panjelasan
Ultrafast laser mangrupakeun tipe ultra-sengit ultra-pondok pulsed laser kalayan rubak pulsa kirang ti atawa dina tingkat pico2nd (10-12s), nu diartikeun dumasar kana gelombang kaluaran énergi. Definisi ieu aya hubunganana sareng "fenomena ultrafast". Fenomena ultra-gancang ngarujuk kana fénoména anu lumangsung dina prosés fisik, kimia, atanapi biologis anu robih gancang dina sistem mikroskopis zat. Dina sistem atom jeung molekular, skala waktu gerak atom jeung molekul dina urutan picoseconds mun femtoseconds. Contona, période rotasi molekul dina urutan picoseconds, jeung période geter dina urutan femtoseconds. Nalika lebar pulsa laser ngahontal tingkat pico2nd atanapi femtosecond, éta bisa ngahindarkeun lolobana pangaruh dina gerak termal sakabéh molekul (gerak termal molekul mangrupa hakekat mikroskopis tina suhu zat), sarta bahan dihasilkeun dina skala waktu Geter molekular. Pangaruh, ku kituna bari achieving tujuan processing, pangaruh termal ieu greatly ngurangan.
tipe
Aya seueur metode klasifikasi pikeun laser, diantarana aya 4 metode klasifikasi anu paling sering dianggo, kalebet klasifikasi ku zat kerja, klasifikasi ku bentuk gelombang kaluaran énergi (mode kerja), klasifikasi ku panjang gelombang kaluaran (warna), sareng klasifikasi ku kakuatan.
Di antarana, nurutkeun bentuk gelombang kaluaran énergi, lasers bisa dibagi kana laser kontinyu, lasers pulsed, sarta lasers quasi-kontinyu:
Laser kontinyu
Ieu mangrupakeun laser nu terus outputs gelombang énergi stabil salila jam gawé. Hal ieu dicirikeun ku kakuatan tinggi sarta bisa ngolah bahan kalawan volume badag sarta titik lebur tinggi, kayaning pelat logam.
Laser Pulsed
Éta ngahasilkeun énergi dina bentuk pulsa. Numutkeun lebar pulsa, éta bisa salajengna dibagi kana milli2nd lasers, micro2nd lasers, nano2nd shutdown alat, pico2nd lasers, femto2nd lasers, sarta atto2nd lasers; contona, lamun laser pulsa Lebar pulsa tina laser kaluaran antara 1-1000ns, nu urang nelepon lasers nano2nd, jeung saterusna. Kami nelepon laser pico2nd, laser femto2nd, laser atto2nd, sareng laser ultrafast. Kakuatan laser pulsed jauh leuwih handap tina laser kontinyu, tapi akurasi processing leuwih luhur batan laser kontinyu, sarta sacara umum, nu narrower lebar pulsa, nu leuwih luhur akurasi processing.
Kuasi-CW laser
Bisa sababaraha kali kaluaran laser rélatif tinggi-énergi dina jangka waktu nu tangtu, sarta eta oge laser pulsa dina téori.
Bentuk gelombang kaluaran énergi tina 3 laser di luhur ogé tiasa dijelaskeun ku parameter "siklus tugas". Pikeun laser a, siklus tugas bisa diinterpretasi salaku babandingan waktu kaluaran énergi laser relatif ka total waktu dina hiji siklus pulsa.
Siklus tugas laser CW (= 1)> siklus tugas laser kuasi-CW> siklus tugas laser pulsed. Sacara umum, nu narrower lebar pulsa tina laser pulsed, nu nurunkeun siklus tugas.
Dina widang ngolah bahan, laser pulsed mimitina mangrupa produk transisi tina lasers kontinyu. Ieu kusabab kakuatan kaluaran tina lasers kontinyu teu bisa jadi kacida luhurna alatan pangaruh faktor kayaning kapasitas bearing komponén inti jeung tingkat téhnologi dina tahap awal, sarta bahan teu bisa dipanaskeun nepi ka titik lebur. Di luhur ngahontal tujuan ngolah. Upami hartosna téknis anu tangtu dianggo pikeun konsentrasi énergi kaluaran laser dina hiji pulsa, ku kituna sanajan kakuatan total laser henteu robih, kakuatan sakedapan dina waktos pulsa ningkat pisan, anu nyugemakeun sarat ngolah bahan. Engké, téhnologi laser kontinyu laun matured, sarta ieu kapanggih yén laser pulsed boga kaunggulan hébat dina ngolah akurasi. Ieu kusabab pangaruh termal tina laser pulsed dina bahan leuwih leutik, sarta narrower lebar pulsa laser, nu leuwih leutik pangaruh termal, sarta ujung smoother tina bahan olahan, akurasi machining pakait leuwih luhur.
komponén
2 tungtutan inti laser ultrafast: stabilitas tinggi ultrashort pulsa jeung énergi pulsa tinggi. Sacara umum, pulsa ultrashort tiasa didapet ku ngagunakeun téknologi ngonci modeu, sareng énergi pulsa anu luhur tiasa didapet ku ngagunakeun téknologi amplifikasi CPA. Komponén inti anu kalebet kalebet osilator, tandu, amplifier, sareng kompresor. Diantarana, osilator sareng téknologi panguat anu paling hese, sareng aranjeunna ogé téknologi inti perusahaan manufaktur laser ultrafast.
