Лазерная графика

Сегодня любой посещаемый туристами регион имеет свой сувенирный рынок, и почти на всех таких рынках, среди разнообразных местных сувениров, присутствуют «интернациональные» стеклянные кубики, внутри которых изображены местные «национальные» достопримечательности.

И хотя в разных местах эти кубики называют по-разному – «кристаллы», «лазеры» и т.п., каждый продавец объяснит Вам, что это – лазерная графика, потому что рисунок внутри стекла сделан лазером. Применение технологии лазерной графики широко. Однако редкий продавец расскажет Вам, как это делается. Ведь каждому известно, что свет проходит сквозь прозрачное стекло, не оставляя в нем никаких следов! 

Как же происходит рисование лазерным светом внутри стекла? Для этого нужны специальные лазеры или специальные стекла? 
В 1962 году, вскоре после изобретения лазера, физики открыли явление оптического пробоя (optical breakdown). Оказалось, что при определенных условиях лазерный свет, сфокусированный внутри прозрачного стекла, может приводить к возникновению плазмы и микровзрыву, в результате чего в стекле остается след - белая точка. Иными словами, лазерный свет «выжигает» внутри стекла белую точку.

Очень важно, что оптический пробой носит пороговый характер – он возникает только при превышении определенного уровня плотности лазерного излучения. Именно поэтому лазерный свет проходит через поверхность стекла, не разрушая ее, и пробивает стекло только там, где лучи собираются в точке фокусировки. Важно еще и то, что для получения необходимой мощности лазер должен работать в импульсном режиме – в короткое время выдавать необходимую энергию.

Если вкратце, то в состав лазерного оборудования входит лазерная, оптическая и координатная системы, управляемые компьютером. В компьютере установлена программа, специально разработанная для данной лазерной технологии. Эта программа преобразует объемную модель в массив точек (десятки тысяч и единицы миллионов). С помощью программы осуществляется управление лазером и координатной системой.

Таким образом, сфокусированное объективом лазерное излучение попадает именно в нужную для рисунка точку. Маленькая искра, которую мы видим - это вспышка от микровзрыва в стекле. На экране фиксируется вся проделанная лазером работа. В секунду лазер успевает сделать в стекле 150 микрорасколов. Работу самого лазерного луча простому глазу увидеть невозможно. Так как длина волны данного лазерного излучения равна 1, 064 микрометра, а глаз человека способен различать излучение только в диапазоне 0,4-0,7 микрометра.

Само лазерное оборудование состоит из лазера, оптической системы, блока питания, координатной системы и системы охлаждения. В лазере находятся квантрон (в квантроне установлена лампа мощностью 3500 Ватт и лазерный кристалл), резонатор, состоящий из двух зеркал, и затвор (открывается на короткое время, чтобы сформировать необходимый короткий импульс лазерного излучения). Выходя из лазера, излучение попадает в телескоп (для уменьшения расходимости лазерного луча), проходит через объектив, фокусируя лазерное излучение в заданную точку. В результате, луч, ничего не повредив, попадает в пункт назначения и совершает микровзрыв внутри стекла.