УЧЕБНА ПРОГРАМА ПО
“ТЕХНОЛОГИЧНИ ПРИЛОЖЕНИЯ НА ЛАЗЕРИТЕ”

Хорариум: 30 + 0 + 30 = 60 часа

Лектор: Доц. д-р Християн Стоянов

Анотация: Курсът Технологични приложения на лазерите е с хорариум (2+0+2) и има за цел да запознае студентите с някои теми, важни, както за физиката на взаимодействие на светлината с веществото, така и за технологичното приложение на лазерните източници. Материалът се състои от три основни и близки по същност групи теми:
 - физика на взаимодействието на лазерното лъчение с поглъщащи среди. В този дял се разглеждат необходимите за следващите глави физични основи.
 - видове технологични операции, извършвани с лазери: Разглежда се подробно онези технологични процеси, при които лазерните източници имат утвърдена позиция.
 - технологични лазерни системи и техните конпоненти: В този дял са разгледани конструкциите и типичните компоненти на системите предназначени за технологични процеси.
Курсът е замислен като естествено продължение и допълнение към основната учебна програма, с акцент върху практическите приложения на лазерните източници за технологични цели. Той се явява надстройка на курсовете по лазерна техника, физична оптика, оптични уреди и е предназначен за областа на оптичните технологии.

1. Увод. Преглед на лазерните методи за обработка на материали (1 ч. лекции)
2. Видове лазери за обработка на материали. CO₂ лазери, Nd:YAG лазери, Ексимерни лазери, Други лазери - Йонни, CO, лазери на метални пари, Йодни лазери, Лазери на свободни електрони, Рентгенови лазери. Нелинейни ефекти. (3 ч. лекции, 2 ч. практ.)
3. Оптика и оптични системи. Свойства на лазерните снопове, Разпространение на лазерните снопове преди фокусиране, Фокусиране и дълбочина на фокуса, Модова чистота на снопа (2 ч. лекции, 2 ч. практ.)
4. Компоненти на лазерна система за обработка на материали. Компоненти за преобразуване на лазерните снопове, Фокусираща оптика и други оптични елементи, Детектори и мониторинг на снопа, Измерители на мощност, Механични транспортни компоненти, Обдухващи и охлаждащи системи, Системи за измерване на параметрите на обработваната зона от материала (2 ч. лекции, 2 ч. практ.)
5. Взаимодействие на лазерното лъчение с поглъщащи среди. Отражение и поглъщане, Поглъщане на лазерното лъчение, Пренос на енергията при взаимодействие на лазерното лъчение с поглъщащи среди, Фазови преобразувания, Режими на облъчване и време на взаимодействие (2 ч. лекции, 2 ч. практ.)
6. Повърхностна обработка на материалите I. Лазерно загряване на повърхността. Резултати от повърхностната топлинна обработка, изменение на твърдостта, закаляване (2 ч. лекции, 2 ч. практ.)
7. Повърхностна обработка на материалите II. Плакиране, Претопяване, Повърхностно сплавяване, Повърхностно отлагане, Повърхностно почистване (2 ч. лекции, 2 ч. практ.)
8. Лазерно заваряване на еднородни и разнородни материали. Основни видове лазерно заваряване, Повърхностно заваряване, Дълбочинно заваряване. Заваряване на стомани, Заваряване на титан. Заваряване с диодни лазери (2 ч. лекции, 2 ч. практ.)
9. Лазерно рязане.Процес на рязане, Баланс на мощността, Подходящи лазери, Особености при рязането на различни материали: метали, керамика, стъкло, дърво и др. (2 ч. лекции, 2 ч. практ.)
10. Лазерно пробиване. Физични процеси при повърхностното пробиване, Подходящи лазери и избор на параметрите, Пробиване на метали, Пробиване на неметални материали (2 ч. лекции, 2 ч. практ.)
11. Лазерно маркиране на повърхности. Подходящи лазери и избор на параметрите, Маркиране и надписване на метали, Маркиране и надписване на неметални материали (2 ч. лекции, 2 ч. практ.)
12. Лазерно настройване. Физични процеси при лазерното настройване, Видове лазерни настройки, Подходящи лазери и избор на работните параметри. Настройки на резистори и интегрални схеми. Интерференчни ефекти (2 ч. лекции, 2 ч. практ.)
13. Принципи и приложение на лазерната фотолитография. Лазерни източници за микролитография, Предимства и особености на лазерната микролитография, Системи за лазерна микролитография (2 ч. лекции, 2 ч. практ.)
14. Лазерно нанасяне на тънки слоеве. Лазерно изграждане на микроструктури. Импулсно лазерно отлагане, Химическо лазерно отлагане на тънки слоеве, Избор на лазерен източник и режими на работа. Директна лазерна аблация. Лазерно ецване. Други лазерни методи за микроструктуриране на полупроводници (2 ч. лекции, 2 ч. практ.)
15. Лазерни технологии за изграждане на нано-структури. Нано-структури, видове. Материали и технологии за изграждане на нано-структури. Лазерни методи (2 ч. лекции, 2 ч. практ.)

Формата на контрол е: изпит

Оценката се формира въз основа на изпит, който се състои от две части:
 - писмена работа, при която студентите развиват два основни въпроса и решават една задача.
 - събеседване върху материала на предмета - студентът развива още два допълнителни въпроса.
Ако студентът развие добре само 1 въпрос и реши само една задача, получава (3); ако реши задачата или развие 2-та въпроса, без да реши задачата, но покаже добри познания върху допълнителните въпроси получава (4); ако реши задачата и развие 2-та въпроса, и разработи добре единна от допълнителните теми, получава (5); ако реши задачата, развие 2-та основни и 2-та допълнителни въпроса, получава (6).

1. Ready J.F., et al., LIA Handbook of Laser Materials Processing, LIA, Orlando, 2001.
2. Webb C.E., Jones J.D.C., Handbook of Laser Technology and Applications, Vol. I, II, III, IoP Publishing, Bristol, 2004.
3. Hitz B., Ewing J.J., Hecht J., Introduction to Laser Technology, 3ed., IEEE Press, 2001.
4. Weber M., Handbook of Lasers, CRC Press, Boca Raton, 2001.
5. Weber M., Handbook of Optical Materials, CRC Press, Boca Raton, 2003.
6. Svelto O., Principles of lasers, 4ed., Springer, NY, 1998.
7. Cerullo G., Longhi S., Nisoli S., Stagira S., Svelto O., Problems in laser physics, Kluwer Academic, 2001.
8. Fermann M., Galvanauskas A., Sucha G., Ultrafast Lasers: Technology and Applications, Marcel Dekker, NY, 2002.

31.01.2007 г.

Съставил: Доц. д-р Хр. Стоянов