ÖZET

Lazerler, 21. Yüzyılın çok amaçlı kullanımlı temassız takımı, aracı, silahı, ölçme, analiz enstrümanı, tedavi yöntemi olarak değerlendirilmektedir. Lazerli yöntemlerin, tekniklerin birçok üstünlükleri nedeniyle, endüstride konvansiyonel yöntem ve tekniklerin yerini almaktadır. İmalat sanayinde üretimin birçok kademesinde, malzemelerin işlenmesinde, ölçümlerinde, analizlerinde, kalite kontrollerinde, üretimin otomasyonunda lazerlerin kullanımı artmakta ve yaygınlaşmaktadır. Tıpta birçok hastalığın tanısında, tedavisinde kullanıldığı gibi savunma sanayinde de lazerli silahlar üretilmektedir. Bilgisayar, elektronik, iletişim, eğlence sektörlerinde de lazerler yaygın kullanılmaktadırlar. Sanayisi gelişmiş ülkelerde lazer teknolojisi üzerine özel ve resmi bilim araştırma-geliştirme kuruluşlarında yoğun ve geniş çaplı çalışmalar sürdürülürken, bu ülkelerde optik/lazer teknolojisi hızlı bir şekilde ilerlerken, Türkiye´de lazerlerle ilgili kayda değer gelişmelere rastlanmamaktadır. Bildiride, lazerler hakkında genel bilgiler özetlenerek, lazerin kulanım alanları ve teknolojindeki yenilikler üzerinde durulmaktadır ve Lazer teknolojisinin Türkiye acısından bir değerlendirilmesi tartışmaya sunulmaktadır.

Anahtar Sözcükler: Lazerler, Kullanım alanları, Endüstri, Teknoloji, İnovasyon

ABSTRACT

Lasers have been evaluated such as multi-functional contactless tools for many purposes, devices, guns, measuring-analysing instruments and also medical treatment tools in the twenty-one century. Because of many superiorities of laser-based methods, they have been replacing conventional methods in industrial production. In manufacturing industry, lasers are being extensively used on increasing scale for many production steps such as material processing, analysing, quality control processing and automation of production tasks effectively. Also they are being used for diagnosis of many diseases in medicine -theraphy and with laser-based guns are being used for defense industry. Computer, electronic, communication, entertaintment etc. Sectors are other areas which employed laser technology. Private and official science-research-development foundations (centers) are conducting dense and extensive studies with related optic and laser technology. But unfortunately noteworty developments haven’t been observed for this subject in Turkey. In this manuscript, general knowledge of lasers, areas which using lasers and innovation in technology have been summarized. And a discussion has been represented about laser technology.

Keywords: Laser, Using, Industry, Technology, innovation,

1. GİRİŞ

20.yüzyıl teknolojisinde elektron belirgin iken, 21. Yüzyıl teknolojisine ise photon, yani ışık/işin, lazerler belirleyici olacaktır. /1,2,3,4,5,6/ Bu nedenle olacak ki Almanya gibi sanayisi gelişmiş ülkelerde lazer teknolojisi ile ilgili bilim araştırma merkezleri, üniversitelerde enstitüler, bölümler, ana bilim dalları açılmaktadır, ulusal ve uluslararası çalışma grupları kurulmaktadır. Örneğin Almanya`nin her eyaletinde lazer araştırma geliştirme bilim merkezleri kurulmuştur. Şekil 1 Aşağı saksonya eyaletinde Hannover kentinde dünyaca ünlü Lazer bilim merkezi bir örnek olarak verilmektedir.

Şekil 1. Lazer Bilim Merkezi Hannover, Almanya, LZH, /24/

Bu bilim merkezlerin her birinde yüzlerce bilim adamı ve uzmanlar çalışmaktadır. Üniversitelerle ve endüstrideki firmalarla ortak Arge projeleri yürütülmektedir, eğitim ve danışmanlık hizmetleri verilmektedir. Her gecen gün piyasaya geliştirilmiş, yeni, daha kaliteli ve daha ekonomik lazerlerle ilgili makineler, cihazlar, teknikler sürülmektedir. Son yıllarda lazerle ilgili çok sayıda is yerlerin, mühendislik ve danışmanlık büroları açıldığı gözlenmektedir. Orta ve küçük ölçekli normal atölye tipi işletmelerde de lazer imalat yöntemleri beklenenden çok daha hızlı yayılmaktadır. Bu is yerlerinde tamirat isleri, fason isler yanında teknik danışmanlık ve eğitim hizmetleri vermektedirler. Örneğin 2006 yılı itibarıyla alman lazer üreticileri , (342 üretici firma) 45 000 çalışanı ile 8-milyarlık brüt kar elde etmişlerdir. Şekil 2 Şekil 3 te Malzemelerin islenmesi ile ilgili ekonomik veriler 2007 yılı itibarıyla Dünya genelinde verilmektedir. 6.3 Milyar Eurroluk dünya pazarındaki lazerlerle malzeme islenmesindeki en büyük payı, % 52 lik pay ile kesme kaynak almaktadır, Elektronik, bilgisayar gibi mikro teknikte düsen pay %21 olarak belirlenmiştir. Markalama, gravürleme islerin payi ise %15 olarak tespit edilmiştir. 6.3 milyar Euro’luk Lazer-Dünya-Pazarında Avrupa birliği ülkeleri % 39 payla ve Japonya % 17 payla pastanın en büyük dilimine sahip çıkıyorlar /1,4,5,6/

Şekil 2. Lazer dünya pazarı grafikleri /4,5/

Yurt dışında sanayisi gelişmiş ülkelerde optik, lazer teknolojisi hızlı bir şekilde ilerlerken, lazer teknolojisi ile yeni işyerleri açılırken, dünya pazarlarında sürdükleri kaliteli, ekonomik ürün ve hizmetlerin rekabet sansını artırırlarken, yeni endüstriyel tasarımlarla ve ürünlerle yeni pazarlar kazanırlarken,; Türkiye´de lazer imalat yöntemleri ile ilgili kayda değer gelişmelere rastlanmamaktadır. Türkiye’de henüz lazer imalat yöntemlerinden lazer kaynağını uygulayacak firma ve eleman sayısında büyük eksiklik bulunmaktadır. Eğer Türkiye, belli sanayi ürünlerinde dünya pazarlarında rekabet edebilme şansını kaybetmek istemiyorsa ve pazar payını yeni, ucuz ve kaliteli sanayi ürünleri ile genişletmek istiyorsa bu lazer imalat teknolojisini kullanmak zorundadır.

