Какви са характеристиките и приложенията на ултракъсия импулсен лазер?

Лазери с ултракъси импулсиимат широки перспективи за приложение в медицинското лечение и оптичното записване и много приложения в момента са в експериментален стадий на практичност, включително приложения в изследванията на физиката.

Друга особеност на тази технология е, че обхватът на използваните импулси е много широк. Например, в информационни комуникационни приложения ултрависоката честота на повторение на единичен импулс с малка енергия (pJ ниво) е над 100 GHz; Енергийният диапазон на нивото работи при високи честоти на повторение; в приложения за квантови научни изследвания с висок интензитет, висок пиков интензитет в нивото на петавата (PW) може да бъде постигнат с едночестотни импулси. По отношение на дължината на вълната, чрез преобразуване на изходната дължина на вълната на ултракъсия импулсен лазер, тя може да бъде обработена от меката рентгенова област от няколко нанометра до THz импулс, еквивалентен на субмилиметрови вълни. Като се има предвид статуквото на лазерите с ултракъс импулс от гледна точка на приложението, те могат грубо да бъдат разделени на следните три категории.

(1) Лазери за научни изследвания в областта на физиката. Това е областта на приложение на първите създадени ултракъси импулсни лазерни устройства. Тъй като това приложение налага различни изисквания към характеристиките на импулса, като дължина на вълната, продължителност на импулса и импулсна енергия, могат да се използват различни лазери, включително лазери с багрила и ексимерни лазери. В случай, че се обръща внимание на производителността и не се отчита цената, се използват предимно твърдотелни лазери. Лазерите в твърдо състояние имат гъвкава производителност (параметри като импулсна енергия или честота на повторение могат да бъдат настроени в относително широк диапазон), като лазери, използвани за запалване на ядрен синтез или широкомащабни лазерни системи, разработени и използвани в различно изследователско оборудване, всички принадлежат към тази категория.

(2) Очаква се да се използва като лазер за приложения в промишлено оборудване. Основно се разглежда в областта на измерването и обработката. Идеалните резултати от обработката могат да бъдат получени чрез използване на лазери с къс импулс, но трябва да се вземат предвид надеждността или поддръжката и цената на оборудването. През последните години, с подобряването на надеждността на твърдотелните лазери със заключен режим и появата на високомощни влакнести лазери, хората имат големи очаквания за развитието на тази област.

(3) Полупроводникови лазери и оптични лазери като оптични информационни комуникационни системи. Що се отнася до това промишлено приложение, социалните ползи са най-големи, но също така лесно се влияе от социални условия като пазарни условия и информационни и комуникационни политики. Хората все още помнят депресията в индустрията, предизвикана от спукването на ИТ балона. В допълнение към производителността на устройството трябва да се вземат предвид и въпроси като неговата надеждност, цена и опазване на околната среда, а техническите изисквания са строги. От дългосрочна гледна точка сферата на комуникацията е сферата с най-високи очаквания.

През последните години светлинната технология с ултракъси импулси беше популяризирана и от 90-те години на миналия век различни регулируеми твърдотелни лазери със заключен режим на ултракъси импулси бяха пуснати в практическа употреба. Регулируемият лазер е фотонно ограничен лазер, при който по-ниското енергийно ниво на лазера е във вибрационно възбудено състояние, което разширява честотната лента на трептенията.

Типичният Ti:Sapphire лазер работи стабилно, реализирайки ултракъса (най-кратката е около 5fs) импулсна светлина със средна изходна мощност от 1 W. Ако се използва лазерен кристал, легиран с Yb йони, субпикосекунден импулсен изход с по-висока средна изходна мощност може да се получи.

Приложения на къси импулсни лазери

При рязане и пробиване на PCB и FPC е много важно да се сведе до минимум зоната, засегната от топлината. Термично засегнатата зона на срязаната повърхност или материала близо до отвора е вид термично разграждане до известна степен. Използването на лазери с ултракъса ширина на импулса минимизира засегнатата от топлина зона. Ултракъсите импулси могат да направят процеса на лазерна обработка "по-хладен", тоест "студена обработка". Това е така, защото продължителността на импулса е по-кратка от времето на термична дифузия в органичните материали, което означава, че по-голямата част от енергията на лазерния импулс се отнася от изхвърления материал, преди да може да дифундира.

Лазерите с ултракъс импулс (USP) с ширина на импулса във фемтосекундния и пикосекундния диапазон могат добре да ограничат енергията в близост до лазерното петно. Когато плътността на мощността достигне десетки GW на квадратен сантиметър, лазерната обработка ще постигне състояние на "студена" аблация, тоест в този случай по-голямата част от материала се изпарява директно от лазерно насочената зона. По този начин индиректните щети, които могат да настъпят в близост до мястото, са значително намалени, тъй като материалът се изпарява за кратко време и топлината няма време да се проведе. По-голямата част от абсорбираната енергия се отнася от аблирания материал под формата на кинетична енергия. За съжаление понастоящем ултракъсите импулсни лазери трудно се прилагат в индустриалното производство. Основната причина е, че скоростта на обработка е бавна поради ниската средна мощност, така че е трудно да се комбинира с автоматично оборудване за обработка на материали. Освен това лазерът е сравнително голям по размер (специализираните лазери са изградени върху оптични платформи).

Въпреки че импулсната енергия на лазерите с ултракъс импулс е много по-малка от тази на наносекундните лазери, по-ниският праг на аблация (по-висока ефективност на обработка) на тези лазери компенсира намалената импулсна енергия, така че добивът е по-висок. Освен това лазерите с ултракъси импулси имат по-високи скорости на повторение на импулса, за да поддържат бърза многократна обработка, което ги прави идеални за селективна обработка на по-тънки слоеве върху субстрати, обикновено керамика.

Свръхбързият лазер, предоставен отJTBYShield лазер технология Co.% 2c Ltd.е фемтосекундната лазерна система за усилване с най-ниската цена на притежание на пазара днес. Той интегрира всички компоненти за генериране на високомощни фемтосекундни импулси в една кутия и използва фемтосекунден лазер с легирани ербиеви влакна като зародишен източник, плюс специалния дизайн без настройка (НЕслаб), образуват уникалната в света, ултрастабилна, ултракомпактна система за усилване на импулса с титаниев сапфир от серията CPA.

Информация за връзка:

Ако имате някакви идеи, не се колебайте да говорите с нас. Без значение къде са нашите клиенти и какви са нашите изисквания, ние ще следваме нашата цел да предоставим на нашите клиенти високо качество, ниски цени и най-доброто обслужване.