Ciri-ciri, aplikasi dan prospek pasaran laser ultrafast
2021-08-02
Malah, nanosaat, picosaat dan femtosaat ialah unit masa, 1ns = 10-9s, 1ps = 10-12s, 1FS = 10-15s. Unit masa ini mewakili lebar nadi bagi nadi laser. Ringkasnya, laser berdenyut dikeluarkan dalam masa yang singkat. Oleh kerana masa nadi tunggal keluarannya adalah sangat, sangat singkat, laser sedemikian dipanggil laser ultrafast. Apabila tenaga laser tertumpu dalam masa yang singkat, tenaga nadi tunggal yang besar dan kuasa puncak yang sangat tinggi akan diperolehi. Semasa pemprosesan bahan, fenomena lebur bahan dan penyejatan berterusan (kesan haba) yang disebabkan oleh lebar nadi yang panjang dan laser intensiti rendah akan dielakkan ke tahap yang besar, dan kualiti pemprosesan boleh dipertingkatkan dengan banyak.
Dalam industri, laser biasanya dibahagikan kepada empat kategori: gelombang berterusan (CW), berterusan separa (QCW), nadi pendek (bertuis-Q) dan nadi ultra pendek (mod terkunci). Diwakili oleh laser gentian CW berbilang mod, CW menduduki sebahagian besar pasaran perindustrian semasa. Ia digunakan secara meluas dalam pemotongan, kimpalan, pelapisan dan bidang lain. Ia mempunyai ciri-ciri kadar penukaran fotoelektrik yang tinggi dan kelajuan pemprosesan yang cepat. Gelombang berterusan separa, juga dikenali sebagai nadi panjang, boleh menghasilkan nadi pesanan MS ~ μ S dengan kitaran tugas 10%, yang menjadikan kuasa puncak cahaya berdenyut lebih daripada sepuluh kali lebih tinggi daripada cahaya berterusan, yang sangat menguntungkan untuk penggerudian, rawatan haba dan aplikasi lain. Nadi pendek merujuk kepada nadi ns, yang digunakan secara meluas dalam penandaan laser, penggerudian, rawatan perubatan, julat laser, generasi harmonik kedua, ketenteraan dan bidang lain. Nadi ultrashort ialah apa yang kita panggil laser ultrafast, termasuk laser nadi PS dan FS.
Apabila laser bertindak pada bahan dengan masa nadi picosecond dan femtosecond, kesan pemesinan akan berubah dengan ketara. Laser femtosaat boleh memfokuskan pada kawasan spatial yang lebih kecil daripada diameter rambut, menjadikan keamatan medan elektromagnet beberapa kali lebih tinggi daripada daya atom untuk memeriksa elektron di sekelilingnya, supaya dapat merealisasikan banyak keadaan fizikal yang melampau yang tidak wujud pada bumi dan tidak boleh diperolehi dengan kaedah lain. Dengan peningkatan pesat tenaga nadi, nadi laser ketumpatan kuasa tinggi boleh dengan mudah mengupas elektron luar, membuat elektron melepaskan diri daripada ikatan atom dan membentuk plasma. Oleh kerana masa interaksi antara laser dan bahan adalah sangat singkat, plasma telah dialihkan dari permukaan bahan sebelum ia mempunyai masa untuk memindahkan tenaga ke bahan sekeliling, yang tidak akan membawa kesan haba kepada bahan sekeliling. Oleh itu, pemprosesan laser ultrafast juga dikenali sebagai "pemprosesan sejuk". Pada masa yang sama, laser ultrafast boleh memproses hampir semua bahan, termasuk logam, semikonduktor, berlian, nilam, seramik, polimer, komposit dan resin, bahan photoresist, filem nipis, filem ITO, kaca, sel solar, dll.
Dengan kelebihan pemprosesan sejuk, nadi pendek dan laser nadi ultrashort telah memasuki bidang pemprosesan ketepatan seperti pemprosesan nano mikro, rawatan perubatan laser halus, penggerudian ketepatan, pemotongan ketepatan dan sebagainya. Oleh kerana nadi ultrashort boleh menyuntik tenaga pemprosesan ke dalam kawasan tindakan kecil dengan sangat cepat, pemendapan ketumpatan tenaga tinggi serta-merta mengubah penyerapan elektron dan mod pergerakan, mengelakkan pengaruh penyerapan linear laser, pemindahan tenaga dan resapan, dan secara asasnya mengubah mekanisme interaksi antara laser dan jirim. Oleh itu, ia juga menjadi tumpuan optik tak linear, spektroskopi laser, bioperubatan, optik medan kuat Fizik jirim pekat ialah alat penyelidikan yang berkuasa dalam bidang penyelidikan saintifik.
Berbanding dengan laser femtosecond, laser picosecond tidak perlu meluaskan dan memampatkan denyutan untuk penguatan. Oleh itu, reka bentuk laser picosecond adalah agak mudah, lebih menjimatkan kos, lebih dipercayai, dan cekap untuk pemesinan mikro tanpa tekanan berketepatan tinggi di pasaran. Walau bagaimanapun, ultra cepat dan ultra kuat adalah dua trend utama pembangunan laser. Laser femtosecond juga mempunyai kelebihan yang lebih besar dalam rawatan perubatan dan penyelidikan saintifik. Adalah mungkin untuk membangunkan laser ultrafast generasi seterusnya lebih pantas daripada laser femtosecond pada masa hadapan.
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