.
Şekil 3. Lazerlerle malzemelerin işlenmesinde
dünya pazarı, /4,5/

2. LAZERLER

Lazer kelimesi (İngilizce LASER; Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) yani, uyarılmış radyasyon salınımlarıyla ışığın kuvvetlendirilmesi sözcüklerinin baş harflerinin alınmasından türetilmiştir. Lazer: yapay olarak yoğunlaştırılmış ve yönlendirilmiş bir ışık kaynağıdır. Lazer ışığı ise yüksek genlikli, aynı fazda, birbirine paralel, tek renkli, aynı dalga boylu ışından ibarettir. Lamba ışığı her yönde düzensiz ve farklı dalga boylu ışık saçarken, lazer belli bir doğrultuda yönlendirilmiş, aynı dalga boylu ışınlar yaymaktadır. Lazer ışınının meydana gelmesi ve özellikleri, lazer tipleri ile ilgili çok sayıda kaynak bulunmaktadır. /1-28/ Lazerlerle ilgili İngilizce ve Almanca sözlü genel bilgilere internetten de ulaşılabilinmektedir. /22-29/

Lazerlerin (ışınlarının) başlıca karakteristik özellikleri aşağıdaki gibi sıralanabilir, /1,2,3,22-28/

· Koherent

· Düşük divergent

· Yüksek intensite, küçük bir noktaya yüksek miktarda enerji verebilir.

· Lazer isini kesiksiz sürekli (sabit) ve kesikli sürekli, (Ultra kısa atılımlı, darbeli diğer adları ile impuls, pulslu) kayıpsız, dağılmaksızın yayılabilinmektedir. Bu özellik sayesinde kayıpsız yüksek enerji naklinin yapılması sağlanabilir

· Monochrom, yani tek renkli, tek dalga boyuna sahip ışık, ışın demeti.

· Frekans ve dalga boyları lazer tipine göre değişmektedir.

· Lazer cinsine göre çeşitli renkte ışınlar elde etmek mümkündür. Bazı lazerler excimer green -lazerler, çıplak gözle görülebilinirken, bazı fiber-lazerler çıplak gözle görülmeyen morötesi ve kızılötesi ışınlar üretmektedirler.

· Frekans dağılım aralığı, frekansının bir milyonda biri civarındadır. Bu nedenle istenilen frekansta çok sayıda dalga, lazer dalgası üzerine bindirilmek suretiyle haberleşmede iyi bir sinyal jeneratörü olarak iş görür. Aynı anda birçok bilgi bir yerden başka yere gönderilebilir.

Prensip olarak lazer ışınının elde edilmesi;

Isıtılan materyallerin, örneğin, bir bakır telin sıcaklığının artırılması ile kızıllaşarak ışık yaymasına benzemektedir. Isı enerjisi, maddenin atomlarını, moleküllerini tahrik ederek, bazkat (altkat) enerji seviyelerinden, (E₁) üstkat enerji seviyelerine, (üskat enerji kademelerine) (E_2,E₃.) çıkmalarını, belli bir yoğunluğa ulaşmalarını ve hareketliliklerini sağlamaktadır. Atomlar, 10^-8s kadar bir sürede üstkat enerji seviyelerinde kararsız bir durumda kaldıktan sonra kendiliklerinden ve aniden alt kat yâda arakat enerji seviyelerine (E₁) düşerler. Bu esnada daha evvel alınan enerji, elektromanyetik dalgalar, photon olarak yani ışın, ışık şeklinde geri verilmektedir. /1,2,3/ Lazer aktif ortamda bu photonlar diğer photonların, sırlı aynalardan geriye yansıyarak, ortaya çıkmalarına neden olurlar. Photon sayısı, ışık şiddeti belli değerlere ulaştığında kısmi geçirgen aynadan dışarı çıkarlar. Mercek, ayna sistemleri ile yönlendirirler. Lazer aktif maddeye pompalanan enerji devir daimi kaldığı sürece, ışık, ışın üretimi süreklilik kazanır. Fiziksel prensip olarak lazer ışının meydana gelişi Şekil 4 gösterilmektedir. Dalga boyları l=400 nm ile l =750 nm arasında değişen lazer çıplak gözle görülebilmektedir. Lazer bir ışık olarak ta tanımlanmaktadır. Bu nedenle burada lazer ışın ve lazer ışık kelimeleri yanında” lazer” kelimesi genel anlamada kullanılmaktadır.

Şekil 4. Prensip olarak lazerin elde edilmesi

Lazer kaynağı (Lazer üreticileri) üç temel bileşenden oluşmaktadır Şekil 5, lazer makine sisteminin bir prensip seması gösterilmektedir.

Enerji Kaynağı, Enerji pompalama, (I)

Genelde elektrik enerjisi ve enerji pompalama aynı kısmi yapı sistemi içerisinde yer almaktadır. Burada, lazer aktif madde atomlarının, moleküllerinin tahrik edilmesi için gerekli enerjiyi sağlamaktadır. Lazer aktif medyuma enerji pompalama genelde farklı yöntemlerle gerçekleşmektedir. Elektrik pompalama yöntemi ve Optik pompalama yöntemi sanayide kullanılan lazer makinelerinde tercih edilmektedir. HCL-Lazerlerinde görüldüğü gibi kimyasal reaksiyonla da, pompalama enerjisi gerçekleşmektedir. Bu yöntem daha çok lazer silahlarında kullanılmaktadır. Lazer aktif madde atomların ayni şekilde moleküllerin Enerji pompalama ile tahrik edilerek endüst enerji seviyelerine atlamaları sağlamaktadır.

Şekil 5. Lazer üreticilerin, (Lazer kaynak makinelerin) üç temel bileşeni

Lazer aktif madde, (II)

Lazer ışının ortaya çıkmasını sağlayan maddededir. Örneğin, lazer aktif maddeler; Er, Nd, Yb, Tm, Pr, ... Lazer aktif madde; - katı kristal (Nd:YAG), - gaz (CO2), veya - sıvı halde, ( renkli bir eriyik, boyalı sıvı lazerleri) olabilmektedir. Seçilen lazer aktif maddesine göre; yakut lazeri, helyum-neon lazeri, karbon dioksit-nitrojen lazeri, excimer lazeri, kripton lazeri, neodymium lazeri gibi farklı kullanım amaçları için çok sayıda lazer çeşitleri bulunmaktadır. /1-3,22-28/ Katı, sıvı veya gaz fazındaki lazer aktif kaynak ortamına göre de ışın; morötesi, yeşil, mavi, kırmızı veya kızılötesi gibi farklı renkleri bulundurur. Lazer aktif ortam lazer tipine göre farklılıklar göstermektedir. Nd:YAG-lazerinde aktif ortam aktif bir madde ile zenginleştirilmiş bir kristal çubuk seklinde bulunmaktadır. CO2-gaz lazerinde ve excimer lazerinde aktif ortam, içinde aktif gazlar bulunan bir tüpten ibarettir bu tüpün hacmi büyüklüğü gaz lazerin gücünü belirlemektedir. Fiber lazerinde ise aktif ortam optik kablonun çekirdeğinin lazer aktif madde ile örneğin Yb ile zenginleştirilmesi ile sağlanmaktadır. /1,2,3,6,10,11-28/

Resonatörler, (Sırlı Ayna yansıtıcılar), (III)

İki farklı aynalardan oluşan bir optik sistemdir. Lazer aktif maddenin arkasında ışınları yansıtıcı bir ayna sistemi, (R1) bulunmaktadır. Lazer ışını güç ölçümleri için ışın, ışık geçirgenliği % 0,5 ile % 2 olan ayna kullanılmaktadır, Sekil 3. III. Önde ise kısmi geçirgen (ışın, ışık geçirgenliği % 15-50) olan bir ayna, mercek sistemi, (R2) bulunmaktadır. Rezonatör; lazer ışınlarının bir kısmını lazer aktif maddesine, aktif ortama geri yansıtarak devamlı yoğunlaştırılmış bir ışık demeti şeklinde ve yayılma eksenine paralel yayılmalarını sağlamaktadır /1-3,9-28/.

