Характеристики, застосування та ринкові перспективи надшвидкого лазера
2021-08-02
Насправді наносекунда, пікосекунда та фемтосекунда є одиницями часу, 1 нс = 10-9 с, 1 пс = 10-12 с, 1 FS = 10-15 с. Ця одиниця часу представляє ширину імпульсу лазерного імпульсу. Словом, імпульсний лазер виходить за такий короткий час. Оскільки час вихідного імпульсу дуже і дуже короткий, такий лазер називають надшвидким. Коли лазерна енергія концентрується за такий короткий час, буде отримана величезна енергія одного імпульсу та надзвичайно висока пікова потужність. Під час обробки матеріалу можна значною мірою уникнути явища плавлення матеріалу та безперервного випаровування (термічний ефект), спричиненого довгою шириною імпульсу та лазером низької інтенсивності, і якість обробки можна значно покращити.
У промисловості лазери зазвичай поділяють на чотири категорії: безперервні (CW), квазібезперервні (QCW), короткоімпульсні (з модуляцією добротності) і ультракороткі імпульси (з блокуванням режиму). Представлений багатомодовим CW волоконним лазером, CW займає більшу частину поточного промислового ринку. Він широко використовується в різанні, зварюванні, обшивці та інших сферах. Він має характеристики високого фотоелектричного перетворення та високої швидкості обробки. Квазібезперервна хвиля, також відома як довгий імпульс, може створювати імпульс MS ~ μ S-порядку з робочим циклом 10%, що робить пікову потужність імпульсного світла більш ніж у десять разів вищою, ніж безперервне світло, що є дуже вигідним. для свердління, термічної обробки та інших застосувань. Короткий імпульс відноситься до імпульсу нс, який широко використовується в лазерному маркуванні, бурінні, медичному лікуванні, лазерному вимірюванні дальності, генерації другої гармоніки, військовій та інших галузях. Ультракороткий імпульс - це те, що ми називаємо надшвидким лазером, включаючи імпульсний лазер PS і FS.
Коли лазер діє на матеріал з часом імпульсу в пікосекундах і фемтосекундах, ефект обробки істотно змінюється. Фемтосекундний лазер може фокусуватися на просторовій області, меншій за діаметр волосся, роблячи інтенсивність електромагнітного поля в кілька разів вищою, ніж сила атомів, щоб блокувати електрони навколо них, щоб реалізувати багато екстремальних фізичних умов, яких не існує на землі і не можуть бути отримані іншими методами. Зі швидким збільшенням енергії імпульсу лазерний імпульс високої щільності може легко відшарувати зовнішні електрони, змусити електрони вирватися з зв’язку атомів і утворити плазму. Оскільки час взаємодії між лазером і матеріалом дуже короткий, плазма була видалена з поверхні матеріалу до того, як вона встигла передати енергію навколишнім матеріалам, що не призведе до теплового впливу на навколишні матеріали. Тому надшвидку лазерну обробку також називають «холодною обробкою». У той же час надшвидкий лазер може обробляти майже всі матеріали, включаючи метали, напівпровідники, алмази, сапфіри, кераміку, полімери, композити та смоли, фоторезистивні матеріали, тонкі плівки, плівки ITO, скло, сонячні елементи тощо.
Завдяки перевагам холодної обробки, короткоімпульсні та ультракороткоімпульсні лазери увійшли в галузі точної обробки, такі як мікронанообробка, тонке лазерне лікування, точне свердління, точне різання тощо. Оскільки ультракороткий імпульс може дуже швидко вводити енергію обробки в невелику область дії, миттєве осадження з високою щільністю енергії змінює поглинання електронів і режим руху, уникає впливу лазерного лінійного поглинання, передачі енергії та дифузії та фундаментально змінює механізм взаємодії між лазером і матерією. Таким чином, він також став центром нелінійної оптики, лазерної спектроскопії, біомедицини, оптики сильного поля. Фізика конденсованого середовища є потужним інструментом дослідження в галузях наукових досліджень.
У порівнянні з фемтосекундним лазером, пікосекундному лазеру не потрібно розширювати та стискати імпульси для посилення. Тому конструкція пікосекундного лазера відносно проста, економічно ефективніша, надійніша та придатна для високоточної мікрообробки без стресів на ринку. Однак надшвидкий і надсильний є двома основними напрямками розвитку лазерів. Фемтосекундний лазер також має більші переваги в медичному лікуванні та наукових дослідженнях. У майбутньому можна розробити наступне покоління надшвидкого лазера, швидшого за фемтосекундний.
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
