Správy z priemyslu

Charakteristika, použitie a trhová perspektíva ultrarýchleho lasera

2021-08-02
V skutočnosti sú nanosekundy, pikosekundy a femtosekundy časové jednotky, 1ns = 10-9s, 1ps = 10-12s, 1FS = 10-15s. Táto časová jednotka predstavuje šírku impulzu laserového impulzu. Stručne povedané, pulzný laser je na výstupe v tak krátkom čase. Pretože jeho výstupný čas jedného impulzu je veľmi, veľmi krátky, takýto laser sa nazýva ultrarýchly laser. Keď sa laserová energia skoncentruje v tak krátkom čase, získa sa obrovská energia jedného impulzu a extrémne vysoký špičkový výkon. Počas spracovania materiálu sa do značnej miery zabráni javu tavenia materiálu a nepretržitého vyparovania (tepelný efekt) spôsobeným dlhou šírkou impulzu a laserom s nízkou intenzitou a kvalita spracovania sa môže výrazne zlepšiť.

V priemysle sa lasery zvyčajne delia do štyroch kategórií: kontinuálna vlna (CW), kvázi kontinuálna (QCW), krátky pulz (Q-switched) a ultra krátky pulz (uzamknutý režim). CW, reprezentovaný multimódovým CW vláknovým laserom, zaberá väčšinu súčasného priemyselného trhu. Je široko používaný pri rezaní, zváraní, opláštení a iných oblastiach. Má vlastnosti vysokej rýchlosti fotoelektrickej konverzie a vysokej rýchlosti spracovania. Kvázi kontinuálna vlna, tiež známa ako dlhý impulz, môže produkovať impulz MS ~ μ S-order s pracovným cyklom 10%, vďaka čomu je špičkový výkon pulzného svetla viac ako desaťkrát vyšší ako výkon nepretržitého svetla, čo je veľmi priaznivé na vŕtanie, tepelné spracovanie a iné aplikácie. Krátky impulz sa vzťahuje na impulz ns, ktorý sa široko používa v laserovom označovaní, vŕtaní, lekárskom ošetrení, laserovom meradle, druhej harmonickej generácii, vojenských a iných oblastiach. Ultrakrátky pulz je to, čo nazývame ultrarýchly laser, vrátane pulzného lasera PS a FS.

Keď laser pôsobí na materiál s pulzným časom pikosekundy a femtosekundy, efekt obrábania sa výrazne zmení. Femtosekundový laser sa dokáže zamerať na priestorovú oblasť menšiu ako je priemer vlasu, čím je intenzita elektromagnetického poľa niekoľkonásobne vyššia ako sila atómov na kontrolu elektrónov okolo nich, aby sa realizovali mnohé extrémne fyzikálne podmienky, ktoré na povrchu neexistujú. zem a nemožno ich získať inými metódami. S rýchlym nárastom energie pulzu môže laserový pulz s vysokou hustotou výkonu ľahko odlupovať vonkajšie elektróny, prinútiť elektróny odtrhnúť sa od väzby atómov a vytvoriť plazmu. Pretože interakčný čas medzi laserom a materiálom je veľmi krátky, plazma bola odstránená z povrchu materiálu skôr, ako stihla preniesť energiu do okolitých materiálov, čo neprinesie tepelný vplyv na okolité materiály. Preto je ultrarýchle laserové spracovanie známe aj ako „studené spracovanie“. Ultrarýchly laser zároveň dokáže spracovať takmer všetky materiály, vrátane kovov, polovodičov, diamantov, zafírov, keramiky, polymérov, kompozitov a živíc, fotorezistných materiálov, tenkých vrstiev, ITO filmov, skla, solárnych článkov atď.

S výhodami spracovania za studena vstúpili lasery s krátkym a ultrakrátkym impulzom do oblastí presného spracovania, ako je mikro nano spracovanie, jemné laserové lekárske ošetrenie, presné vŕtanie, presné rezanie atď. Pretože ultrakrátky impulz môže veľmi rýchlo vstreknúť spracovateľskú energiu do malej akčnej oblasti, okamžitá depozícia s vysokou hustotou energie zmení absorpciu elektrónov a režim pohybu, zabráni vplyvu lineárnej absorpcie lasera, prenosu a difúzie energie a zásadne zmení mechanizmus interakcie. medzi laserom a hmotou. Preto sa stala stredobodom aj nelineárnej optiky, laserovej spektroskopie, biomedicíny, optiky silného poľa Fyzika kondenzovaných látok je silným výskumným nástrojom v oblastiach vedeckého výskumu.

V porovnaní s femtosekundovým laserom nemusí pikosekundový laser rozširovať a komprimovať impulzy na zosilnenie. Preto je dizajn pikosekundového lasera relatívne jednoduchý, cenovo výhodnejší, spoľahlivejší a je kompetentný pre vysoko presné mikroobrábanie bez stresu na trhu. Avšak ultra rýchly a ultra silný sú dva hlavné trendy vývoja laserov. Femtosekundový laser má tiež väčšie výhody v lekárskej liečbe a vedeckom výskume. V budúcnosti je možné vyvinúť ďalšiu generáciu ultrarýchleho lasera rýchlejšie ako femtosekundový 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
Reject Accept