Logo

Zveřejněno /
2. 8. 2023

Historie laserového značení: Od objevu laseru k modernímu použití

Jaké jsou klíčové milníky v historii laserového značení?

Historie laserového značení: Od objevu laseru k modernímu použití

Laserové značení je technologie, která umožňuje přesně a trvale označovat různé materiály za použití laserového paprsku. Od svého objevu v 60. letech 20. století prošla tato inovativní technologie významným vývojem a našla široké uplatnění v průmyslových, lékařských, a dalších odvětvích. 

Objev laseru

V roce 1960 byl poprvé úspěšně vytvořen laser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) Theodore Maimanem. Tento objev byl založen na principu stimulované emise, který umožňuje uvolňování koherentního světelného záření.

První pokusy s laserovým značením

Již v 60. a 70. letech začaly vznikat první experimenty s laserem pro značení různých materiálů. Tehdejší technologie však nebyla příliš efektivní a laserové značení bylo omezeno na experimentální úroveň.

  • Stimulovaná emise: První a nejdůležitější experiment, který vedl k objevu laseru, byl experiment s stimulovanou emisí. Theodore Maiman, americký fyzik, v roce 1960 vyrobil první funkční laser na základě této myšlenky. Stimulovaná emise znamená, že atomy v aktivním prostředí (např. rubínový krystal) jsou stimulovány externím zářením (zábleskem světla nebo elektrickým výbojem) k emitování světelných fotonů, které jsou v kmitočtu a fázi s původním zářením.

  • První laserové paprsky: Po objevu laseru se experimentátoři soustředili na řízení a usměrňování laserových paprsků. Bylo důležité zjistit, jak ovládat směr a intenzitu paprsku, což bylo klíčové pro následné aplikace.

  • Optické zrcadlo a rezonátor: K výrobě laserového paprsku je třeba mít optické zrcadlo a rezonátor, který byl zodpovědný za zesilování a vyzařování laserového záření. Výzkum a experimenty se zaměřovaly na nalezení optimálních materiálů pro zrcadla a navrhování efektivních rezonátorů.

  • Průmyslové aplikace: S postupem času se začalo zkoumat, jak laserové záření může být užitečné v průmyslu. Experimenty se zaměřily na gravírování a řezání různých materiálů a zkoumání možností využití laseru pro identifikaci a značení produktů.

  • Laserové barvení: Dalším zajímavým experimentem bylo zkoumání laserového barvení. I když tento koncept nebyl široce používán, zkoumání laserových barev otevřelo cestu pro pozdější výzkumy v oblasti laserového značení a tisku.

  • Laserová interferometrie: V této době se také začaly používat lasery pro interferometrická měření. Interferometrie umožňuje měření vzdáleností s extrémně vysokou přesností a nachází široké uplatnění v průmyslu i vědeckém výzkumu.

Rozvoj CO2 laserů

V 70. a 80. letech se začaly rozvíjet CO2 lasery, které umožňovaly značení a gravírování různých materiálů s větší přesností a účinností. Tyto lasery používající plynovou směs CO2, dusíku a vodíku dosáhly výkonu, který umožňoval průmyslové využití.

Zavedení vláknových laserů

Na začátku 21. století přišla další klíčová inovace - vláknové lasery. Tyto lasery používají vlákno jako aktivní prostředí místo plynové směsi. Vláknové lasery nabízí vysoký výkon, vyšší účinnost a menší rozměry, díky tomu jsou ideální volbou pro průmyslové značení.

Rozvoj Green laseru

Green laser byl objeven jakožto výsledek výzkumu v oblasti laserů. První zelený laser byl založen na technologii čtyřúhelníkového laseru zvaného Nd:YAG (neodymium-doped yttrium aluminum garnet). V roce 1962, Americký vědec Robert N. Hall úspěšně vyrobil první Nd:YAG laser, který emitoval zelené světlo s vlnovou délkou okolo 1064 nanometrů. Během 21. století došlo k pokroku v technologiích, které umožnily zvýšit výkon green laserů. Tím se otevřely nové možnosti pro jejich využití v různých průmyslových aplikacích, jako je řezání a svařování kovů, laserové značení, a další.

UV laser

Ve 70. a 80. letech 20. století došlo k průlomu v technologii UV laserů s vývojem excimerových laserů. Excimerové lasery pracují na principu stimulované emise plynů, přičemž laserové záření se generuje z excimerů - molekul složených ze dvou různých atomů. Tyto lasery umožňují produkci ultrakrátkých pulzů UV záření s vysokou energií. UV lasery našly široké uplatnění v průmyslu, zejména v mikroelektronice. Proces litografie pomocí UV laserů umožňuje vytvářet extrémně malé struktury na čipech a polovodičích. To bylo klíčové pro zvýšení výkonu a kapacity moderních elektronických zařízení.

Laserové značení v průmyslu

S rostoucími možnostmi a výkonem laserů se začalo laserové značení stávat nezbytnou součástí průmyslových procesů. Využívá se pro identifikaci, označování, gravírování, řezání a mnoho dalších aplikací na různých materiálech, včetně kovů, plastů, skla, keramiky a dřeva.

Laserové značení v medicíně

Laserové značení našlo také své místo v medicíně, zejména v chirurgii a dermatologii. Využívá se pro značení a odstranění nádorů, odstranění tetování, zlepšení vzhledu jizev a dalších lékařských procedur.

Nové technologie a aplikace

V současné době pokračuje vývoj laserových technologií. Jsou vyvíjeny nové typy laserů, zlepšuje se přesnost a rychlost značení a vyrábějí se speciální systémy pro specifické aplikace. Laserové značení je klíčovým nástrojem v moderní průmyslové výrobě, logistice, a je využíváno také v ochraně proti padělání a zabezpečení produktů.

Laserové značení je fascinující technologie, která prošla dlouhou cestu od svého objevu. Od prvních pokusů v laboratořích až po rozsáhlé průmyslové a lékařské aplikace, laserové značení přispělo k mnoha odvětvím a stalo se nezbytným nástrojem v moderní společnosti. S dalším vývojem laserových technologií je možné očekávat, že bude mít ještě širší využití a pozitivní dopad na různá odvětví lidské činnosti.