Mga katangian, aplikasyon at pag-asam sa merkado ng ultrafast laser
2021-08-02
Sa katunayan, ang nanosecond, picosecond at femtosecond ay mga yunit ng oras, 1ns = 10-9s, 1ps = 10-12s, 1FS = 10-15s. Ang yunit ng oras na ito ay kumakatawan sa lapad ng pulso ng isang pulso ng laser. Sa madaling salita, ang isang pulsed laser ay output sa isang maikling panahon. Dahil ang output single pulse time nito ay napaka, napakaikli, ang naturang laser ay tinatawag na ultrafast laser. Kapag ang enerhiya ng laser ay puro sa isang maikling panahon, ang malaking solong pulso na enerhiya at napakataas na peak power ay makukuha. Sa panahon ng pagproseso ng materyal, ang hindi pangkaraniwang bagay ng pagkatunaw ng materyal at patuloy na pagsingaw (thermal effect) na dulot ng mahabang lapad ng pulso at mababang-intensity na laser ay maiiwasan sa isang malaking lawak, at ang kalidad ng pagproseso ay maaaring lubos na mapabuti.
Sa industriya, ang mga laser ay karaniwang nahahati sa apat na kategorya: tuloy-tuloy na alon (CW), quasi tuloy-tuloy (QCW), maikling pulso (Q-switched) at ultra maikling pulso (mode naka-lock). Kinakatawan ng multimode CW fiber laser, sinasakop ng CW ang karamihan sa kasalukuyang pang-industriyang merkado. Ito ay malawakang ginagamit sa pagputol, hinang, cladding at iba pang larangan. Ito ay may mga katangian ng mataas na photoelectric conversion rate at mabilis na bilis ng pagproseso. Ang quasi continuous wave, na kilala rin bilang mahabang pulso, ay maaaring makagawa ng MS ~ μ S-order pulse na may duty cycle na 10%, na ginagawang ang peak power ng pulsed light na higit sa sampung beses na mas mataas kaysa sa tuluy-tuloy na liwanag, na napaka-kanais-nais. para sa pagbabarena, paggamot sa init at iba pang mga aplikasyon. Ang maikling pulso ay tumutukoy sa ns pulse, na malawakang ginagamit sa laser marking, drilling, medikal na paggamot, laser ranging, pangalawang harmonic generation, militar at iba pang larangan. Ang ultrashort pulse ay tinatawag nating ultrafast laser, kabilang ang pulse laser ng PS at FS.
Kapag kumilos ang laser sa materyal na may oras ng pulso ng picosecond at femtosecond, ang epekto ng machining ay magbabago nang malaki. Ang femtosecond laser ay maaaring tumutok sa isang spatial area na mas maliit kaysa sa diameter ng buhok, na ginagawa ang intensity ng electromagnetic field ng ilang beses na mas mataas kaysa sa puwersa ng mga atom upang suriin ang mga electron sa kanilang paligid, upang mapagtanto ang maraming matinding pisikal na kondisyon na hindi umiiral sa lupa at hindi makukuha sa iba pang pamamaraan. Sa mabilis na pagtaas ng enerhiya ng pulso, ang high power density laser pulse ay madaling maalis ang mga panlabas na electron, mapapaalis ang mga electron mula sa pagkakagapos ng mga atomo at makabuo ng plasma. Dahil ang oras ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng laser at materyal ay napakaikli, ang plasma ay tinanggal mula sa ibabaw ng materyal bago ito magkaroon ng oras upang ilipat ang enerhiya sa mga nakapalibot na materyales, na hindi magdadala ng thermal impact sa mga nakapalibot na materyales. Samakatuwid, ang ultrafast laser processing ay kilala rin bilang "cold processing". Kasabay nito, ang ultrafast laser ay maaaring magproseso ng halos lahat ng mga materyales, kabilang ang mga metal, semiconductor, diamante, sapphires, ceramics, polymers, composites at resins, photoresist material, thin films, ITO films, glass, solar cells, atbp.
Sa mga bentahe ng malamig na pagproseso, ang maikling pulso at ultrashort pulse laser ay pumasok sa mga patlang ng pagpoproseso ng katumpakan tulad ng pagpoproseso ng micro nano, pinong laser na medikal na paggamot, precision drilling, precision cutting at iba pa. Dahil ang ultrashort pulse ay maaaring mag-inject ng enerhiya sa pagpoproseso sa isang maliit na lugar ng pagkilos nang napakabilis, ang madalian na mataas na density ng enerhiya na deposition ay nagbabago sa pagsipsip ng elektron at mode ng paggalaw, iniiwasan ang impluwensya ng laser linear absorption, paglipat ng enerhiya at pagsasabog, at sa panimula ay nagbabago sa mekanismo ng pakikipag-ugnayan. sa pagitan ng laser at bagay. Samakatuwid, ito rin ay naging pokus ng nonlinear optics, laser spectroscopy, biomedicine, strong field optics Ang condensed matter physics ay isang makapangyarihang tool sa pananaliksik sa mga larangan ng siyentipikong pananaliksik.
Kung ikukumpara sa femtosecond laser, ang picosecond laser ay hindi kailangang palawakin at i-compress ang mga pulso para sa amplification. Samakatuwid, ang disenyo ng picosecond laser ay medyo simple, mas cost-effective, mas maaasahan, at may kakayahan para sa high-precision, stress-free micro machining sa merkado. Gayunpaman, ang napakabilis at napakalakas ay ang dalawang pangunahing uso ng pag-unlad ng laser. Ang Femtosecond laser ay mayroon ding mas malaking pakinabang sa medikal na paggamot at siyentipikong pananaliksik. Posibleng bumuo ng susunod na henerasyon ng ultrafast laser nang mas mabilis kaysa sa femtosecond laser sa hinaharap.
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
