Wat zijn de kenmerken en toepassingen van ultrakorte pulslaser?

Ultrakorte pulslasershebben brede toepassingsmogelijkheden in medische behandelingen en optische opname, en veel toepassingen bevinden zich momenteel in de experimentele fase van praktische bruikbaarheid, waaronder toepassingen in natuurwetenschappelijk onderzoek.

Een ander kenmerk van deze technologie is dat het scala aan gebruikte pulsen zeer breed is. In toepassingen voor informatiecommunicatie is de ultrahoge herhalingsfrequentie van een enkele puls met kleine energie (pJ-niveau) bijvoorbeeld hoger dan 100 GHz; Het energiebereik van het niveau werkt met hoge herhalingsfrequenties; in kwantumwetenschappelijke onderzoekstoepassingen met hoge intensiteit kunnen hoge piekintensiteiten in het petawatt (PW) -niveau worden bereikt met pulsen met een enkele frequentie. In termen van golflengte kan het door de conversie van de ultrakorte pulslaseruitgangsgolflengte worden verwerkt van het zachte röntgengebied van enkele nanometers naar de THz-puls equivalent aan submillimetergolven. Gezien de status quo van ultrakorte pulslasers vanuit het oogpunt van toepassing, kunnen ze grofweg worden onderverdeeld in de volgende drie categorieën.

(1) Lasers voor natuurwetenschappelijk onderzoek. Dit is het toepassingsgebied van de eerste gevestigde ultrakorte pulslasers. Omdat deze toepassing verschillende eisen stelt aan pulskarakteristieken, zoals golflengte, pulsduur en pulsenergie, kan een verscheidenheid aan lasers worden gebruikt, waaronder kleurstoflasers en excimeerlasers. In het geval van aandacht besteden aan prestaties en geen rekening houden met kosten, worden meestal solid-state lasers gebruikt. Solid-state lasers hebben flexibele prestaties (de parameters zoals pulsenergie of herhalingsfrequentie kunnen in een relatief groot bereik worden afgestemd), zoals lasers die worden gebruikt voor kernfusie-ontsteking of grootschalige lasersystemen die zijn ontwikkeld en gebruikt in verschillende onderzoeksapparatuur, allemaal behoren tot deze categorie.

(2) Het zal naar verwachting worden gebruikt als laser voor industriële apparatuurtoepassingen. Voornamelijk overwogen op het gebied van meten en verwerken. Ideale verwerkingsresultaten kunnen worden verkregen door kortepulslasers te gebruiken, maar er moet rekening worden gehouden met de betrouwbaarheid of het onderhoud en de kosten van de apparatuur. In de afgelopen jaren, met de verbetering van de betrouwbaarheid van modusvergrendelde solid-state lasers en de opkomst van krachtige fiberlasers, hebben mensen hoge verwachtingen van de ontwikkeling van dit veld.

(3) Halfgeleiderlasers en fiberlasers als apparaten voor optische informatiecommunicatiesystemen. Wat deze industriële toepassing betreft, zijn de maatschappelijke baten het grootst, maar wordt ook gemakkelijk beïnvloed door maatschappelijke omstandigheden zoals marktomstandigheden en informatie- en communicatiebeleid. Mensen herinneren zich nog de depressie in de industrie die werd veroorzaakt door het uiteenspatten van de IT-zeepbel. Naast de prestaties van het apparaat moet ook rekening worden gehouden met zaken als betrouwbaarheid, kosten en milieubescherming, en de technische vereisten zijn streng. Vanuit een langetermijnperspectief is het vakgebied communicatie het vakgebied met de hoogste verwachtingen.

In de afgelopen jaren is ultrakorte pulslichttechnologie populair geworden, en sinds de jaren negentig zijn er verschillende instelbare halfgeleiderlasers met ultrakorte pulsmodus in de praktijk in gebruik genomen. Een afstembare laser is een fotonbegrensde laser waarin het lagere energieniveau van de laser zich in een trillingsgeëxciteerde toestand bevindt, wat de oscillatiefrequentieband verbreedt.