Lazer demetin iletimi,

Ön resonatörden çıkan lazer demeti lazer tipine göre ayna, mercek sistemleri ile veya optik kablosu yâda lazer kablosu (10 mm çaplı fiber optik kablo veya ışın elyaf kablosu) yardımıyla kayıpsız istenilen yere, operasyon noktasına, iş parçasına iletilmektedir. Lazer ışınlarının optik kablosu ile iletimi lazer ışınının dalga boyuna göre değişmektedir. Örneğin düşük dalga boyutlu Nd-YAG-lazerin (l=1060 nm yâda l =1.06mm) iletiminde optik kablosu kullanılırken, CO₂-lazerin iletimi ayna mercek sistemleri ile gerçekleşmektedir. Elde edilen lazerin absorbsiyon (emilme, yutulma) veya yansıtma yatkınlığı da lazerin dalga boyuna ve malzemeye göre değişmektedir. Örneğin, Nd-YAG-lazeri, CO₂-lazerine göre metaller tarafından daha iyi absorbe edilmektedir, yani daha iyi emilmektedir. Farklı malzemeler için farklı absorpsiyon özellikleri vardır, örneğin Al-malzemeleri demir, çelik malzemelerine kıyasla lazer ışınlarının absorpsiyonu düşüktür. /1-3,9-28/. Lazer enerji demetinin zamana göre sürekliliği pompalan enerjinin zamana göre sürekliğine bağlıdır. Pompalama enerjisi kesildiğinde lazer demetin iletimi de kapanmaktadır.

Malzemelerin işlenmesindeki ana prensip;

Odak noktasında yoğunlaştırılan lazer enerjisi ( E_Lazer =10⁴- 10⁸W/cm² , E_Ark = 2x10²- 5x10⁴W/cm²) malzemenin, işlenen parçanın yüzeyi üzerinde pozisyonu belirlenir. Enerjinin büyük kısmı malzeme tarafından emilir bir kısmide malzeme dışına, yansıtılır, yayılır. Efektif olarak kullanılan lazer enerji yoğunluk oranı, malzeme cinsine, yüzeyin parlaklığına, lazerin cihaz gücüne ve lazerin dalga boyuna, kullanılan işlem gazlarına, odak noktasının uzunluna, netliğine, dairesel çapının büyüklüğüne ve pozisyonuna ve bağlı olarak değişmektedir. /1-3,9-28/. Odaklanmış lazer ışının enerji miktarına göre malzemelerin işlenmesinde üç yöntem kullanılmaktadır: (Şekil 6 de lazerli malzeme işlem yöntemleri şematik şekilde gösterilmiştir.)

· Isıtma yöntemi;

(E < 10⁴ W/cm², Isıtma, ısıl ve yüzey işlemler, şekillendirme,… )

· Ergitme, (sıvılaştırma) yöntemi;

( 10⁴W/cm²<E < 10⁶ W/cm², Ergitme kaynağı, ısıl ve yüzey işlemleri,…)

· Buharlaştırma yöntemi, (Anahtar deliği yöntemi, Derin nüfussiyet yöntemi);

(10⁶W/cm²<E < 10⁸ W/cm² , Kaynak, kesme, delme, teknik yüzey işlemleri,)

Şekil 6. Lazerlerle malzeme işleme yöntemleri

Endüstriyel uygularlarda lazerlerin ortak özeliklerin önem sırası gözetilmeden sıralanması,

· Lazerli operasyon, uygulama hızlarının yüksek olması,

· Yüksek kalite ve sürekli kalite (reprodüksiyon; Tekrarlanabilir, güvenirli kalite)

· Ekonomiklik, çok amaçlı kullanımı ( kesme, delme, kaynak, v.b.)

· Temassız takim, (aşınma nedeniyle tekim değiştirme ve kararsızlık olayının kalkması)

· Otomasyona ve bilgisayar destekli üretime uygunluğu

· Yeni tasarımların gerçekleştirilmesine yatkınlığı, Daha evvel imkânsız olarak değerlendirilen yeni pek çok tasarımlar, operasyonlar, ölçümler lazerlerle günümüzde mümkün olabilmektedir,

· Yüksek yoğunluklu, noktasal enerji aktarımı

· Derin, dar ve kontrollü nufüziyet

· Farklı özellikteki malzemelerin, malzeme kombinasyonların birleştirilmelerinde kullanılması.

· Uygulama öncesi ve sonrası fiziksel, kimyasal işlemlerin kalkması yâda azalması,

· Lazerli uygulamalarda insan sağlığı acısından kolaylık, rahatlık,

Lazer ışının kalitesi, (Lazer kalitesi)

Lazerlerin ışının kalitesi malzeme işlemesinde, örneğin lazerli kaynak bağlantılarda önem arz etmektedir.

Lazer ışının kalitesi, (Lazer kalitesi) genelde üretilen ışının odaklanabilirlik ve netlik değerleri ile ifade edilmektedir. Odak noktası, (lazer lekesi) ne kadar küçük ve keskin ise yani odak noktasının keskin çapı ne kadar küçük ve netse lazer ışını o nispette kalitelidir. Lazerlerin tiplerine, dalga boylarına göre farklı lazer kalite tanımları bulunmaktadır, Örneğin; CO2-lazerleri (TLF), gibi, (λ =10600 nm = 10.6 mm) dalga boyu yüksek lazerler için lazer kalitesi lazer propagasyon faktörü diğer bir adıyla lazer yayılma faktörü ile tanımlanmaktadır. Kalite değeri olarak lazer yayılma faktörü literatürde farklı sembollerle karşımıza çıkabilmektedir. Burada Lazer kalite değer olarak, lazer yayılma faktörü, K= 0 ile 1 arasında değişmektedir. En iyi, yüksek ışın kalite değeri 1 olarak verilmektedir. Nd:YAG-lazerleri (λ = 1060 nm = 1.60 mm), Diyod lazerleri, yari iletken lazerleri ve fiber lazerleri (λ = 1070 nm = 1.70 mm), gibi dalga boyu küçük lazerlerin kalite değeri lazer parametre çarpı değeri ile belirlenmektedir. Literatürde BPP [mm x mrad] sembol ve birimi ile tanımlanmaktadır. Örneğin YLR tipi, P =17kW gücünde fiber lazerin kalite değeri, BPP =11.7 [mm x mrad] ve verimi yaklaşık %30 dur. TLF tipi P=5.5 kW gücündeki CO2-lazerin kalite değeri BPP =6.7, verim oranı h = % 5 ile 10 arasındadır. 1,2,3,6-28/

