Charakteristika, použití a perspektiva trhu ultrarychlého laseru
2021-08-02
Ve skutečnosti jsou nanosekundy, pikosekundy a femtosekundy časové jednotky, 1ns = 10-9s, 1ps = 10-12s, 1FS = 10-15s. Tato časová jednotka představuje šířku pulzu laserového pulzu. Stručně řečeno, pulzní laser je na výstupu v tak krátkém čase. Protože jeho výstupní doba jednoho pulzu je velmi, velmi krátká, nazývá se takový laser ultrarychlý laser. Když se laserová energie koncentruje v tak krátkém čase, získá se obrovská energie jednoho pulzu a extrémně vysoký špičkový výkon. Během zpracování materiálu se do značné míry zabrání jevu tavení materiálu a kontinuálního odpařování (tepelný efekt) způsobeným dlouhou šířkou pulsu a laserem s nízkou intenzitou a kvalita zpracování se může výrazně zlepšit.
V průmyslu se lasery obvykle dělí do čtyř kategorií: kontinuální vlna (CW), kvazi kontinuální (QCW), krátký puls (Q-switched) a ultrakrátký puls (uzamčený režim). CW, reprezentovaný multimodovým CW vláknovým laserem, zaujímá většinu současného průmyslového trhu. Je široce používán při řezání, svařování, opláštění a dalších oborech. Má vlastnosti vysoké rychlosti fotoelektrické konverze a vysoké rychlosti zpracování. Kvazi kontinuální vlna, také známá jako dlouhý puls, může produkovat puls MS ~ μ S-řádu s pracovním cyklem 10 %, což činí špičkový výkon pulzního světla více než desetkrát vyšší než u nepřetržitého světla, což je velmi příznivé pro vrtání, tepelné zpracování a další aplikace. Krátký pulz označuje pulz ns, který je široce používán v laserovém značení, vrtání, lékařském ošetření, laserovém měření, druhé harmonické generaci, armádě a dalších oborech. Ultrakrátký pulz je to, co nazýváme ultrarychlý laser, včetně pulzního laseru PS a FS.
Když laser působí na materiál s dobou pulzu pikosekundy a femtosekundy, efekt obrábění se výrazně změní. Femtosekundový laser se dokáže zaměřit na prostorovou oblast menší, než je průměr vlasu, čímž je intenzita elektromagnetického pole několikanásobně vyšší než síla atomů na kontrolu elektronů kolem nich, aby bylo možné realizovat mnoho extrémních fyzikálních podmínek, které na Zemi neexistují. země a nelze je získat jinými metodami. S rychlým nárůstem energie pulzu může laserový pulz s vysokou hustotou výkonu snadno odloupnout vnější elektrony, způsobit, že se elektrony odtrhnou od vazby atomů a vytvoří plazma. Protože doba interakce mezi laserem a materiálem je velmi krátká, bylo plazma odstraněno z povrchu materiálu dříve, než stihlo přenést energii do okolních materiálů, což nepřinese tepelný dopad na okolní materiály. Proto je ultrarychlé laserové zpracování také známé jako "studené zpracování". Zároveň ultrarychlý laser dokáže zpracovat téměř všechny materiály, včetně kovů, polovodičů, diamantů, safírů, keramiky, polymerů, kompozitů a pryskyřic, fotorezistních materiálů, tenkých filmů, ITO filmů, skla, solárních článků atd.
S výhodami zpracování za studena vstoupily lasery s krátkým a ultrakrátkým pulzem do oblastí přesného zpracování, jako je mikro nano zpracování, jemné laserové lékařské ošetření, přesné vrtání, přesné řezání a tak dále. Vzhledem k tomu, že ultrakrátký puls může velmi rychle vnést zpracovatelskou energii do malé akční oblasti, okamžitá depozice s vysokou hustotou energie změní absorpci elektronů a režim pohybu, zabrání vlivu laserové lineární absorpce, přenosu a difúze energie a zásadně změní mechanismus interakce. mezi laserem a hmotou. Proto se také stala středem zájmu nelineární optiky, laserové spektroskopie, biomedicíny, optiky silného pole Fyzika kondenzovaných látek je silným výzkumným nástrojem v oblastech vědeckého výzkumu.
Ve srovnání s femtosekundovým laserem nemusí pikosekundový laser rozšiřovat a komprimovat pulsy pro zesílení. Proto je konstrukce pikosekundového laseru relativně jednoduchá, cenově výhodnější, spolehlivější a je kompetentní pro vysoce přesné mikroobrábění bez napětí na trhu. Nicméně, ultra rychlý a ultra silný jsou dva hlavní trendy vývoje laserů. Femtosekundový laser má také větší výhody v lékařské léčbě a vědeckém výzkumu. V budoucnu je možné vyvinout další generaci ultrarychlého laseru rychleji než 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