Een typische Ti:Sapphire-laser werkt stabiel en realiseert ultrakort (de kortste is ongeveer 5 fs) gepulseerd licht met een gemiddeld uitgangsvermogen van 1 W. Als het laserkristal gedoteerd met Yb-ionen wordt gebruikt, sub-picoseconde pulsoutput met een hoger gemiddeld uitgangsvermogen kan worden verkregen.

Toepassingen van kortepulslasers

Bij het snijden en boren van PCB's en FPC's is het erg belangrijk om de door hitte beïnvloede zone te minimaliseren. De door warmte beïnvloede zone van het snijvlak of het materiaal nabij het gat is tot op zekere hoogte een soort thermische degradatie. Het gebruik van lasers met ultrakorte pulsbreedte minimaliseert de door warmte beïnvloede zone. Ultrakorte pulsen kunnen het laserbewerkingsproces "koeler" maken, dat wil zeggen "koude verwerking". Dit komt omdat de pulsduur korter is dan de thermische diffusietijd in organische materialen, wat betekent dat het grootste deel van de laserpulsenergie wordt afgevoerd door het uitgeworpen materiaal voordat het kan diffunderen.

Ultrakorte pulslasers (USP) met pulsbreedten in het femtoseconde- en picosecondebereik kunnen energie heel goed beperken tot de nabijheid van de laservlek. Wanneer de vermogensdichtheid tientallen GW per vierkante centimeter bereikt, zal laserverwerking een "koude" ablatietoestand bereiken, dat wil zeggen dat in dit geval het grootste deel van het materiaal direct uit het lasergerichte gebied wordt verdampt. Op deze manier wordt de indirecte schade die nabij de plek kan ontstaan ​​sterk verminderd, doordat het materiaal in korte tijd verdampt en de warmte geen tijd heeft om te geleiden. Het grootste deel van de geabsorbeerde energie wordt afgevoerd door het geablateerde materiaal in de vorm van kinetische energie. Helaas zijn ultrakorte pulslasers momenteel moeilijk toe te passen in industriële productie. De belangrijkste reden is dat de verwerkingssnelheid laag is vanwege het lage gemiddelde vermogen, dus het is moeilijk te combineren met automatische materiaalverwerkingsapparatuur. Daarnaast is de laser relatief groot van formaat (dedicated lasers zijn gebouwd op optische platforms).

Hoewel de pulsenergie van lasers met ultrakorte puls veel kleiner is dan die van lasers van nanoseconden, compenseert de lagere ablatiedrempel (hogere verwerkingsefficiëntie) van deze lasers de verminderde pulsenergie, waardoor de opbrengst hoger is. Bovendien hebben lasers met ultrakorte puls hogere pulsherhalingsfrequenties om snelle meervoudige verwerking te ondersteunen, waardoor ze ideaal zijn voor het selectief verwerken van dunnere lagen bovenop substraten, meestal keramiek.

De ultrasnelle laser vanJTBYShield Laser Technologie Co % 2c Ltdis het femtoseconde laserversterkingssysteem met de laagste eigendomskosten dat momenteel op de markt is. Het integreert alle componenten voor het genereren van krachtige femtoseconde-pulsen in één doos en gebruikt een erbium-gedoteerde femtoseconde-fiberlaser als de zaadbron, plus het speciale ontwerp zonder aanpassing (NOTweak), vormen 's werelds unieke, ultrastabiele, ultracompact CPA-serie titanium saffier chirped pulsversterkingssysteem.

Contactgegevens:

Heeft u ideeën, spreek ons ​​gerust aan. Waar onze klanten zich ook bevinden en wat onze eisen ook zijn, we zullen ons doel nastreven om onze klanten hoge kwaliteit, lage prijzen en de beste service te bieden.