Sanayide kullanılan yüksek güçlü lazer makineleri;

Malzemelerin islenmesinde sanayide tercih edilen yüksek güçlü lazer makineleri Nd-YAG-Lazerleri

Yüksek güçlü CO₂-lazer, ND-YAG-lazer, Ytterbium-fiber lazer ve diyot lazer ve Excimer lazer kullanılmaktadır. Eskiden malzeme kesme işleri için CO2-lazer makineleri, metallerin işlenmesinde, bilhassa lazer kaynağında ise Nd: YAG-lazer makineleri kullanılmaktaydı. . Endüstride eski tip Nd: YAG -lazer ve CO2-lazer makineleri fazla yayılmamışlardır. Son iki üç yıldır fiber lazer makineleri kesme, kaynak, delme gibi birçok malzeme islerinde Nd-YAG ve CO2-lazer makineleri yerini almaktadır. Fiber lazer makinelerinin prensip yapısı Şekil 7 de gösterilmektedir. Eski tip lazer makineleri genelde çok ağır ve boyutları kapladıkları alan büyüktür, Randımanları, (elektrik enerjisinin faydalı ise dönüştürme verimi) h = % 2 ile h = % 5 arasında değişirken, günümüzün yeni tip lazer makineleri hem daha hafif, üretilen lazerin kalitesi daha yüksek hem de randımanları çok daha yüksektir, örneğin diyot lazer enerji pompalı Nd-YAG güçleri artırılırken, verim oranları da % 2- % 3 lerden %10 - % 15 lere kadar yükseltilmiştir. Diyot enerji pompalı fiber lazerlerin verimi % 30 lara, yüksek güçlü diyot lazerlerin verimi de % 60 lara varmıştır. /1,2,3,6-28/ Yeni tip yüksek güçlü diyot lazerler yekpare ve küçük boyutlu yapıları ve artırılmış lazer kaliteleri ile bilhassa plastik malzemelerin islenmesinde, lazer lehimde, sertleştirme gibi yüzey işlemlerinde kullanılmaktadır. Lazer ergitme kaynak yönteminde de diyot lazerler tercih edilmektedir.

Şekil 7. Yüksek güçlü fiber lazerlerin şematik, prensip yapısı

Yeni tip yüksek güçlü lazer makinelerinin ortak özellikleri: /1,2,3,6-28/

- Yüksek güç, (P=10 kW – P=100kW,

- Yüksek odaksal enerji yoğunluğu; 10⁶ W/cm² < E < 10⁸ W/cm²

- İyi lazer kalitesi,

- Yüksek randıman,

- Bilgisayar destekli komutlara ve kontrole uygunluk,

- Kompakt yani yekpare yapı tarzı,

- Mevcut makine sistemlerine, üretim tezgâhlarına ve portallarına,

- Üretim bantlarına robotlara entegre olabilirliği.

- Mobilite özellikleri

- Uzun ömürlülük

- Düşük maliyet

- Sürekli ve impuls, (darbeli) isleme uygunluk

Şekil 8. Yüksek güçlü fiber kaynak makinesi ve önemli dataları

Lazer makine datalar:

Lazer makinelerin ortak dataları olarak nominal güç P_N (kW), Maksimal güç P_L(kW), lazer tipi, ( katı, gas, fiber diyot v.b.) Lazer dalga boyu l (mm yada nm), netleştirilmiş odak noktasının çapı, d (mm yada mm) Lazer kalitesi (lazer tipine göre değişmektedir örneğin fiber lazerler için BPP), soğutma şekli, verim oranı h (%), enerji pompalama, güç kaynağı, lazer iletim tipi (optik kablo yada ayna-mercek sistemi) Ömür, bakim periyotları, makinenin ana boyutları( uzunluk, genişlik, yükseklik) ağırlığı, taşınabilirliği, ürün işleme maliyeti, satın alma fiyatı, işlem gazları, 20 kW gücündeki fiber lazer makinesi görünümü ve önemli dataları ile Şekil 8. örnek olarak gösterilmektedir.

Lazerlerden Yansıyan Tehlikeler

Lazerler güç büyüklerine cevre ve insanlar için tehlikeleri ışınları direk yada dolaylı olarak yansıtırlar. Örneğin, cevrede bulunan yanıcı, patlayıcı maddelerle yangınlara, patlamalara neden olabilirler. Cevrede bulunan cihazlara, araçlara zarar verebilir. İnsanlar üzerinde; gözlerde, deride, dokularda farklı hasarların ortaya çıkmasına sebep olabilirler. Deride kızarıklıklara, yanmalara, doku yapısında bozukluklara, sıvı kaybına, gaz basıncına, gözlerde kalıcı zararların, görme bozuklukların ortaya çıkmasına neden olmaktadırlar. Bu nedenlerle yüksek güçlü lazerlerlesin çalışma ortamında bulananların lazerler yansımalarına karşın koruyu gözlük, yüz maskesi takmaları gerekmektedir. Lazer yansimlarindan ortaya çıkan tehlikelerin, insan sağlığına olan zararların boyutları lazerin gücünden başka, lazerin dalga boyuna, yansımanın süresine, (temas süresine), lazer demetinin yoğunluğuna bağlıdır.

Lazerlerin Güvenlik Sınıflandırılması

Avrupa Normuna göre, EN60825-1 lazerlerin sınıfları: Lazer sınıfı 1; zararsız ışınlar yansıtırlar, kapalı CD, DVD oynatıcılar, Lazer sınıfı 1M: zararsız ışınlar yansıtırlar, optik cihazlar, lazerli nisan alma dürbünleri, lazerli işareterler. Lazer sınıfı 2: kısa temas süreleri için (0.25 dak. ) zararsız, uzun süreler için deri üzerinde ve gözlerde zarar verebilirler. Lazer sınıfı 2M: kısa temas süreleri için zararsız isin yansıtırlar. Optik cihazlar, lazerli mesafe ölme cihazları, lazerli işareterler v.b. Lazer sınıfı 3R: Bilhassa gözler için tehlikelidirler, Lazer sınıfı 3B: Göz ve deri için tehlikeleri ışınlar, Lazer sınıfı 4: Göz deri ve dokular için çok tehlikeleri ve cevrede yangın patlamalara neden olabilecek ışınlar yansıtırlar. 15mW lik gücündeki lazer optik, ölçüm cihazları, okuyucular, markalama cihazları v.b. gözler için direkt isin yansıtırlar. 100 mW üzerindeki lazer cihazları, kaynak makineleri insan vücudunda, doku yapısında, geri dönüşümü olmayan termik, termo-akustik ve foto-kimyasal zararlara neden olurlar. Yüksek güçlü lazerlerden çevreye yüksek güçlü yansımalar çıkar.

