СОФИЙСКИ УНИВЕРСИТЕТ "СВ. КЛИМЕНТ ОХРИДСКИ"
ФИЗИЧЕСКИ ФАКУЛТЕТ
КАТЕДРА "КВАНТОВА ЕЛЕКТРОНИКА"

ПРОГРАМА НА КУРСA
"ЛАЗЕРНИ ТЕХНОЛОГИИ"

Хорариум: 45 + 0 + 0 = 45 часа

Лектор: доц. д-р Симеон Гюрковски

Анотация:

Курсът по Лазерни технологии има за цел да даде на студентите знания в областта на приложението на лазерите в промишлеността, както и възможността сами да решават конкретни проблеми, свързани с лазерната обработка на материали.
В първата част на курса са представени особеностите на лазерната технологична апаратура, видове оптически системи за транспорт и фокусиране на лазерното лъчение, както и методи за получаване на равномерно нагрят слой.
Във втората част на курса са изложени последователно различните видове лазерни технологии. Разгледани са същността на процесите, изискванията към параметрите на лазерния източник, методите за повишаване точността на обработка, както и примери за приложения в практиката.
Курсът се чете през VIII семестър за студентите от специалност Инженерна физика, и Физика, в бакалавърската степен на обучение.
Предвидени са 3 ч. лекции седмично или 45 ч. на семестър. Курсът завършва с изпит.

Програма на курса:
  1. Лазерна технологична апаратура. Видове лазери, използувани в лазерните технологии според активната среда - предимства и недостатъци. Блок-схема. Режими на работа. Временно и пространствено разпределение на лазерното излъчване. Предимства в сравнение с известните източници на енергия. (4 уч. часа)
  2. Оптически системи на лазерните технологични апаратури. Енергетични и визуални, съвместни и самостоятелни оптически системи. Материали. Способи за фокусиране на лазерното излъчване, лещи, призми и отразяващи огледала. Микроскопи за наблюдение и фокусиране на лазерното лъчение - видове и схеми. Разпределение на лазерното лъчение върху няколко работни позиции. Способи за относително изместване на лазерното лъчение и детайли. Методи за получаване на равномерно закален слой - оптичен интегратор и сканиране на лазерния лъч. Класификация на методите на лазерна обработка в зависимост от енергетичните и временни характеристики на лъчението. (6 уч. часа)
  3. Лазерно уякчаване. Особености на фазовите преходи при лазерно нагряване на желязо-въглеродни сплави. Характерни свойства на уякчения слой. Лазерно закаляване на стомани и алуминиеви сплави. Параметри на лазерното лъчение. Непрекъсната пътечка, застъпване на петната и петнисто закаляване - технологични особености. Челно и странично закаляване - предимства и недостатъци. Примери за приложение в практиката. (6 уч. часа)
  4. Лазерна химико-термична обработка. Лазерно легиране. Способи за нанасяне на легиращи материали. Особености и предимства пред известните методи за легиране. Лазерно плакиране. Технологични особености. Материали. Лазерна аморфизация. Същност на процеса. Примери за приложение в практиката. (2 уч. часа)
  5. Лазерно заваряване. Изисквания към параметрите на лазерния източник. Заваряване на проводници и листов материал. Видове, технологични особености. Точково и шевно заваряване. Заваряване на тънки проводници и ленти с плоски масивни детайли. Взаимно разположение на детайлите и лазерния лъч. Технологични особености. Предимства и недостатъци. Заваряване на разнородни метали. Заваряване на стъкла. Примери за приложение в практиката. (2 уч. часа)
  6. Пробиване на отвори с лазер. Изисквания към параметрите на лазерния източник. Оптически методи за формиране на отвора - обработка във фокалната равнина, в плоскостта на изображение и в цилиндрична светлинна тръба. Ролята на стопилката при формиране на отвора. Способи за повишаване точността на обработка. (4 уч. часа)
  7. Газолазерно рязане. Характерни особености и предимства през класическите методи на рязане. Рязане на метали и неметали. Ролята на газовата среда върху хода на процеса. Примери за приложение в практиката. (2 уч. часа)
  8. Разделяне на крехки полупроводникови и диелектрични материали с лазер. Изисквания към параметрите на лазерния източник. Материали, технологии, особености и методи - непрекъсната следа, точкуване, създаване на термонапрежения. Основни области на приложение. (2 уч. часа)
  9. Маркиране с лазер. Същност на процеса. Изисквания към параметрите на лазерния източник. Примери за приложение в практиката. (2 уч. часа)
  10. Лазерна термообработка и изпарение на тънки слоеве. Изисквания към параметрите на лазерния източник. Методи за формиране на изображението. Настройка на тънкослойни електронни елементи. Получаване на рисунки върху тънки слоеве. Лазерна литография. Примери за приложение в практиката. (4 уч. часа)
  11. Лазерно отлагане на тънки слоеве. Лазерна микрохимия. Нанасяне на тънкослойни покрития от газова среда. Отлагане на тънки слоеве чрез изпарение и кондензация на пари върху подложки във вакуум. Лазерно активиране на процеса на галванично отлагане на метални слоеве. Термохимично въздействие. Същност и технологични особености на процесите. (4 уч. часа)
  12. Методи за повишаване на поглъщателната способност на металната повърхност. Изменение на грапавостта на металната повърхност. Получаване на окисен слой. Нанасяне на специални поглъщащи покрития. Изисквания към поглъщащите покрития. (2 уч. часа)
  13. Техника на безопасност при работа с технологични лазери. (1 уч. часа)

Форма на контрол: Изпит

Изпитът се провежда от титуляра на курса и асистиращ преподавател по време на изпитната сесия. Оценката се формира чрез два основни въпроса, изтеглени с билет от материала, взет по време на лекциите. На студентите се задават допълнителни въпроси от двамата преподаватели за оформяне на общата оценка. При общо, неподробно познаване на материала, студентът получава среден (3.00). При добре развити въпроси - добър (4.00); при много добре развити въпроси - мн.добър (5.00). При отлично владеене на материала и правилни отговори на допълнителните въпроси - отличен (6.00). Крайната оценката се оформя от мнението на двамата преподаватели.


    ЛИТЕРАТУРА

  1. С.Гюрковски, "Ръководство за упражнения по взаимодействие на лазерното лъчение с веществото", СУ "Св.Кл.Охридски", 1998.
  2. "Guide for material processing by lasers", 2-nd Edition 1978, Laser-Material Processing Committee, Laser Institute of America.
  3. John Ready, "Lasers in modern industry", Society of Manufacturing Engineers, Dearbon, Michigan 48128.
  4. В.Вейко, С.Метев, "Лазерные технологии в микроэлектронике", И-во БАН, 1991.
    Допълнителна литература

  1. М.В.Стельмах, "Лазеры в технологии", М., Энергия, 1975.
  2. John Ready, "Effects of high-power laser radiation", Academic Press, New York-London, 1971.
  3. Н.Н.Рыкалин, А.А.Углов, "Лазерная обработка материаллов", М., Машиностроение, 1975.
  4. Ст.Динев, "Лазерите в модерните технологии", И-во "Алфа", 1993.
  5. W.W.Duley, "Laser Processing and Analysis of Materials", Plenum Press, New York and London.
  6. В.С.Коваленко, "Обработка материалов импульсным лазерам", К. "Выща школа", 1978.
  7. Д.З.Григоров, "Лазерна апаратура, принципи и приложения", Техника, София, 1983.

Съставил: доц. д-р С. Гюрковски

10.02.2004 г.

За коментари и предложения кликнете тук

2011-03-19