Значительное повышение плотности теплового потока может быть достигнуто применением высокоинтенсивных излучателей и системы фокусировки излучаемой энергии. Такие устройства получили название оптических печей.
Источниками излучения энергии в данном случае могут служить лампы накаливания, дуговые лампы высокой интенсивности, мощные газоразрядные ксеноновые лампы сверхвысокого давления и оптические квантовые генераторы (ОКТ).
Ксеноновые лампы типа ДКсР выпускаются мощностью 3,6 и 10 кВт. Применение ксеноновых ламп и оптической системы позволяет получать облученность в пятне нагрева 600—1500 Вт/см2 и температуру до 3000—4000 К.
Особый интерес представляют ОКГ, позволяющие создавать установки с плотностью облучения в пятне нагрева до 1010 Вт/см2. При такой плотности теплового потока можно плавить самые тугоплавкие металлы и даже керамику. Работа ОКГ основана на дискретном изменении энергии электронов, ионов, атомов или молекул вещества. Такое изменение может быть вызвано внешним источником возбуждения (накачкой). Возбужденные частицы вещества самопроизвольно излучают на длине волны, характерной для данного вещества. При наличии резонансной системы по торцам излучателя, образованной плоскопараллельными зеркалами, удается увеличить число возбужденных частиц в веществе и получить мощный поток излучения. В качестве вещества в ОКГ нашли применение кристаллы рубина и алюминиево-иттриевого граната (АИГ), газовые смеси гелия с неоном, азота с углекислым газом, а также полупроводниковые материалы (арсенид галлия и др.).
Для накачки ОКГ используют вспышку газоразрядных ламп, мощный дуговой разряд, электронный пучок. Полупроводниковые ОКГ возбуждаются электрическим током. ОКГ могут работать в импульсном и непрерывном режимах.
В качестве фокусирующей системы в оптических печах применяются стеклянные отражатели, покрытые серебром или алюминием, и металлические охлаждаемые отражатели. Коэффициент отражения может достигать 95%. Возможно применение линзовой оптики.
Установки с оптическим нагревом применяются для плавления небольших количеств тугоплавких металлов и их термической обработки. Такие установки не требуют создания вакуума. Особый интерес представляют установки с ОКГ, используемые для точной резки металла и обработки твердых материалов, включая алмаз, выполнения отверстий даже в керамике, локального нагрева и пайки изделий. Выпускаются установки многоцелевого назначения. Для управления их работой широко используются ЭВМ, что обеспечивает автоматизацию процессов и прецизионность выполнения операций.
