উচ্চ প্রতিফলিত পদার্থে ইনফ্রারেড লেজারের কম শোষণের কারণ ও প্রভাব
ইনফ্রারেড লেজারধাতু প্রক্রিয়াকরণে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়, তবে তামা, অ্যালুমিনিয়াম, সোনা এবং রূপার মতো উচ্চ প্রতিফলিত পদার্থগুলির জন্য, শোষণ হার সাধারণত কম থাকে। কম শোষণ সরাসরি লেজার শক্তি কাপলিং দক্ষতা, প্রক্রিয়াকরণ স্থিতিশীলতা এবং সামগ্রিক প্রক্রিয়া উইন্ডোকে প্রভাবিত করে। নিম্নলিখিতগুলি উপাদান বৈশিষ্ট্য, লেজার পরামিতি এবং অপটিক্যাল ইন্টারঅ্যাকশন মেকানিজমের উপর ভিত্তি করে ঘটনাগুলি ব্যাখ্যা করে।
I. উচ্চ প্রতিফলিত পদার্থের অপটিক্যাল বৈশিষ্ট্য
উচ্চ প্রতিফলিত পদার্থগুলিতে উচ্চ মুক্ত-ইলেকট্রন ঘনত্ব থাকে এবং তাদের পৃষ্ঠগুলি ইনফ্রারেড তরঙ্গদৈর্ঘ্য পরিসরে উচ্চ প্রতিফলন দেখায়। পৃষ্ঠের প্রতিফলন প্রধানত উপাদানের জটিল প্রতিসরাঙ্ক দ্বারা নির্ধারিত হয়, যেখানে বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা সম্পর্কিত বাস্তব এবং কাল্পনিক অংশগুলি ইন্টারফেসে প্রতিফলন এবং শোষণের আচরণ নির্দেশ করে। ইনফ্রারেড তরঙ্গদৈর্ঘ্যের জন্য (যেমন ১০৬৪ nm বা কাছাকাছি-ইনফ্রারেড), তামা এবং অ্যালুমিনিয়ামের প্রতিফলন ৯০% এর বেশি হতে পারে, যেখানে শোষণ হার মাত্র ৩%–৭%। অতএব, লেজার শক্তি কার্যকরভাবে উপাদানে জমা করা যায় না।
II. ইনফ্রারেড লেজারের তরঙ্গদৈর্ঘ্যের বৈশিষ্ট্য
ইনফ্রারেড লেজারের তরঙ্গদৈর্ঘ্য ধাতব মুক্ত ইলেকট্রনের দুর্বল শোষণ প্রতিক্রিয়া অঞ্চলে থাকে। এই তরঙ্গদৈর্ঘ্য পরিসরে, ধাতুগুলির ত্বক গভীরতা কম থাকে, যার অর্থ অপটিক্যাল শক্তি একটি খুব অগভীর পৃষ্ঠ স্তরের মধ্যে ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিকভাবে ক্ষয় হয়, যার ফলে সীমিত কার্যকর শোষণ হয়। ইতিমধ্যে, ইনফ্রারেড আলোর ফোটন শক্তি কম এবং শক্তিশালী ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক কাপলিং তৈরি করতে পারে না, যা লেজার এবং ধাতব পৃষ্ঠের মধ্যে মিথস্ক্রিয়া দক্ষতা হ্রাস করে।
III. শোষণে লেজার আপতন কোণ এবং মেরুকরণের প্রভাব
