Kenmerken, toepassing en marktvooruitzichten van ultrasnelle laser
2021-08-02
In feite zijn nanoseconde, picoseconde en femtoseconde tijdseenheden, 1ns = 10-9s, 1ps = 10-12s, 1FS = 10-15s. Deze tijdseenheid vertegenwoordigt de pulsbreedte van een laserpuls. Kortom, een gepulste laser wordt in zo'n korte tijd afgegeven. Omdat de uitvoer enkele pulstijd erg, erg kort is, wordt zo'n laser ultrasnelle laser genoemd. Wanneer de laserenergie in zo'n korte tijd wordt geconcentreerd, wordt een enorme enkele pulsenergie en een extreem hoog piekvermogen verkregen. Tijdens materiaalverwerking zal het fenomeen van materiaalsmelting en continue verdamping (thermisch effect) veroorzaakt door lange pulsbreedte en laser met lage intensiteit grotendeels worden vermeden en kan de verwerkingskwaliteit aanzienlijk worden verbeterd.
In de industrie worden lasers meestal onderverdeeld in vier categorieën: continue golf (CW), quasi continu (QCW), korte puls (Q-switched) en ultrakorte puls (modus vergrendeld). Vertegenwoordigd door multimode CW-fiberlaser, bezet CW het grootste deel van de huidige industriële markt. Het wordt veel gebruikt bij het snijden, lassen, bekleden en andere gebieden. Het heeft de kenmerken van een hoge foto-elektrische conversieratio en een hoge verwerkingssnelheid. Quasi continue golf, ook bekend als lange puls, kan MS ~ μ S-orde puls produceren met een duty cycle van 10%, waardoor het piekvermogen van gepulseerd licht meer dan tien keer hoger is dan dat van continu licht, wat zeer gunstig is voor boren, warmtebehandeling en andere toepassingen. Korte puls verwijst naar ns-puls, die veel wordt gebruikt bij lasermarkering, boren, medische behandeling, laserbereik, tweede harmonische generatie, militaire en andere gebieden. Ultrakorte puls is wat we ultrasnelle laser noemen, inclusief pulslaser van PS en FS.
Wanneer de laser op het materiaal inwerkt met een pulstijd van picoseconde en femtoseconde, zal het bewerkingseffect aanzienlijk veranderen. Femtosecondelaser kan zich concentreren op een ruimtelijk gebied dat kleiner is dan de diameter van het haar, waardoor de intensiteit van het elektromagnetische veld meerdere malen hoger is dan de kracht van atomen om de elektronen om hen heen te controleren, om zo veel extreme fysieke omstandigheden te realiseren die niet bestaan op de aarde en kan niet op andere manieren worden verkregen. Met de snelle toename van pulsenergie, kan een laserpuls met een hoge vermogensdichtheid gemakkelijk de buitenste elektronen afpellen, de elektronen losmaken van de gebondenheid van atomen en plasma vormen. Omdat de interactietijd tussen laser en materiaal erg kort is, is het plasma verwijderd van het materiaaloppervlak voordat het tijd heeft om energie over te dragen naar de omringende materialen, wat geen thermische impact zal hebben op de omringende materialen. Daarom wordt ultrasnelle laserbewerking ook wel "koude bewerking" genoemd. Tegelijkertijd kan ultrasnelle laser bijna alle materialen verwerken, waaronder metalen, halfgeleiders, diamanten, saffieren, keramiek, polymeren, composieten en harsen, fotoresistmaterialen, dunne films, ITO-films, glas, zonnecellen, enz.
Met de voordelen van koude verwerking, hebben korte puls- en ultrakorte pulslasers de velden voor precisieverwerking betreden, zoals micro nano-verwerking, fijne medische laserbehandeling, precisieboren, precisiesnijden enzovoort. Omdat de ultrakorte puls de verwerkingsenergie zeer snel in een klein actiegebied kan injecteren, verandert de onmiddellijke afzetting met hoge energiedichtheid de elektronenabsorptie- en bewegingsmodus, vermijdt de invloed van lineaire laserabsorptie, energieoverdracht en diffusie en verandert fundamenteel het interactiemechanisme tussen laser en materie. Daarom is het ook de focus geworden van niet-lineaire optica, laserspectroscopie, biogeneeskunde, sterke veldoptica Fysica van gecondenseerde materie is een krachtig onderzoeksinstrument op wetenschappelijke onderzoeksgebieden.
Vergeleken met femtosecondelaser hoeft picosecondelaser geen pulsen te verbreden en te comprimeren voor versterking. Daarom is het ontwerp van een picosecondelaser relatief eenvoudig, kosteneffectiever, betrouwbaarder en geschikt voor zeer nauwkeurige, stressvrije microbewerkingen op de markt. Ultrasnel en ultrasterk zijn echter de twee belangrijkste trends in laserontwikkeling. Femtosecondelaser heeft ook grotere voordelen bij medische behandeling en wetenschappelijk onderzoek. Het is mogelijk om in de toekomst de volgende generatie ultrasnelle lasers sneller te ontwikkelen dan femtoseconde lasers.
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
