Mik az ultrarövid impulzuslézer jellemzői és alkalmazásai?

Ultrarövid impulzuslézerekszéles körű alkalmazási kilátásokkal rendelkeznek az orvosi kezelésben és az optikai rögzítésben, és sok alkalmazás jelenleg a gyakorlati megvalósítás kísérleti szakaszában van, beleértve a fizikai tudományos kutatásban való alkalmazásokat.

A technológia másik jellemzője, hogy a felhasznált impulzusok tartománya nagyon széles. Például az információs kommunikációs alkalmazásokban egyetlen kis energiájú (pJ szint) impulzus ultramagas ismétlési frekvenciája 100 GHz felett van; A szint energiatartománya nagy ismétlési gyakoriság mellett működik; a nagy intenzitású kvantumtudományi kutatási alkalmazásokban egyfrekvenciás impulzusokkal nagy csúcsintenzitás érhető el petawatt (PW) szinten. Hullámhosszt tekintve az ultrarövid impulzusú lézerkimeneti hullámhossz átalakításával a néhány nanométeres lágy röntgentartománytól a szubmilliméteres hullámoknak megfelelő THz-es impulzusig dolgozható fel. Az ultrarövid impulzuslézerek alkalmazási szempontból fennálló status quo-ját tekintve nagyjából a következő három kategóriába sorolhatók.

(1) Lézerek fizikai tudományos kutatásokhoz. Ez az elsőként kifejlesztett ultrarövid impulzus lézeres készülékek alkalmazási területe. Mivel ez az alkalmazás különféle követelményeket támaszt az impulzusjellemzőkre, például a hullámhosszra, az impulzus időtartamára és az impulzus energiájára, számos lézer használható, beleértve a festéklézereket és az excimer lézereket. A teljesítményre való odafigyelés és a költségek figyelmen kívül hagyása esetén többnyire szilárdtestlézereket alkalmaznak. A szilárdtestlézerek rugalmas teljesítményűek (az olyan paraméterek, mint az impulzusenergia vagy az ismétlési frekvencia viszonylag széles tartományban hangolhatóak), mint például a magfúziós gyújtásra használt lézerek vagy a különféle kutatóberendezésekben kifejlesztett és hasznosított nagyméretű lézerrendszerek, minden ebbe a kategóriába tartoznak.

(2) Várhatóan lézerként használják ipari berendezésekhez. Főleg a mérés és feldolgozás területén tartják számon. Ideális feldolgozási eredmény érhető el rövid impulzusú lézerek használatával, de figyelembe kell venni a berendezések megbízhatóságát vagy karbantartását és költségét. Az elmúlt években a módzárolt szilárdtestlézerek megbízhatóságának javulásával és a nagy teljesítményű szálas lézerek megjelenésével az emberek nagy elvárásokat támasztanak e terület fejlesztésével szemben.

(3) Félvezető lézerek és szálas lézerek, mint optikai információs kommunikációs rendszer eszközei. Ami ezt az ipari alkalmazást illeti, a társadalmi haszon a legnagyobb, de könnyen befolyásolható a társadalmi feltételek, például a piaci viszonyok, valamint az információs és kommunikációs politika. Az emberek még mindig emlékeznek az IT-buborék kipukkanása által okozott iparági depresszióra. A készülék teljesítménye mellett olyan szempontokat is figyelembe kell venni, mint a megbízhatóság, a költség és a környezetvédelem, a műszaki követelmények pedig szigorúak. Hosszú távon a kommunikáció területe a legmagasabb elvárásokkal teli terület.

Az utóbbi években az ultrarövid impulzusú fénytechnológia népszerűsödött, a 90-es évektől pedig gyakorlati alkalmazásba kerültek a különféle hangolható ultrarövid impulzusú üzemmóddal zárható szilárdtestlézerek. A hangolható lézer egy foton által körülhatárolt lézer, amelyben a lézer alacsonyabb energiaszintje rezgésgerjesztett állapotban van, ami kiszélesíti az oszcillációs frekvenciasávot.

