Egenskaper, tillämpning och marknadsutsikter för ultrasnabb laser
2021-08-02
Faktum är att nanosekund, pikosekund och femtosekund är tidsenheter, 1ns = 10-9s, 1ps = 10-12s, 1FS = 10-15s. Denna tidsenhet representerar pulsbredden för en laserpuls. Kort sagt, en pulsad laser matas ut på så kort tid. Eftersom dess utgående enstaka pulstid är mycket, mycket kort, kallas en sådan laser ultrasnabb laser. När laserenergin koncentreras på så kort tid erhålls enorm enkelpulsenergi och extremt hög toppeffekt. Under materialbearbetning kommer fenomenet materialsmältning och kontinuerlig avdunstning (termisk effekt) orsakad av lång pulsbredd och lågintensiv laser att undvikas i stor utsträckning, och bearbetningskvaliteten kan förbättras avsevärt.
Inom industrin delas lasrar vanligtvis in i fyra kategorier: kontinuerlig våg (CW), kvasikontinuerlig (QCW), kort puls (Q-switched) och ultrakort puls (läge låst). CW representeras av multimode CW fiberlaser och upptar större delen av den nuvarande industriella marknaden. Det används ofta inom skärning, svetsning, beklädnad och andra områden. Den har egenskaperna hos hög fotoelektrisk omvandlingshastighet och snabb bearbetningshastighet. Kvasikontinuerlig våg, även känd som lång puls, kan producera MS ~ μ S-order puls med en arbetscykel på 10%, vilket gör toppeffekten för pulsat ljus mer än tio gånger högre än för kontinuerligt ljus, vilket är mycket fördelaktigt för borrning, värmebehandling och andra applikationer. Kort puls hänvisar till ns-puls, som används ofta inom lasermärkning, borrning, medicinsk behandling, laseravståndsmätning, andra övertonsgenerering, militära och andra områden. Ultrakort puls är vad vi kallar ultrasnabb laser, inklusive pulslaser av PS och FS.
När lasern verkar på materialet med pulstiden pikosekund och femtosekund kommer bearbetningseffekten att förändras avsevärt. Femtosekundlaser kan fokusera på ett rumsligt område som är mindre än hårets diameter, vilket gör intensiteten av det elektromagnetiska fältet flera gånger högre än atomernas kraft för att kontrollera elektronerna runt dem, för att realisera många extrema fysiska förhållanden som inte existerar på jord och kan inte erhållas med andra metoder. Med den snabba ökningen av pulsenergi kan laserpulser med hög effekttäthet lätt dra av de yttre elektronerna, få elektronerna att bryta sig loss från bindningen av atomer och bilda plasma. Eftersom interaktionstiden mellan laser och material är mycket kort har plasmat ablerats från materialytan innan det hinner överföra energi till de omgivande materialen, vilket inte kommer att ge termisk påverkan till de omgivande materialen. Därför är ultrasnabb laserbehandling också känd som "kall bearbetning". Samtidigt kan ultrasnabb laser bearbeta nästan alla material, inklusive metaller, halvledare, diamanter, safirer, keramik, polymerer, kompositer och hartser, fotoresistmaterial, tunna filmer, ITO-filmer, glas, solceller, etc.
Med fördelarna med kall bearbetning har kortpuls- och ultrakorta pulslasrar kommit in i precisionsbearbetningsfälten som mikronanobearbetning, fin laserbehandling, precisionsborrning, precisionsskärning och så vidare. Eftersom den ultrakorta pulsen kan injicera bearbetningsenergin i ett litet åtgärdsområde mycket snabbt, ändrar den momentana högenergidensitetsavsättningen elektronabsorptions- och rörelseläget, undviker inverkan av laserlinjär absorption, energiöverföring och diffusion och förändrar i grunden interaktionsmekanismen mellan laser och materia. Därför har det också blivit fokus för olinjär optik, laserspektroskopi, biomedicin, stark fältoptik Fysik av kondenserad materia är ett kraftfullt forskningsverktyg inom vetenskapliga forskningsområden.
Jämfört med femtosekundlaser behöver inte pikosekundlaser bredda och komprimera pulser för förstärkning. Därför är utformningen av pikosekundlaser relativt enkel, mer kostnadseffektiv, mer pålitlig och kompetent för högprecision, stressfri mikrobearbetning på marknaden. Ultrasnabb och ultrastark är dock de två stora trenderna inom laserutveckling. Femtosekundlaser har också större fördelar inom medicinsk behandling och vetenskaplig forskning. Det är möjligt att utveckla nästa generation av ultrasnabb laser snabbare än femtosekundlaser i framtiden.
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