3. LAZERLERİN ENDÜSTRİDE KULLANIM ALANLARI, TEKNOLOJİK GELİŞMELER

Lazerlerin çok sayıdaki üstünlükleri nedeniyle, endüstride lazerler beklenenden çok ilgi görmektedir, lazerlerle donatılan is yerleri sayısında büyük artışlar kaydedilmektedir. Lazerlerin endüstride kullanım alanlarına örnekler:

· İmalat sanayinde malzeme üretiminde ve malzemelerin işlenmesinde: /1-28/

- Lazerli dökme, lazer taramalı sinterleme yöntemi ile üç boyutlu çok karmaşık parçaların imalatı mümkün olmaktadır. – Şekillendirme, (formlama) İnce, hafif metaller. Silisyum plakaları lazer ile bükülmektedir. Parçaların bükülmesini sağlayan lazer destekli bükme makineleri piyasaya sürülmektedir. Gemi sacların bükülmesinde, form verilmesinde de lazerlerden faydalanılmaktadır.

- Lazerli ayırma ve Talas kaldırma yöntemlerinde de önemli gelişmeler kaydedilmektedir. Her türlü malzemenin, çeliğinden tutun ta odununa, kâğıdına varan, tekstilinden, derisinden ta tıpta etlerin organların kesimi, delik, oyuk kanal açma günümüzde lazerlerle gerçekleşmektedir.

- Lazerle talaş kaldırma, malzeme tıraşlama yöntemi, yoğunlaştırılmış lazerle malzeminin buharlaştırma esasına dayanmaktadir. Bu yönteme göre malzemeler üzerine oymalar, markalamalar, yazılar kazandırılmaktadır. Gün geçtikçe bu sektörde de lazerler bilinen bazı talaş kaldırma yöntemlerinin yerini aldığı görülmektedir.

- Lazerle birleştirme yöntemleri, lazer kaynağı endüstride kesmeden ve markalamadan sonra en yoğun olarak kullanılan imalat yöntemidir. Günümüzde birçok konvansiyonel kaynak yöntemlerin yerini lazer kaynak yöntemleri almaktadır. Bu sayede daha ekonomik daha kaliteli, daha enerji ve malzeme, işçilik tasarruflu tasarımlar gerçekleşmektedir. Lazer kaynağı, lazer lehimi. Lazerli yapıştırma sanayide çok geniş bir kullanım alanına sahiptir. Otomobil, uçak, gemi, makine sanayinde, çelik konstrüksiyonlarında lazer kaynağı tercih edilmektedir. Lazer birleştirme yöntemlerin örneğin uçak sanayinde uygulanması ile % 15 varan bir ağırlıktan tassaruf edilirken, maliyetten te % 20 bir kazanç elde edilmektedir. Benzeri gemi inşaatında, bilhassa lüks mega yatların yapımında, high-tech-kruvazörlerin yapımında lazerlerin kullanımı ile daha hafif, daha kaliteli, güvenirli ve ekonomik gemiler piyasaya sürülmektedir. Lazer kaynağı uygulanması ile kalın gemi çelikleri yerine yüksek alaşımlı ve dayanıklı, korozyona mukavemetli ince çelik levhaların kullanımı mümkün olabilmektedir. Kalım ağır gemi panelleri yerine çok hafif daha dayanıklı sandwich karma malzemeli gemi panelleri kullanılır hale gelmiştir. Bindirme kaynağı ile her tonajda çift cidarlı daha güvenirli gemilerin inşaatı mümkün olmaktadır. Lazer donanımı tersanelerin sayılarında artışlar kaydedilmektedir. Otomobil sektöründe lazer kaynağı ve lehimi ile daha hafif daha robust enerji tasarruflu otomobiller tasarlanmaktadır. Lazer kaynağının önemli üstünlülerinden biride kaynak öncesi ve sonrası fiziksel, kimyasal işlemlerin olmamasıdır, kaynak ağzı açılmadan da kalın alin ve köse kaynakları yapılabilinmektedir. Örneğin, 15 kW gücünde fiber lazer kaynağı ile tek pasoda 20 mm kalınlığında çelik parçalar kaynak ağzı açılmadan kaynaklanabilinmektedir. Lazer alın kaynağının WIG/(TIG)-kaynağı ile bir karşılaştırılması şematik olarak Şekil 9`de gösterilmektedir. Sekil 10 farklı lazer makineleri gerçekleştirilmiş lazer kaynak bağlantılarının makro görüntüleri ve önemli kaynak dataları yer almaktadır. Şekil 11´ da ise Berlin deki Photon AG, firmasını bir ziyaretimde yapılan işlerden biri örnek olarak gösterilmektedir. Daha maliyetli ve sorunlu presleme yerine şekilde görülen kaporta parçası iki ayrı parçadan lazer lehimle yekpare bir parça gibi üretilmiştir. Firma birçok otomobil firmasına danışmanlık, eğitim hizmetleri yanında lazerli üretim ile ilgili programlar üretmekte ve taşeron isleri de yapmaktadır. Firmada vasıflı işçiden çok mühendis çalışmaktadır. Otomobil endüstrisinde, Mikro teknik ve Elektronik sanayinde lazerli birleştirme, bilhassa lazerli lehim çok yaygın kullanılmaktadır. Lazerli birleştirme yöntemleri her türlü malzemelerde ve farklı özellikte malzemelerin birleştirilmesinde de rahatlıkla uygulanmaktadır. Sekil 12`de otomobil yapımında lazer kullanımına bir örnek olarak kaporta üstünün lazer kaynağı gösterilmektedir. Şekil 13. lazerlerle parça üretimine farklı bir örnek, kesme, delme ve kaynak işleri gösterilmektedir. Konvansiyonel imalat yöntemleri ile parçanın üretimi külfetli ve maliyetli olurken, lazerle üretimi basit ve ekonomiktir.

Şekil 9. Lazer alın kaynağı ile konvansiyonel WIG, (TIG)-Kaynağının bir karsılaştırılması

Şekil 10. Farklı lazer kaynaklarının makro yapılarının bir karşılaştırılması, (SLV-Rostock)

Şekil 11. Lazer lehim kullanımına bir örnek

Şekil 12 otomobil kaporta üstünün lazerle kaynağı, (Trumpf /22/)

Bilinen konvansiyonel imalat yöntemleri ile bir arada uygulanıp her iki yöntemin iyi özelliklerinin kombinasyonundan hybrid yöntemler geliştirilmiştir. Örneğin koruyucu gaz ark kaynağı, (MIG/MAG) ile lazer kaynağı kombinasyonu, hybrid kaynağı adi altında kalın sacların, çeliklerin kaynağında uygulanmaktadır. /21,24,28/ Lazer hybrid kaynağının olumlu özeliklerinden biri, belli aralıklı ve düzesiz alin kaynaklarının yapılabilmesidir. Bilindiği gibi, lazer alin kaynağında alin yüzeylerinin çok iyi kesilmiş olması ve düzgün ve aralıksız bir şekilde temas etmeleri gerekmektedir. Lazer kaynağının gelişmesi ile Mg, Ti alaşımlı hafif metallerin sorunsuz kaliteli kaynağı üzerinde arge çalışmaları sürdürülmektedir. Günümüzde yüksek karbon oranlı çelikleri lazerlerle çatlaksız, kaynak edilebilmektedir.