Egy tipikus Ti:Zafír lézer stabilan működik, ultrarövid (a legrövidebb kb. 5fs) impulzusfényt valósít meg 1 W átlagos kimeneti teljesítménnyel. Ha Yb ionokkal adalékolt lézerkristályt használunk, akkor a szubpikoszekundumos impulzuskimenet nagyobb átlagos kimeneti teljesítménnyel megszerezhető.

Rövid impulzusú lézerek alkalmazásai

PCB-k és FPC-k vágásakor és fúrásakor nagyon fontos a hőhatás zóna minimalizálása. A vágott felület vagy a furat közelében lévő anyag hőhatásos zónája bizonyos mértékig egyfajta termikus degradáció. Az ultrarövid impulzusszélességű lézerek használata minimalizálja a hőhatás zónáját. Az ultrarövid impulzusok "hűvösebbé" tehetik a lézeres feldolgozási folyamatot, azaz "hideg feldolgozást". Ennek az az oka, hogy az impulzus időtartama rövidebb, mint a termikus diffúziós idő a szerves anyagokban, ami azt jelenti, hogy a lézerimpulzus-energia nagy részét a kilökött anyag elviszi, mielőtt diffundálhatna.

Az ultrarövid impulzuslézerek (USP), amelyek impulzusszélessége femtoszekundumos és pikoszekundumos tartományban van, jól behatárolhatja az energiát a lézerpont közelébe. Amikor a teljesítménysűrűség eléri a több tíz GW-ot négyzetcentiméterenként, a lézeres feldolgozás "hideg" ablációs állapotot ér el, vagyis ebben az esetben az anyag nagy része közvetlenül elpárolog a lézerrel irányított területről. Ezáltal nagymértékben csökken a folt közelében esetlegesen fellépő közvetett károsodás, mert az anyag rövid időn belül elpárolog és a hőnek nincs ideje vezetni. Az elnyelt energia nagy részét az ablált anyag mozgási energia formájában elviszi. Sajnos jelenleg az ultrarövid impulzuslézerek nehezen alkalmazhatók az ipari termelésben. Ennek fő oka, hogy az alacsony átlagteljesítmény miatt lassú a feldolgozási sebesség, ezért nehéz kombinálni az automata anyagfeldolgozó berendezésekkel. Ezenkívül a lézer viszonylag nagy méretű (a dedikált lézerek optikai platformokra épülnek).

Bár az ultrarövid impulzusú lézerek impulzusenergiája jóval kisebb, mint a nanoszekundumos lézereké, ezeknek a lézereknek az alacsonyabb ablációs küszöbe (magasabb feldolgozási hatékonysága) ellensúlyozza a csökkent impulzusenergiát, így a hozam nagyobb. Ezenkívül az ultrarövid impulzusú lézerek nagyobb impulzus-ismétlési sebességgel rendelkeznek a gyors többszörös feldolgozás támogatása érdekében, így ideálisak vékonyabb rétegek szelektív feldolgozására a szubsztrátumok, jellemzően kerámiák tetején.

által biztosított ultragyors lézerJTBYShield Lézer Technológia Co., Kft.a femtoszekundumos lézererősítő rendszer, amely ma a legalacsonyabb fenntartási költséggel rendelkezik a piacon. Egy dobozba integrálja a nagy teljesítményű femtoszekundumos impulzusok generálásához szükséges összes komponenst, és erbiummal adalékolt szálas femtoszekundumos lézert használ A magforrás, valamint a speciális beállítás nélküli kialakítás (NOTweak) a világon egyedülálló, ultrastabil, ultra-kompakt CPA sorozatú titán zafír csipogós impulzuserősítő rendszer.

Elérhetőség:

Ha bármilyen ötlete van, forduljon hozzánk bizalommal. Függetlenül attól, hogy hol tartózkodnak ügyfeleink és milyen követelményeket támasztanak, követjük azt a célunkat, hogy ügyfeleinknek magas minőséget, alacsony árakat és a legjobb szolgáltatást nyújtsuk.