আপতন কোণ এবং মেরুকরণ অবস্থা ইন্টারফেসে প্রতিফলনের আচরণ পরিবর্তন করে। এস-মেরুকৃত আলো ধাতব পৃষ্ঠে উচ্চ প্রতিফলন দেখায়, যেখানে পি-মেরুকৃত আলো নির্দিষ্ট কোণে কম প্রতিফলন অর্জন করতে পারে। যাইহোক, ব্যবহারিক ওয়েল্ডিং, ক্লিনিং বা চিহ্নিতকরণ অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে, একটি স্থিতিশীল মেরুকরণ দিক বজায় রাখা কঠিন, তাই সামগ্রিক শোষণ কম থাকে।
IV. শোষণে উপাদান পৃষ্ঠের অবস্থার প্রভাব
পৃষ্ঠের রুক্ষতা, অক্সাইড-ফিল্মের পুরুত্ব এবং দূষণ লেজার শক্তির বিক্ষেপণ এবং শোষণকে প্রভাবিত করে। উদাহরণস্বরূপ:
অক্সাইড স্তরগুলি ইনফ্রারেড পরিসরে তামার শোষণ বাড়াতে পারে।
রুক্ষ পৃষ্ঠগুলি একাধিক বিক্ষেপণ করতে দেয়, যা কার্যকর শোষণ বাড়ায়।
তবে, মসৃণ উচ্চ প্রতিফলিত পদার্থের প্রাথমিক প্রক্রিয়াকরণ পর্যায়ে, শোষণ উল্লেখযোগ্যভাবে কম থাকে।
V. প্রক্রিয়াকরণে কম শোষণের প্রভাব
শক্তি কাপলিং সমস্যা: লেজার শক্তি কার্যকরভাবে জমা করা যায় না, যার ফলে অপর্যাপ্ত ওয়েল্ড অনুপ্রবেশ বা কম চিহ্নিতকরণ দক্ষতা দেখা যায়।
ব্যাক-প্রতিফলনের ঝুঁকি বৃদ্ধি: উচ্চ প্রতিফলন লেজার ফেরত সৃষ্টি করতে পারে, যা লেজার উৎসের অভ্যন্তরীণ অপটিক্যাল উপাদানগুলির ক্ষতি করতে পারে।
সংকীর্ণ প্রক্রিয়া উইন্ডো: প্রক্রিয়াকরণ শক্তি, ফোকাস অবস্থান এবং স্ক্যানিং গতির প্রতি অত্যন্ত সংবেদনশীল হয়ে ওঠে, যার ফলে অস্থির ফলাফল হয়।
প্রাথমিক গলন কঠিন: প্রক্রিয়াকরণের শুরুতে, কম শোষণ স্থিতিশীল গলন-পুল গঠনকে বাধা দেয়, যার জন্য উচ্চ শক্তির ঘনত্বের প্রয়োজন হয়।
VI. উচ্চ প্রতিফলিত পদার্থে ইনফ্রারেড লেজার শোষণ উন্নত করার পদ্ধতি
শক্তির ঘনত্ব বৃদ্ধি করুন: স্পট সাইজ হ্রাস করুন বা প্রাথমিক শক্তি কাপলিং শক্তিশালী করতে পিক পাওয়ার বৃদ্ধি করুন।
মডুলেটেড লেজার প্রক্রিয়া ব্যবহার করুন (যেমন, MOPA পালস): পালসে উচ্চ পিক পাওয়ার দ্রুত উপাদানের পৃষ্ঠকে গরম করতে পারে এবং প্রতিফলন কমাতে পারে।
পৃষ্ঠের প্রিট্রিটমেন্ট: রুক্ষকরণ, বালি-বিস্ফোরণ, পরিষ্কার করা বা নিয়ন্ত্রিত জারণ শোষণ উন্নত করতে পারে।
পরিবর্তনশীল তরঙ্গরূপ বা মাল্টি-মোড লেজার ব্যবহার করুন: বিভিন্ন পালস প্রস্থ এবং ফ্রিকোয়েন্সি শোষণের স্থিতিশীলতা উন্নত করে।
ইনফ্রারেডের পরিবর্তে নীল বা সবুজ লেজার ব্যবহার করুন: দৃশ্যমান-আলো লেজারগুলিতে তামা, অ্যালুমিনিয়াম এবং অনুরূপ উপকরণগুলিতে উল্লেখযোগ্যভাবে উচ্চ শোষণ থাকে, যা সরঞ্জামের প্রয়োজনীয়তার উপর নির্ভর করে।