Vai trò của khí Helium trong lĩnh vực Laser

Hiện nay, khí Helium dược sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là trong lĩnh vực công nghệ khoa học. Trong đó, khí Heli được sự dụng rất nhiều trong việc tạo khí đốt trong laser. Để tìm hiểu về ứng dụng này của khí Heli, xin mời các bạn đọc tiếp bài viết dưới đây.

Khí heli (hay Hêli) là nguyên tố trong bảng tuần hoàn nguyên tố có ký hiệu He và số hiệu nguyên tử bằng hai. Tên của nguyên tố này bắt nguồn từ Helios, tên của thần Mặt Trời trong thần thoại Hy Lạp, do nguồn gốc nguyên tố này được tìm thấy trong quang phổ trên Mặt Trời.

Heli có điểm sôi thấp nhất trong tất cả các nguyên tố và chỉ có thể đông đặc dưới áp suất rất cao. Nguyên tố này thường thường là khí đơn nguyên tử và về mặt hoá học nó là trơ.

Heli là nguyên tố nhiều thứ hai trong vũ trụ, sau hyđrô. Trong khí quyển Trái Đấtmật độ khí heli theo thể tích là 5,2 x 10−6 tại mực nước biển và tăng dần đến độ cao 24 km, chủ yếu là do phần lớn heli trong bầu khí quyển Trái Đất đã thoát ra ngoài khoảng không gian vũ trụ vì tỷ trọng thấp và tính trơ của nó. Có một lớp trong bầu khí quyển Trái Đất ở độ cao khoảng 1.000 km mà ở đó heli là chất khí chủ yếu (mặc dù tổng áp suất gây ra là rất nhỏ).

Heli là nguyên tố phổ biến thứ 71 trong vỏ Trái Đất, chiếm tỷ lệ 8 x 10−9, còn trong nước biển chỉ có 4 x 10−12. Nói chung, nó hình thành từ sự phân rã phóng xạ của các nguyên tố, do vậy người ta có thể tìm thấy heli trong các mỏ khoáng chất chứa urani, thori v.v và trong vài loại nước khoáng cũng như khí phun trào núi lửa. Heli tồn tại trong nhiều loại khí tự nhiên.

Đối với hàn laser, khí bảo vệ sẽ ảnh hưởng đến sự hình thành của mối hàn, chất lượng mối hàn, độ sâu mối hàn và chiều rộng mối hàn…. Tuy nhiên trong trường hợp sử dụng khí không đúng cách hoặc không đúng loại khí cũng có thể gây ra những tác dụng phụ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm hàn.

Tác dụng chủ yếu của khí bảo vệ được biết đến như sau:

Dùng khí bảo vệ đúng cách giúp tránh được quá trình oxy hóa trong quá trình hàn laser.

Sử dụng khí bảo vệ thúc đẩy sự lan rộng và đồng đều của mối hàn trong quá trình hóa rắn, để mối hàn đồng đều và đẹp hơn.

Việc sử dụng khí đúng cách làm giảm hơi kim loại (hiệu ứng che chắn đám mây Plasma) trên tia laser để năng lượng tia laser không bị phân tán và chạm tới bề mặt phôi, tăng hiệu quả sử dụng của hàn Laser. Việc này đồng thời cũng bảo vệ thấu kính hối tụ của mỏ hàn tránh khỏi ô nhiễm hơi kim loại và các giọt kim loại lỏng. Đối với quá trình hàn laser công suất cao, sự phóng ra của các hơi kim loại và kim loại lỏng rất lớn, nên việc sử dụng khí để bảo vệ có vai trò rất quan trọng giúp bảo vệ thiết bị máy được bền và sử dụng hiệu quả lâu dài.

Sử dụng khí bảo vệ giúp làm giảm rất nhiều độ xốp của mối hàn.

Helium có năng lượng ion hóa rất cao nên hầu như không bị ion hóa dưới tác động của tia laser đồng thời Helium cũng kiểm soát rất tốt sự hình thành của đám mây Plasma giúp cho tia laser hoạt động tốt ở kim loại, tác động nhanh hơn đến việc hàn. Thêm vào đó, hoạt động của Helium rất thấp, nó không phản ứng hóa học với kim loại nên được đánh giá là một loại khí bảo vệ mối hàn tốt nhất. Tuy nhiên chi phí giá thành của Helium quá cao để có thể sản xuất hàng loạt, do đó ít được ứng dụng phổ biến. Thông thường Helium chỉ được sử dụng trong nghiên cứu khoa học hoặc sản xuất một số sản phẩm có giá trị rất cao.

Laser là tên viết tắt của Light Amplification by the Stimulated Emission of Radiation . Khuyếch đại ánh sáng bằng sự phát bức xạ cưỡng bức.

Heli được sử dụng làm khí đốt trong laser và chiếu sáng. Helium khí cộng hưởng được ứng dụng trong các loại laser khí. Như laser heli-neon và laser CO2 và laser hơi kim loại như laser hơi kim loại helium-cadmium. Heli được sử dụng trong laser để kích thích. Các loại laser khác nhau với khí helium hoạt động được áp dụng cho các ứng dụng khác nhau. Chúng phát ra chùm ánh sáng liên tục gồm những bước sóng riêng biệt lâu lâu sẽ là một vài bước sóng. Đồng nhất, cùng pha được gọi là ánh sáng kết hợp.

Laser được sản xuất đa dạng về hình dáng và kích cỡ. Laser được sử dụng làm nguồn sáng trong nhiều ứng dụng. Từ các đầu đọc dĩa CD cho tới các thiết bị đo đạc và dụng cụ y tế dùng để phẫu thuật. Ánh sáng đỏ quen thuộc của Laser Helium-Neon (thường viết tắt là He-Ne) được dùng để quét mã vạch hàng hóa. Nhưng cũng đóng vai trò quan trọng trong nhiều hệ thống hiển vi quét laser đồng tiêu.

Như nghiên cứu khoa học, giao thoa kế, ảnh ba chiều, quang phổ, quét mã vạch, căn chỉnh, phẫu thuật mắt bằng laser, trình diễn quang học, ứng dụng in và sắp chữ, hàn và cắt. Hầu hết các laser helium-neon hiện nay được thay thế bằng laser diode rẻ hơn. Hơn nữa heli được sử dụng làm khí làm việc trong các đèn phóng điện bằng khí. Heli phát ra các màu từ trắng đến cam. Đèn phóng khí Heli được các nghệ sĩ sử dụng cho mục đích chiếu sáng đặc biệt.

Qua bài viết này, Chúng ta thấy đucợ tầm quan trọng của khí Heli trong lĩnh vực Laser. Để biết thêm thông tin về sản phẩm cũng như các ứng dụng khác về Heli, quý khách vui lòng truy cập website Phuthinhgas.com hoặc liên hệ hotline.