Lazer kaynağının endüstriyel üretimindeki avantajları:

- Yüksek kalite, düşük maliyet
- Yüksek kaynak hızı
- Kaynak öncesi ve sonrası hazırlık ve düzeltme işlemlerinin kalkması
- Otomatik üretime uygunluk mevcut üretim portallarina kolay entegrasyonu
- Temassız, aşınmasız, gerilmesiz kaynak işlemi
- Çok amaçlı kullanım, ayni lazer penceri ile kesme, delme, oyuk, kanal açma, kaynak işlemlerinin yapılabilmesi
- Farklı malzemelerin kaynağına uygunluğu,
- Noktasal yüksek enerji, küçük ITAB,

Şekil 13. Lazerli bir parça üretim; kesme, delme ve kaynak, (Trumpf, /22/)

- Lazerli kaplama yönteminde bilinen teknikler uygulanmaktadır. Lazer malzeme üzeri kaynağı ile kaplama ve toz halinde yada foli şeklinde serilmiş malzemenin lazerle taranması ile kaplama yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu yöntemler kırık ve veya aşınmış parçaların tamirinde de uygulanmaktadır. Lazerle bakim onarım, tamir isleri birçok hallerde yerinde parça sökülmeden gerçekleşmektedir. Doldurularak tamir edilen parçaların mekanik teknolojik özellikleri ana parçanın özeliklerine yakindir. Lazerli kaplama tekniği ile malzeme yüzeylerine çok ince, fobi seklinde farklı özelikte malzemelerin kaplanması mümkün olmaktadır. Daha uzun ömürlü kaliteli takımlar lazerli kaplama yöntemi ile elde edilmektedir. Lazer teknik yüzeylere ait örnekler Şekil 14 gösterilmektedir

Şekil 14. Lazerlerle malzeme yüzeylerinin işlenmesine ait örnek görüntüler, (LZH, /24/)

- Malzeme içyapı özelliklerinin lazerle değiştirilmesin de önemli teknikler geliştirilmiştir. Yüzey sertleştirme bilgisayar destekli, uzaktan kumandalı güvenirli bir şekilde istenilen derinlikte gerçekleştirilmektedir. Yakma ve buharlaştırma esasına dayalı malzeme yüzeyi işlemleri ile teknik yüzeyler istenilen kalitede ve standartlarda ekonomik hazırlanabilinmektedir. Lazer yüzey tekniği sayesinde izafi hareket eden parça yüzeylerin alıştırma dönemi çalışma sürelerine gerek kalmamaktadır. Malzeme yüzeyinin belli derinliklerine kadar olan malzeme özellikleri lazerle alaşımlama yöntemi ile değiştirilmektedir. Lazerlerin pek dikkat çekmeyen bir kullanım alanı ise, saklı hedeflerin tespiti, işaretlenmesidir. Mayın arama taramada lazerler kullanıldığı gibi, kontrol kapılarında uyuşturucu, kacak malların bulunması, silah ve patlayıcıların, canlı bombaların ve benzerlerin tespitinde lazerler daha seri ve ekonomik kullanılmaktadır. Benzeri şekilde duvar, boru içinde elektrik kabloların, metallerin tespitinde yararlanılmaktadır.

· Lazer ölçme, muayene ve analiz yöntemleri /1,2,3,8,22,24,25,28,29/

- Ölçme, muayene ve analizlerde de geniş ve çok yönlü bir kulanım alanına sahiptirler. Mesafe, alan, hacim ölçümleri lazerlerle çok kısa sürede temassız ve büyük bir hassasiyetle yapılabilinmektedir.

- Yön, seviye, sapmasız doğrultu tayininde lazer cihazları kullanılmaktadır,

- Lazerli radarlar, trafik kontrolünde otomobil gibi araçların hızların tespitinde kullanıldığı gibi deniz de gemilerin havada uçakların koordinatların, hızlarının vade büyüklüklerinin tespitinde de lazerlerden yararlanılmaktadır.

- Alışveriş merkezlerinde olduğu kadar lojistik sistemlerde, depolarda barkotların okunmasında lazerlerden yararlanılmaktadır.

- Teknik yapılarda çeşitli nedenlerle ortaya çıkan titreşimlerin analizleri lazerlerle yapılmaktadır.

- Çok karmaşık parçaların geometrik boyutların ve sekilerin kontrollerinde boyut ve sekil toleransların doğruluğun tespitinde yararlanılmaktadır.

- Katı, sıvı, gas maddelerin içerik analizlerinde, malzeme tanılarında, fiziksel ve kimyasal büyüklüklerin tespitinde, ölçümlerin ve verilerin analizlerinde, v.b. lazerler tercih edilmektedirler.

Konvansiyonel yöntemlerinden üstünlükleri; çok kısa sürede ve güvenirli hassas ölçümlerin, malzeme muayenelerin ve analizlerin yapılabilmesi. Üretim bandında hareket halinde dahi on-line sisteme göre uygulanabilinmesi, Ölçümler, kontroller ve analizler parça yerinde ve üzerinde rahatlıkla uygulanabilinmesidir. Temassız ölçüm, muayene ve analizlerinin bilgisayar destekli yapılabilinmesi. İlgili bazı cihazların küçük boyutlarda ve taşınabilir olması, Dataların, sinyallerin daha sonra değerlendirilmek üzere kaydedilebilir ve aktarılabilir olması

· Kumanda kontrol tekniğinde. Lazerler ayni zamanda bir sinyal olarak fiziksel ve kimyasal prozesslerin uzaktan kumandalı, temassız ve selbst-kontrolünde değerlendirilmektedir.

· Tıpta ve kozmetikte. Birçok hastalığın tanısında ve tedavisinde yoğun bir şekilde kullanılmaktadır. Günümüzde lazerlerle ameliyatlar basitleştirilmiştir, kansız gerçekleşmektedir. Eskiden tedavisi ve uygulaması mümkün olmayan birçok hastalıklar örneğin beyin tümörleri, günümüzde lazerler sayesinde tedavi edilebilmektedir. Kötü huylu yada rahatsız edici tümörler, dokular; - ısıtma, - yakma, (kömürleştirme) - buharlaştırma yöntemleri ile yok edilebilinmektedir. Tıpta lazerlerin kullanımı gerek acık ameliyatlarda, kesme, yarma, delik açma islerinde, gerekse kötü huylu dokuların, tümörlerin, taslaşmış kitlelerin bertaraf edilmesinde üç ana prensibe dayanmaktadır. 1. Koagulasyon yada ısıtma: (Dokudaki sıvı kaybı, bir nevi ITAB doku bölgesi; yüksek ısıdan etkilenen, geri dönüşümü olmayan iç yapı değişimine uğrayan bölge (sağlıklı hücrelere zarar vermeden hastalıklı, tümörlü hücrelerin yapısını değiştirerek tedavi etme yöntemi) 2. yakma, (Kömürleştirme): lazerin yüksek ısısından etkilenerek ince kabuk seklinde kömürleşmiş dış bölge (kötü huylu tümörü v.b. hücreleri yakarak kömürleştirerek ortadan kaldırmak) 3. Buharlaştırma: Çoğumuzun ekranlarda gördüğü pulsu (atılımlı) green-light lazerlerle prostat yada böbrek taşlarının kırılması, şüpheli dokuların buharlaştırılarak temizlenmesi bir buharlaştırma asasına göre gerçekleşmektedir. Sekil 15 `te Tıpta yoğun olarak kullanılan lithostripsi yöntemi şematik olarak gösterilmektedir. İnsan vücudunda 5 mm ile 20 mm açılan deliklerden ve veya damarlardan, kanallardan girilerek taşlaşmış büyük kitlelerin lazer ışınları ile kırılarak ufak parçalara ayrılması, daha sonra telli kepçelerle kitlenin bertaraf edilmesi şematik olarak gösterilmektedir. Bu yöntem büyük böbrek ve mesane taşların parçalanmasında kullanılmaktadır. Benzeri yöntemle dokulardaki tümörler buharlaştırılarak yok edilmektedir Diğer benzeri tedavi yöntemlerinden üstünlüğü; dokudaki etki alanının ve derinliğinin çok büyük bir hassasiyetle, bilgisayar destekli belirlenmesidir Bu sayede sağlıklı dokulara en az zarar verilmektedir. Lazerlerle tedavi bir çok açık ameliyatların da yerini almaktadır. Eskiden açık ameliyatının iyileşme süresi aylarca sürerken, uygulanan lazerli ameliyat yöntemleri ile hasta çok kısa sürede ayni günde normal yaşantısına dönebilmektedir.

