають споживану ними потужність, коефіцієнт корисної дії, час безперервної роботи, ресурс роботи, надійність, габарити, вартість та ін.
Лазерний запис інформації на формні матеріали
2.1. Лазери, які використовуються у формних процесах
Вимоги, що пред'являються до лазерів, використовуваним в якості інструменту для поелементного запису інформації на формні матеріали, визначаються тими функціями, які лазер виконує в цифровій технології: здійснює гравірування, реалізує лазерний вплив або забезпечує термоперенос. Виконання зазначених функцій забезпечується вибором лазера з відповідними параметрами. Значимість того чи іншого параметра визначається конкретною цифровою технологією, а необхідні величини цих параметрів залежать від типу використаного в технології формного матеріалу. Так, при використанні лазерів для гравіювання найбільш важливим є вимога до його потужності, оскільки процес лазерного гравірування вимагає великих витрат енергії. Вимоги до потужності лазерів при запису інформації шляхом лазерної дії і в результаті термопереносу залежать від енергетичної чутливості прийомних шарів формних матеріалів і можуть відрізнятися для шарів різних типів. Суттєвим для всіх цифрових технологій формних процесів є вимоги до просторових параметрів випромінювання лазерів, так як вони визначають розміри і якість сформованих при записі елементів зображення, тобто репродуційно-графічні показники друкарських форм. Не менш важливими є вимоги до спектральних характеристик випромінювання лазера. При його оптимальному узгодженні з спектральної чутливістю приймального шару забезпечується висока актинічного дії випромінювання і, як наслідок, скорочення часу запису інформації.
2.2. Різновиди лазерів, що використовуються в формних процесах
З моменту першого використання до теперішнього часу в формних процесах знаходять практичне застосування такі типи лазерів: газові, твердотільні і напівпровідникові.
Газові лазери. Активним середовищем таких лазерів є газ або суміш газів. У формних процесах застосовуються гелій-неоновий, іон-аргоновий лазери і лазер на двоокисі вуглецю. Вони генерують випромінювання у видимому та ІЧ-спектральних діапазонах довжин хвиль.
Твердотільні лазери. У твердотільних лазерах активним середовищем є кристалічний або аморфний діелектрик. У формних процесах використовують твердотільні лазери на основі кристалів ітрій - алюмінієвого граната з домішкою неодиму. Твердотільні лазери генерують випромінювання в ІЧ-діапазоні довжин хвиль. Твердотільні лазери забезпечують можливість отримання значної потужності випромінювання ( від кількох мВт до декількох кВт).
Напівпровідникові лазери (лазерні діоди). У лазерах цього типу активним середовищем є напівпровідниковий кристал, наприклад, арсенід галію. До переваг таких лазерів слід віднести невеликі габарити і малу споживану потужність. Крім того, ці лазери не вимагають застосування зовнішнього охолодження. Залежно від складу активного середовища вони можуть давати випромінювання у видимому і короткохвильовому ІЧ- діапазонах довжин хвиль з X = 405 нм, 670 нм, 830 нм, їх часто в практиці називаються фіолетовими, червоними і ІЧ- лазерними діодами. Потужність лазерних діодів становить 1-2 Вт. Для досягнення більшої продуктивності їх часто об'єднують в лінійки лазерних діодів.
Рис. 2. Різновиди лазерів, які використовуються у формних процесах:
1,2,4,5,8,9 – лазери для запису світловою дією; 6,7,10 – тепловою дією;
3,6 – для лазерного гравірування.