Az ultragyors lézer jellemzői, alkalmazása és piaci kilátásai
2021-08-02
Valójában a nanoszekundum, a pikoszekundum és a femtoszekundum időegységek, 1ns = 10-9s, 1ps = 10-12s, 1FS = 10-15s. Ez az időegység a lézerimpulzus impulzusszélességét jelenti. Röviden: egy impulzuslézer ilyen rövid idő alatt készül el. Mivel a kimeneti egyetlen impulzus ideje nagyon-nagyon rövid, az ilyen lézert ultragyors lézernek nevezik. Ha a lézerenergiát ilyen rövid idő alatt koncentráljuk, hatalmas egyetlen impulzusos energia és rendkívül magas csúcsteljesítmény érhető el. Az anyagfeldolgozás során a nagy impulzusszélesség és az alacsony intenzitású lézer által okozott anyagolvadás és folyamatos párolgás (termikus hatás) nagymértékben elkerülhető, és a feldolgozás minősége jelentősen javítható.
Az iparban a lézereket általában négy kategóriába sorolják: folyamatos hullámú (CW), kvázi folyamatos (QCW), rövid impulzusú (Q-kapcsolt) és ultrarövid impulzusú (zárolt üzemmód). A multimódusú CW szálas lézer által képviselt CW a jelenlegi ipari piac nagy részét elfoglalja. Széles körben használják vágásban, hegesztésben, burkolatban és más területeken. Jellemzői a magas fotoelektromos konverziós sebesség és a gyors feldolgozási sebesség. Kvázi folyamatos hullám, más néven hosszú impulzus, MS ~ μ S-rendű impulzust tud előállítani 10%-os munkaciklus mellett, ami miatt az impulzusos fény csúcsteljesítménye több mint tízszerese a folyamatos fényének, ami nagyon kedvező. fúráshoz, hőkezeléshez és egyéb alkalmazásokhoz. A rövid impulzus az ns impulzusra utal, amelyet széles körben használnak a lézeres jelölésben, fúrásban, orvosi kezelésben, lézeres tartományban, második harmonikus generációs, katonai és egyéb területeken. Az ultrarövid impulzus az úgynevezett ultragyors lézer, beleértve a PS és FS impulzuslézert is.
Ha a lézer pikoszekundumos és femtoszekundumos impulzusidővel hat az anyagra, a megmunkálási hatás jelentősen megváltozik. A femtoszekundumos lézer a haj átmérőjénél kisebb térbeli területre képes fókuszálni, így az elektromágneses mező intenzitása többszöröse az atomok által a körülöttük lévő elektronok ellenőrzésére ható erőnek, így sok olyan extrém fizikai körülmény valósítható meg, amelyek nem léteznek a hajszálon. földet, és más módszerekkel nem lehet előállítani. Az impulzusenergia gyors növekedésével a nagy teljesítménysűrűségű lézerimpulzusok könnyen lefejthetik a külső elektronokat, elszakíthatják az elektronokat az atomok kötelékéből, és plazmát alkothatnak. Mivel a lézer és az anyag közötti kölcsönhatási idő nagyon rövid, a plazma lekerült az anyag felületéről, mielőtt ideje volna energiát átadni a környező anyagoknak, ami nem okoz hőhatást a környező anyagokra. Ezért az ultragyors lézeres feldolgozást "hideg feldolgozásnak" is nevezik. Ugyanakkor az ultragyors lézer szinte minden anyagot képes feldolgozni, beleértve a fémeket, félvezetőket, gyémántokat, zafírokat, kerámiákat, polimereket, kompozitokat és gyantákat, fotoreziszt anyagokat, vékony filmeket, ITO filmeket, üveget, napelemeket stb.
A hideg feldolgozás előnyeivel a rövid impulzusú és ultrarövid impulzusú lézerek bekerültek a precíziós feldolgozási területekre, mint például a mikronano-feldolgozás, a finomlézeres orvosi kezelés, a precíziós fúrás, a precíziós vágás és így tovább. Mivel az ultrarövid impulzus nagyon gyorsan képes befecskendezni a feldolgozási energiát egy kis akcióterületre, a pillanatnyi nagy energiasűrűségű lerakódás megváltoztatja az elektronabszorpciót és a mozgási módot, elkerüli a lézer lineáris abszorpciójának, energiaátvitelének és diffúziójának hatását, és alapvetően megváltoztatja az interakciós mechanizmust. lézer és anyag között. Ezért a nemlineáris optika, a lézerspektroszkópia, a biomedicina, az erős téroptika fókuszába is került. A kondenzált anyag fizika hatékony kutatási eszköz a tudományos kutatási területeken.
A femtoszekundumos lézerrel összehasonlítva a pikoszekundumos lézernek nem kell kiszélesítenie és tömörítenie az impulzusokat az erősítéshez. Ezért a pikoszekundumos lézer tervezése viszonylag egyszerű, költséghatékonyabb, megbízhatóbb, és alkalmas a nagy pontosságú, feszültségmentes mikromegmunkálásra a piacon. A lézerfejlesztés két fő irányvonala azonban az ultragyors és az ultra erős. A femtoszekundumos lézer nagyobb előnyökkel rendelkezik az orvosi kezelésben és a tudományos kutatásban is. A jövőben a femtoszekundumos lézernél gyorsabban lehet kifejleszteni az ultragyors lézer következő generációját.
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