Şekil l 5. Lazerlerin tıpta bir kullanım alanı ,Lithostripsi şematik çizim

Hastalıklı dokuların, hücrelerin vücut içinde lazerlerle anında analiz edilmesi, analiz verilerine göre tedavi yöntemlerinin belirlenmesi ve gerekli ilaçların hazırlanması günümüzde mümkün olmaktadır. Tipta, kozmetik, epilasyon, estetik güzellik merkezlerinde ben, leke, siğil, akne tedavilerinde, cilt bakımlarında lazerler ülkemizde yoğun olarak kullanılmaktadır. Dişçilik tedavisinde, implant, dolgu islerinde, diş etleri hastalıklarında lazerler başarı ile kullanılmaktadır. Ayni şekilde Göz hastalıklarında, görme bozuklukları, yaşlılıkla ortaya çıkan görme bozuklukları v.b. rehasızlıklar çok kısa sürede, basit ve görüntülü lazerli müdahalelerle tedavi edilmektedirler, görme bozuklukları tamamen yada kısmi olarak giderilmektedirler.

· Savunma sanayinde; lazerli silahların üretimi ve kullanımı ile ilgili yoğun araştırmalar yürütülmektedir bunun sonucu olarak her gecen gün yeni lazerli silahlar geliştirilmektedir ve denenmektedir, Sekil 16. (hedef saptayıcı, mesafe ölçme, imha etme, geçici bir süre devre dışı bırakma, arızalandırma gibi amaçlarla) her gecen gün yayılmaktadır. Lazerler mayınların tespitinde ve imha edilmesinde kullanıldığı gibi, kontrol kapılarında uyuşturucu, kacak silahların, radyoaktif maddelerin, patlayıcıların, lazerli canlı bombaların tespitinde, de uzaktan kumandalı temassız kullanılmaktadır. MW ve kW gücünde tabancalar, lazerli tüfekler, lazerli toplar günümüzde üretilmekte ve denenmektedir. Manüel kullanımlı ateşli silahlarda lazer destekli nisan alma, hedef vurma, mesafe tespiti, kendiliğinden program kontrollü silahların, bombaların, raketlerin, lazer destekli hedef bulmalarında, tanksavar, uçaksavar ve tank toplarında uzaklık belirlenmesi, nisan almalarda, lazerli tüfek, lazerli tabanca, lazerli toplarla düşmanın kalıcı veya geçici kör edilmesi, soka sokulmasın da ve cephaneliklerin havaya uçurulmasında da kW ve MW gücünde lazerler kullanılmaktadır. GW gücünde lazerli silahlarla, lazerli toplarla yerde, havada veya denizde bulunan düşman hedefleri, (tankları, füzeleri, uçakları, uyduları v.b. ) devre dişi bırakılmaktadır. GW gücünde ki uydulu lazer topları, raketlerin ve düşman uyduların imhasında kullanılmak üzere uydu lazerli toplar geliştirilmektedir. Ayni şekilde gemilerde, uçaklarda, mobil mega kara vasıtalarına entegre edilen GW gücündeki lazer topları ile düşman hedefleri, bilhassa roketlerin imhasına gidilmektedir. Araçlarında kW ve MW gücündeki kısa ve uzun menzilli silahlarlarla düşman kalıcı yada geçici olarak devre dişi bırakılmaktadır. Yakin gelecekte orduların donanımında lazerli silahlar hâkim olacaktır. Lazerli silahların yayılması ile insanlığı tehdit eder duruma gelinecektir, duyulmaz, görülmez hatta hissedilmez suikast silahı olarak bilhassa terör örgütlerince kullanımının önünün alınamayacağı endişesi bulunmaktadır, Günümüzde Watt lik gücündeki lazer silahların taşınması dahi bazı ülkelerde yasaklanmıştır. (Ağır hapis ve para cezaları getirilmiştir.)

Şekil 16. Lazerli silahlara örnekler (Lazer ilgili web sitelerinin broşürlerinden derlenmiştir)

· Gösteri, eğlence, reklam sektöründe lazerlerin kul animi gün geçtikçe artmaktadır. CD, DVD, HHD-çalarlarda, Laserpointlerde, Disco, bar, özel günlerde lazerli ışık gösterilerinde yaygın olarak kullanılmaktadır.

· Datatekniginde; verilerin, sinyallerin yakin uzak mesafelere iletilmesinde, CD, DVD ve bilgisayar gibi cihazlara kaydedilmesinde, lazer yazılırda basılmaları, bu veri ve sinyallerin daha sonra değerlendirilmesinde, analizlerinde lazerler kullanılmaktadır. Objelerin, malzeme yüzeylerinin iki, üç boyutlu lazerlerle taranması. Günümüzde iki üç boyutlu karmaşık model parçaların taranması ile gerçek parçaların üretimi lazerlerle mümkün olmaktadır.

· Nano tekniğinde; Lazer teknolojisindeki gelişmelere paralel olarak ta nano-teknolojisi gibi (10^-9 ölçüm mertebesinde, elektronik devreler, mekanizmalar) gelişmesine ve yeni teknolojilerin, yeni yöntemlerin, malzeme kombinasyonların ortaya çıkmasına da neden olmaktadır.

· İletişim, Haberleşmede, lazerler ses ve görüntünün kayıpsız kaliteli bir şekilde iletilmesinde yaygın olarak kullanılmaktadır. 4GHz lik lazerli taşıyıcı frekans sisteminde 1000 telefon görüşmesi ayni anda sağlanabilinmektedir. Uydu araçları ile her türlü iletişimde, data (veri) transferinde lazerler kullanılmaktadır,

· Enerji sektöründe lazerlerin kullanımı ile ilgili yoğun araştırmalar yürütülmektedir. Lazerlerle dünyadaki enerji sorununa çözümler aranmaktadır. Örneğin lazer destekli füzyon, (çekirdek ayrışması) ile enerji üretimi üzerinde durulmaktadır.

