Care sunt caracteristicile și aplicațiile laserului cu puls ultrascurt?

Lasere cu impuls ultrascurtau perspective largi de aplicare în tratamentul medical și înregistrarea optică, iar multe aplicații sunt în prezent în stadiu experimental de practic, inclusiv aplicații în cercetarea științelor fizice.

O altă caracteristică a acestei tehnologii este că gama de impulsuri utilizate este foarte largă. De exemplu, în aplicațiile de comunicare informațională, frecvența de repetiție ultra-înaltă a unui singur impuls cu energie mică (nivel pJ) este peste 100 GHz; Gama de energie a nivelului funcționează la rate mari de repetare; în aplicațiile de cercetare cuantică de mare intensitate, intensitățile de vârf ridicate la nivelul petawatt (PW) pot fi atinse cu impulsuri cu o singură frecvență. În ceea ce privește lungimea de undă, prin conversia lungimii de undă de ieșire a laserului cu impuls ultrascurt, aceasta poate fi procesată din regiunea moale de raze X de câțiva nanometri la impulsul THz echivalent cu undele submilimetrice. Având în vedere status quo-ul laserelor cu impuls ultrascurt din punct de vedere al aplicației, acestea pot fi împărțite aproximativ în următoarele trei categorii.

(1) Lasere pentru cercetare în științe fizice. Acesta este domeniul de aplicare al primelor dispozitive laser cu impuls ultrascurt consacrate. Deoarece această aplicație impune diferite cerințe privind caracteristicile pulsului, cum ar fi lungimea de undă, durata pulsului și energia pulsului, pot fi utilizate o varietate de lasere, inclusiv lasere colorante și lasere excimeri. În cazul în care se acordă atenție performanței și nu se ține seama de costuri, laserele cu stare solidă sunt cele mai utilizate. Laserele cu stare solidă au performanțe flexibile (parametrii precum energia pulsului sau frecvența de repetiție pot fi reglați într-o gamă relativ largă), cum ar fi laserele utilizate pentru aprinderea prin fuziune nucleară sau sistemele laser la scară largă dezvoltate și utilizate în diferite echipamente de cercetare, toate aparțin acestei categorii.

(2) Se preconizează că va fi utilizat ca laser pentru aplicații de echipamente industriale. Considerat în principal în domeniul măsurării și prelucrării. Rezultatele ideale de prelucrare pot fi obținute prin utilizarea laserelor cu impulsuri scurte, dar trebuie luate în considerare fiabilitatea sau întreținerea și costul echipamentului. În ultimii ani, odată cu îmbunătățirea fiabilității laserelor cu stare solidă blocate în mod și apariția laserelor cu fibră de mare putere, oamenii au așteptări mari pentru dezvoltarea acestui domeniu.

(3) Laserele semiconductoare și laserele cu fibră ca dispozitive optice ale sistemelor de comunicație a informațiilor. În ceea ce privește această aplicație industrială, beneficiile sociale sunt cele mai mari, dar este ușor afectată și de condițiile sociale precum condițiile de piață și politicile de informare și comunicare. Oamenii își amintesc încă de depresia industriei provocată de izbucnirea bulei IT. Pe lângă performanța dispozitivului, trebuie luate în considerare și aspecte precum fiabilitatea, costul și protecția mediului, iar cerințele tehnice sunt stricte. Dintr-o perspectivă pe termen lung, domeniul comunicării este domeniul cu cele mai mari așteptări.

În ultimii ani, tehnologia luminii cu impuls ultrascurt a fost popularizată și, începând cu anii 1990, au fost puse în practică diverse lasere cu stare solidă blocate în modul de impuls ultrascurt reglabil. Un laser reglabil este un laser limitat la fotoni în care nivelul de energie inferior al laserului se află într-o stare excitată vibrațional, ceea ce lărgește banda de frecvență de oscilație.

Un laser Ti:Sapphire obișnuit funcționează stabil, realizând lumină pulsată ultrascurtă (cea mai scurtă este de aproximativ 5fs) cu o putere medie de ieșire de 1 W. Dacă se folosește cristalul laser dopat cu ioni Yb, ieșire de impuls sub-picosecundă cu o putere medie de ieșire mai mare. poate fi obtinut.

Aplicații ale laserelor cu impuls scurt

Când tăiați și găuriți PCB-uri și FPC-uri, este foarte important să minimizați zona afectată de căldură. Zona afectată de căldură a suprafeței tăiate sau a materialului din apropierea găurii este într-o oarecare măsură un fel de degradare termică. Utilizarea laserelor cu puls ultrascurt minimizează zona afectată de căldură. Impulsurile ultrascurte pot face procesul de prelucrare cu laser „mai rece”, adică „procesare la rece”. Acest lucru se datorează faptului că durata impulsului este mai scurtă decât timpul de difuzie termică în materiale organice, ceea ce înseamnă că cea mai mare parte a energiei impulsului laser este transportată de materialul ejectat înainte ca acesta să poată difuza.

Laserele cu impulsuri ultrascurte (USP) cu lățimi ale impulsurilor în intervalul femtosecundă și picosecundă pot limita bine energia în vecinătatea spotului laser. Când densitatea de putere atinge zeci de GW pe centimetru pătrat, procesarea laser va atinge o stare de ablație „rece”, adică, în acest caz, cea mai mare parte a materialului este evaporată direct din zona direcționată cu laser. În acest fel, deteriorarea indirectă care poate apărea în apropierea locului este mult redusă, deoarece materialul se evaporă într-un timp scurt, iar căldura nu are timp să conducă. Cea mai mare parte a energiei absorbite este transportată de materialul ablat sub formă de energie cinetică. Din păcate, în prezent, laserele cu impulsuri ultrascurte sunt greu de aplicat în producția industrială. Motivul principal este că viteza de procesare este lentă din cauza puterii medii scăzute, deci este dificil de combinat cu echipamente automate de prelucrare a materialelor. În plus, laserul are dimensiuni relativ mari (laserele dedicate sunt construite pe platforme optice).

Deși energia impulsului laserelor cu impuls ultrascurt este mult mai mică decât cea a laserelor nanosecunde, pragul de ablație mai scăzut (eficiență mai mare de procesare) al acestor lasere compensează energia redusă a impulsului, astfel încât randamentul este mai mare. În plus, laserele cu impulsuri ultrascurte au rate mai mari de repetare a impulsurilor pentru a sprijini procesarea rapidă multiplă, făcându-le ideale pentru procesarea selectivă a straturilor mai subțiri deasupra substraturilor, de obicei ceramică.

Laserul ultrarapid oferit deJTBYShield Laser Technology Co., Ltd.este sistemul de amplificare laser femtosecundă cu cel mai mic cost de proprietate de pe piață în prezent. Acesta integrează toate componentele pentru generarea de impulsuri de femtosecundă de mare putere într-o singură cutie și folosește un laser de femtosecundă cu fibră dopată cu erbiu ca sursă de semințe, plus designul special fără ajustare (NOTweak), formează unic, ultra-stabil din lume, sistem ultracompact de amplificare a pulsului din safir de titan din seria CPA.

Informații de contact:

Dacă aveți idei, nu ezitați să discutați cu noi. Indiferent unde sunt clienții noștri și care sunt cerințele noastre, ne vom urmări obiectivul de a oferi clienților noștri calitate înaltă, prețuri mici și cele mai bune servicii.