Koje su karakteristike i primjene ultrakratkog pulsnog lasera?

Ultrakratki pulsni laseriimaju široke izglede za primjenu u medicinskom liječenju i optičkom snimanju, a mnoge su primjene trenutno u eksperimentalnoj fazi praktičnosti, uključujući primjene u istraživanju fizičke znanosti.

Još jedna značajka ove tehnologije je da je raspon korištenih impulsa vrlo širok. Na primjer, u informacijskim komunikacijskim aplikacijama, ultra-visoka frekvencija ponavljanja jednog impulsa s malom energijom (pJ razina) je iznad 100 GHz; Energetski raspon razine radi s visokim stopama ponavljanja; u kvantnim znanstvenim istraživačkim aplikacijama visokog intenziteta, visoki vršni intenziteti u razini petavata (PW) mogu se postići jednofrekventnim impulsima. Što se tiče valne duljine, pretvorbom izlazne valne duljine ultrakratkog pulsnog lasera, može se obraditi iz područja mekih rendgenskih zraka od nekoliko nanometara u THz puls ekvivalentan submilimetarskim valovima. S obzirom na status quo lasera s ultrakratkim pulsom sa stajališta primjene, oni se mogu grubo podijeliti u sljedeće tri kategorije.

(1) Laseri za fizička znanstvena istraživanja. Ovo je područje primjene prvih uspostavljenih laserskih uređaja s ultrakratkim pulsom. Budući da ova primjena nameće različite zahtjeve na karakteristike pulsa, kao što su valna duljina, trajanje impulsa i energija pulsa, mogu se koristiti različiti laseri uključujući lasere na bojila i excimer lasere. U slučaju obraćanja pozornosti na performanse, a ne razmatranja cijene, uglavnom se koriste solid-state laseri. Solid-state laseri imaju fleksibilne performanse (parametri poput energije pulsa ili frekvencije ponavljanja mogu se podesiti u relativno širokom rasponu), kao što su laseri koji se koriste za paljenje nuklearne fuzije ili laserski sustavi velikih razmjera razvijeni i korišteni u različitoj istraživačkoj opremi, svi pripadaju ovoj kategoriji.

(2) Očekuje se da će se koristiti kao laser za aplikacije industrijske opreme. Uglavnom se razmatra u području mjerenja i obrade. Idealni rezultati obrade mogu se dobiti korištenjem lasera s kratkim impulsima, ali se mora uzeti u obzir pouzdanost ili održavanje i cijena opreme. Posljednjih godina, s poboljšanjem pouzdanosti poluprovodničkih lasera s zaključanim modom i pojavom vlaknastih lasera velike snage, ljudi imaju velika očekivanja za razvoj ovog područja.

(3) Poluvodički laseri i vlaknasti laseri kao uređaji optičkog informacijskog komunikacijskog sustava. Što se tiče ove industrijske primjene, društvene koristi su najveće, ali je također lako podložna utjecaju društvenih uvjeta kao što su tržišni uvjeti i informacijske i komunikacijske politike. Ljudi se još uvijek sjećaju depresije u industriji izazvane pucanjem IT mjehura. Osim performansi uređaja, moraju se uzeti u obzir i pitanja poput njegove pouzdanosti, cijene i zaštite okoliša, a tehnički zahtjevi su strogi. Dugoročno gledano, područje komunikacije je područje s najvećim očekivanjima.

Posljednjih godina popularizirana je tehnologija ultrakratkog pulsnog svjetla, a od 1990-ih u praktičnu su upotrebu stavljeni različiti podesivi laseri čvrstog stanja s zaključanim modom ultrakratkog pulsa. Podesivi laser je fotonski ograničeni laser u kojem je niža energetska razina lasera u vibracijski pobuđenom stanju, što proširuje frekvencijski pojas oscilacije.

Tipični Ti:Sapphire laser radi stabilno, ostvarujući ultrakratko (najkraće je oko 5 fs) pulsirajuće svjetlo s prosječnom izlaznom snagom od 1 W. Ako se koristi laserski kristal dopiran Yb ionima, subpikosekundni pulsni izlaz s većom prosječnom izlaznom snagom može se dobiti.

Primjena lasera s kratkim pulsom

Prilikom rezanja i bušenja PCB-a i FPC-a vrlo je važno minimizirati zonu utjecaja topline. Zona zahvaćena toplinom površine reza ili materijala u blizini rupe je do određene mjere vrsta toplinske degradacije. Korištenje lasera ultrakratke pulsne širine minimizira zonu utjecaja topline. Ultrakratki impulsi mogu učiniti proces laserske obrade "hladnijim", odnosno "hladnom obradom". To je zato što je trajanje impulsa kraće od vremena toplinske difuzije u organskim materijalima, što znači da većinu energije laserskog pulsa odnosi izbačeni materijal prije nego što može difundirati.

Laseri s ultrakratkim pulsom (USP) s širinom impulsa u femtosekundnom i pikosekundnom rasponu mogu dobro ograničiti energiju na blizinu laserske točke. Kada gustoća snage dosegne desetke GW po kvadratnom centimetru, laserska obrada će postići "hladno" stanje ablacije, to jest, u ovom slučaju, većina materijala se izravno isparava iz laserom usmjerenog područja. Na taj način neizravna šteta koja može nastati u blizini mjesta uvelike je smanjena, jer materijal ispari u kratkom vremenu i toplina nema vremena provesti. Većinu apsorbirane energije ablirani materijal odnosi u obliku kinetičke energije. Nažalost, trenutno je lasere s ultrakratkim impulsima teško primijeniti u industrijskoj proizvodnji. Glavni razlog je što je brzina obrade spora zbog niske prosječne snage, pa ju je teško kombinirati s opremom za automatsku obradu materijala. Osim toga, laser je relativno velik (namjenski laseri izgrađeni su na optičkim platformama).

Iako je energija pulsa lasera s ultrakratkim pulsom mnogo manja od energije nanosekundnih lasera, niži prag ablacije (veća učinkovitost obrade) ovih lasera nadoknađuje smanjenu energiju pulsa, pa je prinos veći. Uz to, laseri s ultrakratkim pulsom imaju veće stope ponavljanja impulsa kako bi podržali brzu višestruku obradu, što ih čini idealnim za selektivnu obradu tanjih slojeva na vrhu supstrata, obično keramike.

Ultrabrzi laser koji nudiJTBYShield Laser Technology Co., Ltd.je femtosekundni laserski sustav pojačanja s najnižim troškom vlasništva na današnjem tržištu. Integrira sve komponente za generiranje femtosekundnih impulsa velike snage u jednu kutiju i koristi femtosekundni laser s vlaknima dopiranim erbijem kao početni izvor, plus poseban dizajn bez podešavanja (NOTweak), tvore jedinstveni, ultrastabilni, ultrakompaktni sustav za pojačavanje pulsa s titan safirom serije CPA.

Kontakt informacije:

Ako imate bilo kakvih ideja, slobodno nam se obratite. Bez obzira gdje su naši kupci i kakvi su naši zahtjevi, slijedit ćemo naš cilj da svojim kupcima pružimo visoku kvalitetu, niske cijene i najbolju uslugu.