Характеристики, применение и рыночные перспективы сверхбыстрого лазера
2021-08-02
На самом деле, наносекунда, пикосекунда и фемтосекунда — это единицы времени, 1 нс = 10-9 с, 1 пс = 10-12 с, 1FS = 10-15 с. Эта единица времени представляет собой ширину импульса лазерного импульса. Короче говоря, импульсный лазер вырабатывается за такое короткое время. Поскольку время одиночного импульса на выходе очень и очень короткое, такой лазер называют сверхбыстрым лазером. Когда энергия лазера концентрируется за такое короткое время, будет получена огромная энергия одиночного импульса и чрезвычайно высокая пиковая мощность. Во время обработки материала можно в значительной степени избежать явления плавления материала и непрерывного испарения (теплового эффекта), вызванного длинноволновым импульсом и низкоинтенсивным лазером, и качество обработки может быть значительно улучшено.
В промышленности лазеры обычно делятся на четыре категории: непрерывные (CW), квазинепрерывные (QCW), короткие импульсы (модуляция добротности) и сверхкороткие импульсы (с синхронизацией мод). Представленный многомодовым волоконным лазером CW, CW занимает большую часть текущего промышленного рынка. Он широко используется в резке, сварке, плакировании и других областях. Он имеет характеристики высокой скорости фотоэлектрического преобразования и высокой скорости обработки. Квазинепрерывная волна, также известная как длинный импульс, может генерировать MS ~ ¼ импульса S-порядка с рабочим циклом 10%, что делает пиковую мощность импульсного света более чем в десять раз выше, чем у непрерывного света, что очень благоприятно. для сверления, термообработки и других применений. Короткий импульс относится к импульсу нс, который широко используется в лазерной маркировке, сверлении, лечении, лазерной дальнометрии, генерации второй гармоники, военной и других областях. Ультракороткий импульс - это то, что мы называем сверхбыстрым лазером, включая импульсный лазер PS и FS.
Когда лазер воздействует на материал с длительностью импульса пикосекунды и фемтосекунды, эффект обработки значительно изменится. Фемтосекундный лазер может сфокусироваться на пространственной области, меньшей диаметра волоса, делая интенсивность электромагнитного поля в несколько раз выше, чем сила атомов сдерживать электроны вокруг себя, благодаря чему реализуются многие экстремальные физические условия, не существующие на земли и не могут быть получены другими способами. При быстром увеличении энергии импульса лазерный импульс с высокой плотностью мощности может легко отделить внешние электроны, заставить электроны вырваться из рабства атомов и сформировать плазму. Поскольку время взаимодействия между лазером и материалом очень короткое, плазма удаляется с поверхности материала до того, как она успевает передать энергию окружающим материалам, что не оказывает теплового воздействия на окружающие материалы. Поэтому сверхбыстрая лазерная обработка также известна как «холодная обработка». В то же время сверхбыстрый лазер может обрабатывать практически все материалы, включая металлы, полупроводники, алмазы, сапфиры, керамику, полимеры, композиты и смолы, фоторезисты, тонкие пленки, пленки ITO, стекло, солнечные элементы и т. д.
Обладая преимуществами холодной обработки, короткоимпульсные и ультракороткие импульсные лазеры вошли в области точной обработки, такие как микронанообработка, тонкое лазерное лечение, прецизионное сверление, прецизионная резка и так далее. Поскольку сверхкороткий импульс может очень быстро вводить энергию обработки в небольшую область действия, мгновенное выделение высокой плотности энергии изменяет режим поглощения и движения электронов, позволяет избежать влияния линейного поглощения лазера, передачи и диффузии энергии и коренным образом изменяет механизм взаимодействия. между лазером и веществом. Поэтому он также стал центром нелинейной оптики, лазерной спектроскопии, биомедицины, оптики сильного поля. Физика конденсированного состояния является мощным исследовательским инструментом в научных областях.
По сравнению с фемтосекундным лазером пикосекундный лазер не нуждается в расширении и сжатии импульсов для усиления. Таким образом, конструкция пикосекундного лазера относительно проста, более экономична, более надежна и подходит для высокоточной микрообработки без напряжения на рынке. Тем не менее, сверхбыстрый и сверхмощный — две основные тенденции в развитии лазеров. Фемтосекундный лазер также имеет большие преимущества в лечении и научных исследованиях. В будущем возможно разработать сверхбыстрый лазер следующего поколения, который быстрее фемтосекундного лазера.
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
