Ultranopean laserin ominaisuudet, sovellus ja markkinanäkymät
2021-08-02
Itse asiassa nanosekunti, pikosekunti ja femtosekunti ovat aikayksiköitä, 1ns = 10-9s, 1ps = 10-12s, 1FS = 10-15s. Tämä aikayksikkö edustaa laserpulssin pulssin leveyttä. Lyhyesti sanottuna pulssilaser tuotetaan niin lyhyessä ajassa. Koska sen yksittäisen pulssin lähtöaika on hyvin, hyvin lyhyt, tällaista laseria kutsutaan ultranopeaksi laseriksi. Kun laserenergia keskitetään niin lyhyessä ajassa, saadaan valtava yksittäinen pulssienergia ja erittäin korkea huipputeho. Materiaalin käsittelyn aikana pitkän pulssin leveyden ja matalan intensiteetin laserin aiheuttama materiaalin sulaminen ja jatkuva haihtuminen (lämpövaikutus) vältetään suuressa määrin, ja käsittelyn laatua voidaan parantaa huomattavasti.
Teollisuudessa laserit jaetaan yleensä neljään luokkaan: jatkuva aalto (CW), kvasi jatkuva (QCW), lyhyt pulssi (Q-switched) ja ultralyhyt pulssi (tilalukittu). CW:tä edustaa monimuotoinen CW-kuitulaser, ja sillä on suurin osa nykyisistä teollisuusmarkkinoista. Sitä käytetään laajasti leikkauksessa, hitsauksessa, verhouksessa ja muilla aloilla. Sillä on korkea valosähköinen muunnosnopeus ja nopea käsittelynopeus. Kvasijatkuva aalto, joka tunnetaan myös nimellä pitkä pulssi, voi tuottaa MS ~ μ S-kertaisen pulssin, jonka käyttösuhde on 10%, mikä tekee pulssivalon huipputehosta yli kymmenen kertaa korkeamman kuin jatkuvan valon, mikä on erittäin edullista. poraukseen, lämpökäsittelyyn ja muihin sovelluksiin. Lyhyt pulssi tarkoittaa ns-pulssia, jota käytetään laajalti lasermerkinnässä, porauksessa, lääketieteellisessä hoidossa, laseretäisyydellä, toisessa harmonisessa sukupolvessa, armeijassa ja muilla aloilla. Ultralyhyt pulssi on se, mitä kutsumme ultranopeaksi laseriksi, mukaan lukien PS- ja FS-pulssilaser.
Kun laser vaikuttaa materiaaliin piko- ja femtosekunnin pulssiajalla, koneistusvaikutus muuttuu merkittävästi. Femtosekuntilaser voi tarkentaa avaruusalueelle, joka on pienempi kuin hiusten halkaisija, jolloin sähkömagneettisen kentän voimakkuus on useita kertoja suurempi kuin atomien voima tarkistaa ympärillään olevia elektroneja, jotta voidaan toteuttaa monia äärimmäisiä fyysisiä olosuhteita, joita ei ole olemassa maata, eikä niitä voi saada muilla menetelmillä. Pulssienergian nopean lisääntymisen myötä suuren tehotiheyden laserpulssi voi helposti irrottaa ulkoiset elektronit, saada elektronit irtautumaan atomien siteestä ja muodostamaan plasmaa. Koska laserin ja materiaalin välinen vuorovaikutusaika on hyvin lyhyt, plasma on poistettu materiaalin pinnalta ennen kuin se ehtii siirtää energiaa ympäröiviin materiaaleihin, mikä ei aiheuta lämpövaikutusta ympäröiviin materiaaleihin. Siksi ultranopea laserkäsittely tunnetaan myös "kylmäkäsittelynä". Samaan aikaan ultranopealla laserilla voidaan käsitellä lähes kaikkia materiaaleja, mukaan lukien metallit, puolijohteet, timantit, safiirit, keramiikka, polymeerit, komposiitit ja hartsit, fotoresistmateriaalit, ohutkalvot, ITO-kalvot, lasit, aurinkokennot jne.
Kylmäprosessoinnin etujen ansiosta lyhyen pulssin ja ultralyhyen pulssin laserit ovat tulleet tarkkuusprosessointikenttiin, kuten mikronanokäsittelyyn, hieno laserhoitoon, tarkkuusporaukseen, tarkkuusleikkaukseen ja niin edelleen. Koska ultralyhyt pulssi voi ruiskuttaa prosessointienergian pienelle toiminta-alueelle hyvin nopeasti, hetkellinen korkean energiatiheyden kerrostaminen muuttaa elektronien absorptiota ja liiketilaa, välttää laserin lineaarisen absorption, energiansiirron ja diffuusion vaikutuksen ja muuttaa vuorovaikutusmekanismia perusteellisesti. laserin ja aineen välillä. Siksi siitä on tullut myös epälineaarisen optiikan, laserspektroskopian, biolääketieteen, vahvan kentän optiikan painopiste. Kondensoituneen aineen fysiikka on tehokas tutkimusväline tieteellisillä tutkimusaloilla.
Verrattuna femtosekunnin laseriin, pikosekundin laserin ei tarvitse laajentaa ja kompressoida pulsseja vahvistusta varten. Siksi pikosekundaarisen laserin suunnittelu on suhteellisen yksinkertainen, kustannustehokkaampi, luotettavampi ja soveltuu erittäin tarkkaan, stressittömään mikrokoneistukseen markkinoilla. Ultranopea ja erittäin vahva ovat kuitenkin laserkehityksen kaksi tärkeintä suuntausta. Femtosekuntilaserilla on myös suurempia etuja lääketieteellisessä hoidossa ja tieteellisessä tutkimuksessa. Tulevaisuudessa on mahdollista kehittää seuraavan sukupolven ultranopeita lasereita nopeammin kuin femtosekunnin 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
