Өте жылдам лазердің сипаттамалары, қолданылуы және нарықтық перспективасы
2021-08-02
Шын мәнінде, наносекунд, пикосекунд және фемтосекунд уақыт бірлігі, 1ns = 10-9s, 1ps = 10-12s, 1FS = 10-15s. Бұл уақыт бірлігі лазер импульсінің импульсінің енін білдіреді. Қысқасы, импульстік лазер осындай қысқа мерзімде шығарылады. Оның шығыс бір импульстік уақыты өте, өте қысқа болғандықтан, мұндай лазер ультра жылдам лазер деп аталады. Лазер энергиясы қысқа уақыт ішінде шоғырланған кезде үлкен бір импульстік энергия және өте жоғары шыңдық қуат алынады. Материалды өңдеу кезінде ұзақ импульстік ені мен төмен қарқынды лазерден туындаған материалдың балқуы және үздіксіз булану құбылысы (жылу эффектісі) айтарлықтай дәрежеде болдырмайды және өңдеу сапасын айтарлықтай жақсартуға болады.
Өнеркәсіпте лазерлер әдетте төрт санатқа бөлінеді: үздіксіз толқын (CW), квази үздіксіз (QCW), қысқа импульс (Q-қосқыш) және ультра қысқа импульс (режим құлыпталған). CW мультимодалы талшықты лазермен ұсынылған CW қазіргі өнеркәсіптік нарықтың көп бөлігін алады. Ол кесу, дәнекерлеу, қаптау және басқа салаларда кеңінен қолданылады. Ол жоғары фотоэлектрлік түрлендіру жылдамдығы мен жылдам өңдеу жылдамдығының сипаттамаларына ие. Квази үздіксіз толқын, сондай-ақ ұзақ импульс ретінде белгілі, 10% жұмыс циклі бар MS ~ μ S ретті импульсті шығара алады, бұл импульстік жарықтың ең жоғары қуатын үздіксіз жарыққа қарағанда он еседен астам жоғары етеді, бұл өте қолайлы. бұрғылауға, термиялық өңдеуге және басқа қолданбаларға арналған. Қысқа импульс лазерлік таңбалауда, бұрғылауда, емдеуде, лазерлік диапазонда, екінші гармоникалық генерацияда, әскери және басқа салаларда кеңінен қолданылатын ns импульсіне жатады. Ультра қысқа импульс - бұл өте жылдам лазер деп аталатын нәрсе, соның ішінде PS және FS импульстік лазері.
Лазер материалға импульс уақыты пикосекунд пен фемтосекундпен әсер еткенде, өңдеу әсері айтарлықтай өзгереді. Фемтосекундтық лазер шаштың диаметрінен кіші кеңістіктік аймаққа фокустай алады, бұл электромагниттік өрістің қарқындылығын атомдардың айналасындағы электрондарды тексеру күшінен бірнеше есе жоғары етеді, осылайша оларда жоқ көптеген экстремалды физикалық жағдайларды жүзеге асырады. жер және басқа әдістермен алуға болмайды. Импульстік энергияның жылдам өсуімен жоғары қуаттылық тығыздығы лазерлік импульс сыртқы электрондарды оңай жұлып алады, электрондарды атомдардың байланысынан ажыратып, плазманы құрайды. Лазер мен материал арасындағы өзара әрекеттесу уақыты өте қысқа болғандықтан, плазма қоршаған материалдарға жылулық әсер етпейтін энергияны қоршаған материалдарға тасымалдауға үлгермей тұрып материалдың бетінен жойылды. Сондықтан ультра жылдам лазерлік өңдеу «суық өңдеу» деп те аталады. Сонымен қатар, өте жылдам лазер барлық дерлік материалдарды, соның ішінде металдарды, жартылай өткізгіштерді, алмаздарды, сапфирлерді, керамикаларды, полимерлерді, композиттер мен шайырларды, фоторезисттік материалдарды, жұқа пленкаларды, ITO пленкаларын, шыныларды, күн батареяларын және т.б.
Суық өңдеудің артықшылықтарымен қысқа импульстік және ультра қысқа импульстік лазерлер микро нано өңдеу, жұқа лазерлік медициналық өңдеу, дәл бұрғылау, дәл кесу және т.б. сияқты дәл өңдеу өрістеріне енді. Ультра қысқа импульс өңдеу энергиясын шағын әрекет аймағына өте жылдам енгізе алатындықтан, лезде жоғары энергия тығыздығы тұндыру электрондарды сіңіру және қозғалыс режимін өзгертеді, лазердің сызықтық жұтылуының, энергияның берілуі мен диффузиясының әсерін болдырмайды және өзара әрекеттесу механизмін түбегейлі өзгертеді. лазер мен зат арасында. Сондықтан ол сондай-ақ сызықты емес оптиканың, лазерлік спектроскопияның, биомедицинаның, күшті өрістік оптиканың назарына айналды Конденсацияланған заттар физикасы ғылыми зерттеу салаларындағы қуатты зерттеу құралы болып табылады.
Фемтосекундтық лазермен салыстырғанда, пикосекундтық лазер күшейту үшін импульстарды кеңейтуді және қысуды қажет етпейді. Сондықтан пикосекундтық лазердің дизайны салыстырмалы түрде қарапайым, үнемді, сенімдірек және нарықта жоғары дәлдікте, кернеусіз микро өңдеуге жарамды. Дегенмен, ультра жылдам және ультра күшті - лазерді дамытудың екі негізгі тенденциясы. Фемтосекундтық лазердің медициналық емдеу мен ғылыми зерттеулерде де үлкен артықшылықтары бар. Болашақта фемтосекундтық лазерге қарағанда ультра жылдам лазердің келесі буынын тезірек әзірлеуге болады.
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
