Značilnosti, uporaba in tržne možnosti ultra hitrega laserja
2021-08-02
Pravzaprav so nanosekunda, pikosekunda in femtosekunda časovne enote, 1ns = 10-9s, 1ps = 10-12s, 1FS = 10-15s. Ta časovna enota predstavlja širino impulza laserskega impulza. Skratka, impulzni laser se odda v tako kratkem času. Ker je njegov izhodni čas enega impulza zelo, zelo kratek, se tak laser imenuje ultrahitri laser. Ko se laserska energija koncentrira v tako kratkem času, bo dosežena ogromna energija posameznega impulza in izjemno visoka konična moč. Med obdelavo materiala se bo v veliki meri izognilo pojavu taljenja materiala in neprekinjenega izhlapevanja (toplotnega učinka), ki ga povzroča dolga impulzna širina in nizkointenzivni laser, kakovost obdelave pa se lahko močno izboljša.
V industriji so laserji običajno razdeljeni v štiri kategorije: neprekinjeni valovi (CW), kvazi neprekinjeni (QCW), kratki impulzi (s preklopom Q) in ultra kratki impulzi (zaklenjeni način). CW, ki ga predstavlja večmodni laser z vlakni CW, zaseda večino trenutnega industrijskega trga. Široko se uporablja pri rezanju, varjenju, oblaganju in drugih področjih. Ima značilnosti visoke fotoelektrične pretvorbe in hitre hitrosti obdelave. Kvazi neprekinjen val, znan tudi kot dolg impulz, lahko proizvede impulz MS ~ μ S-reda z delovnim ciklom 10 %, zaradi česar je največja moč impulzne svetlobe več kot desetkrat višja od moči neprekinjene svetlobe, kar je zelo ugodno za vrtanje, toplotno obdelavo in druge aplikacije. Kratek impulz se nanaša na ns impulz, ki se pogosto uporablja pri laserskem označevanju, vrtanju, zdravljenju, laserskem določanju, generaciji druge harmonike, vojaškem in drugih področjih. Ultrakratki impulz je tisto, čemur pravimo ultrahitri laser, vključno z impulznim laserjem PS in FS.
Ko laser deluje na material s impulznim časom pikosekunde in femtosekunde, se bo učinek obdelave bistveno spremenil. Femtosekundni laser se lahko osredotoči na prostorsko območje, ki je manjše od premera las, zaradi česar je intenzivnost elektromagnetnega polja večkrat višja od sile atomov, da preverijo elektrone okoli sebe, tako da se uresničijo številni ekstremni fizikalni pogoji, ki ne obstajajo na zemlje in ga ni mogoče pridobiti z drugimi metodami. S hitrim povečanjem energije impulza lahko laserski impulz z visoko gostoto moči zlahka odlepi zunanje elektrone, povzroči, da se elektroni odcepijo od vezi atomov in tvorijo plazmo. Ker je čas interakcije med laserjem in materialom zelo kratek, je bila plazma odstranjena s površine materiala, preden ima čas za prenos energije na okoliške materiale, kar ne bo povzročilo toplotnega vpliva na okoliške materiale. Zato je ultrahitra laserska obdelava znana tudi kot "hladna obdelava". Hkrati lahko ultrahitri laser obdeluje skoraj vse materiale, vključno s kovinami, polprevodniki, diamanti, safirji, keramiko, polimeri, kompoziti in smolami, fotorezistnimi materiali, tankimi filmi, ITO filmi, steklom, sončnimi celicami itd.
S prednostmi hladne obdelave so kratki impulzni in ultrakratki impulzni laserji vstopili na področja natančne obdelave, kot so mikro nano obdelava, fino lasersko zdravljenje, natančno vrtanje, natančno rezanje in tako naprej. Ker lahko ultrakratek impulz zelo hitro vbrizga procesno energijo v majhno območje delovanja, trenutno odlaganje z visoko energijsko gostoto spremeni način absorpcije in gibanja elektronov, se izogne vplivu laserske linearne absorpcije, prenosa energije in difuzije ter bistveno spremeni mehanizem interakcije. med laserjem in snovjo. Zato je postala tudi fokus nelinearne optike, laserske spektroskopije, biomedicine, optike močnega polja. Fizika kondenzirane snovi je močno raziskovalno orodje na znanstvenoraziskovalnih področjih.
V primerjavi s femtosekundnim laserjem pikosekundnemu laserju ni treba širiti in stiskati impulzov za ojačanje. Zato je zasnova pikosekundnega laserja razmeroma preprosta, stroškovno učinkovitejša, bolj zanesljiva in je sposobna za visoko natančno mikro obdelavo brez stresa na trgu. Vendar sta dva glavna trenda razvoja laserja ultra hiter in ultra močan. Femtosekundni laser ima tudi večje prednosti pri zdravljenju in znanstvenih raziskavah. V prihodnosti je mogoče razviti naslednjo generacijo ultra hitrega laserja hitreje kot femtosekundni laser.
We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies.
Privacy Policy