· Bilimde, Birçok araştırmanın yürütülmesinde, ölçme, kontrol, uzaktan programlı kontrollerinde, dataların kaydedilmesinde, iletilmesinde analizlerinde lazerler olmasa olmazlardandır Evrenin araştırılmasında, astronomide.gezegenlerin, yıldızların tanılarında, hatta Dünya için tehlike yaratabilecek gök taşlarının havada imhasında lazer ısınlarından yararlanılmaktadır.

· Malzemelerin lazerle işlenmelerine, lazer kaynağına örnek olarak, Internet en, Fraunhofer Araştırma Bilim Merkezi web sayfasından indirilen bir prospekt Şekil 17 gösterilmektedir. Lazerlerle ölme, muayene ve analizleri ile ilgili farklı görüntüler sekil 18 gösterilmektedir. Prospekteki görüntüler ve başlıklar kullanım alanlarına örnek teşkil yanında, teknolojideki ilerlemeler hakkında da bir bilgi vermektedir

· Lazerlerin endüstride farklı, kullanım alanlarının bu denli büyük olmasının nedenlerinden biride yürütülen arge çalışmalarının, her gecen gün geliştirilen lazerlerin bir sonucudur. Lazer teknolojisindeki bütün yenilikleri takip etmek artik eskiye nazaran imkânsız hale gelmiştir. Neredeyse her gün Lazerler makineleri, cihazlar, ekipmanları ve lazer- teknikler ilgili yenilikler piyasaya sürülmektedir. Çin gibi işçiliği ucuz, devlet vergilerinin, masraflarının düşük ülkelerde üretilen ucuz lazerler sayesine de lazerlerin ve ekipmanların fiyatlarında da önemli düşüşler kaydedilmektedir. Bu sayede lazer makineleri atölye tip isletmelerde, tamirat hanelerde kullananlarının sayısında eklenilenden de hızlı büyük artışlar kaydedilmektedir. Benzeri son bir yıldır Türkiye`de gözlenmektedir. Örneğin, 15 sene evveline kadar malzemelerin islenmesinde kullanılan 1-5 kW lik gücünde ve % 1-5 randımanlı, büyük yeralanlı lazerlerin fiyatları yaklaşık 500.000 Euro civarında iken, günümüzde 10 kw gücünde , %30 varan verim oranı ve küçük yer alanlı, robust kompakt taşınabilir lazer makinelerin fiyatı 500.000 bin Euro’nun çok altındadır, Bu makineler cinden 100.000 Eouronun altında da alınabilmektir. Eskiden sanayide malzemelerin islenmesinde kullanılan lazer makinelerin kesme isleri için CO2-lazerleri, kaynak ve diğer isler için Nd-YAG lazerleri ve mikro işlemleri içinde diyot-lazerleri tercih ediyordu. Günümüzde ise iki yıldan yüksek güçlü fiber lazerler CO2-lazerlerin ve Nd-YAG-lazerlerin yerini almaktadır. Yeni tip fiber lazerlerin güçleri 40 kW verimlilikleri %30 ulaşmıştır. Boyutları da normal bir kaynak makinesi kadardır. Lazer kalitesi eski lazerlere nazaran çok yüksektir. Sekil x bir fiber lazer makinesinin prensip yapısı gösterilmektedir. Fiber lazer makinelerinin bazı avantajları şunlardır; /1-3,6,9-29/ /

· Nd:YAG lazer makinelerine kıyasla yüksek lazer gücü ve yüksek verim,

· İyi ışın kalitesi,

· Küçük boyutları ve hafifliği,

· Taşınabilirlik, mobil işleme sistemlerine uygunluk,

· Kolay kullanım kullanım,

· Uzun işletme ömrü,

· Düşük bakım maliyetleri,

· Mevcut elektrik prizlerine takılarak çalıştırılabilme imkanı,

· Yüksek malzeme işleme hızı ve derinliği,

· Al-Mg alaşımların işlenmesine olan uygunluğu.

· Tıpta, haberleşmede, ölçüm, muayene ve analizler için kullanılan lazer cihazlarında gün geçtikçe yenilikler gözlenmektedir, fiyatlarında da büyük düşüşler kaydedilmektedir. Örneğin inşaat, gemi mühendislerinin kullandığı multifoksiyonlu programlı ölçme cihazları (mesafe, alan, hacim, seviye, v.b.) yurt dışında marketlerde 50 Euro’ya kadar satın alınabilinmektedir. Lazerli silahların kullanımında beklenilen yayılma gözlenmemektedir. Önemli nedenlerinden bu amaçla kullanılan lazerlerini çok pahalı olmaları, kullanım sürelerinin kısıtlı olması ve güvenirlik konusunda bazı açıkların olmasıdır. Bu silahları kullananlarında lazer yansımaları nedeniyle hedef olma riskinin bulunmasıdır. Lazer silahları üzerinde de Arge-çalışmaları son yıllarda daha büyük bir yoğunluk kazanmıştır.

4. SONUÇLAR VE ÖNERİLER

Lazer çok amaçlı ve geniş kullanım alanli temassız, aşınmasız bir takım, araç (Multi-tools) olarak dünyada değerlendirilmektedir. Sanayisi gelişmiş ülkelerde endüstrisinde her gecen gün konvansiyonel bir çok yöntemin, tekniğin yerini lazerli yöntemler, teknikler almaktadır. Lazer teknik ve yöntemleri ile daha önceleri imkânsız yada maddi ve zaman acısından çok külfetli olarak değerlendirilen yeni birçok tasarımın, muayenenin, yöntemin, analizlerin kaliteli, hızlı ve ekonomik gerçekleşmesini mümkün kılmaktadır.

Sanayisi gelişmiş ülkelerde her geçen gün piyasaya lazer teknolojisi ile ilgili yenilikler sürülmektedir. Lazerlerin güçlerinde, kalitelerinde, efektif verimliliklerinde büyük artışlar kaydedilmektedir. Bunun paralelinde maliyet fiyatlarında büyük düşüşler kaydedilmektedir. Lazerli makinelerin, cihazların, araç ve gereçlerindeki hızlı iyileştirme ve yeniliklere paralel olarak lazerli yöntemlerde, tekniklerde de hızlı gelişmeler, yenilikler kaydedilmektedir. Bu gelişmelerin sonucu olarak lazerli iş yerlerinin sayılarında ve kullanım alanlarında büyük artışlar gözlenmektedir. Bu makalede lazerlerin farklı ve çok geniş kullanım alanlarına ve teknolojik gelişmelere, kısa başlıklar altında örnekler verilmeğe çalışılmıştır.

Kısaca, lazerler endüstride, hatta günlük insan yaşantısında olmasa olmazlardandır. Lazer teknolojisinin Türkiye’ye kazandırılması, geliştirilmesi ve üretilmesi ülkenin çıkarınadır.