Osilator
Dina osilator, pulsa laser ultrafast dicandak nganggo téknik ngonci modeu.
Manjang
Tandu manjangkeun pulsa siki femto2nd dina waktosna ku panjang gelombang anu béda.
alat keur ngajadikeun leuwih tarik
A amplifier chirped dipaké pikeun pinuh energize pulsa stretched ieu.
Kompresor
Compressor ngahimpun spéktra amplified komponén béda jeung restores aranjeunna ka rubak femto2nd, sahingga ngabentuk pulsa laser femto2nd kalawan kakuatan sakedapan pisan tinggi.
aplikasi
Dibandingkeun jeung nano2nd na milli2nd lasers, sanajan kakuatan sakabéh ultrafast lasers leuwih handap, sabab langsung meta dina skala waktu vibrations molekular bahan, éta nyadar "prosés tiis" dina rasa sabenerna, jadi akurasi processing ieu greatly ningkat.
Kusabab ciri anu béda, laser kontinyu-kakuatan luhur, laser pulsa non-ultrafast sareng laser ultrafast gaduh bédana hébat dina widang aplikasi hilir:
Lasers kontinyu-kakuatan luhur (jeung laser kuasi-kontinyu) dipaké pikeun motong, sintering, las, permukaan cladding, pangeboran, 3D percetakan bahan logam.
Laser pulsed non-ultrafast dipaké pikeun nyirian bahan non-logam, ngolah bahan silikon, ukiran precision tina surfaces logam, beberesih tina surfaces logam, precision las logam, micromachining tina logam.
Laser ultrafast dianggo pikeun motong sareng las bahan transparan sapertos kaca, pepet sareng inten biru sareng bahan keras sareng rapuh, precision nyirian, bedah ophthalmic, passivation mikroskopis jeung etching bahan.
Tina sudut pandang pamakean, laser CW kakuatan tinggi sareng laser ultrafast ampir henteu aya hubungan substitusi silih. Éta sapertos kampak sareng pinset, sareng ukuranana gaduh kaunggulan sareng kalemahan sorangan. Aplikasi hilir tina laser pulsed non-ultrafast gaduh sababaraha tumpang tindihna sareng laser kontinyu sareng laser ultrafast. Tina hasil anu saleresna, dina aplikasi anu sami, kakuatanna henteu saé sapertos laser kontinyu, sareng akurasina henteu saé sapertos laser ultrafast. Anu langkung menonjol nyaéta kinerja biaya.
Utamana laser ultraviolét nano2nd, sanajan lebar pulsa na teu ngahontal tingkat pico2nd, tapi akurasi processing ieu greatly ningkat dibandingkeun kalawan lasers warna nano2nd sejen, éta geus loba dipaké dina ngolah jeung manufaktur produk 3C. Ka hareupna, nalika biaya laser ultrafast turun, éta tiasa ngeusian pasar ultraviolét nano2nd.
Laser ultrafast sadar pamrosésan tiis dina rasa nyata jeung boga kaunggulan signifikan dina processing precision. Salaku téhnologi produksi lasers ultrafast laun matures, ongkos laun ngurangan. Dina mangsa nu bakal datang, éta diperkirakeun jadi loba dipaké dina biologi médis, aerospace, éléktronika konsumén, tampilan cahaya, lingkungan énergi, mesin precision jeung industri hilir lianna.
Kosmetologi Médis
Laser ultrafast tiasa dianggo dina alat bedah panon médis sareng alat kosmetik. Laser Femto2nd dipaké dina bedah myopia sarta katelah "revolusi sejen dina bedah réfraktif" sanggeus téhnologi wavefront aberration. Sumbu panon penderita myopic leuwih badag batan sumbu panon normal, ku kituna dina kaayaan rélaxasi bola panon, fokus sinar lampu paralel sanggeus réfraksi ku sistem réfraktif panon ragrag di hareup rétina. bedah laser Femto2nd bisa miceun kaleuwihan otot dina dimensi axial tur malikkeun jarak axial ka normal. Bedah laser Femto2nd boga kaunggulan akurasi tinggi, kaamanan tinggi, stabilitas tinggi, waktos operasi pondok, sarta kanyamanan tinggi, sarta geus jadi salah sahiji metodeu bedah myopia paling mainstream.
Dina hal kageulisan, laser ultra-gancang bisa dipaké pikeun miceun pigmén jeung mol asli, miceun tato, sarta ngaronjatkeun sepuh kulit.
Electronics Consumer
Laser ultrafast cocog pikeun ngolah bahan transparan anu keras sareng rapuh, pamrosésan pilem ipis, nyirian precision, jsb dina prosés manufaktur éléktronika konsumen. Kaca tempered handphone jeung inten biru mangrupakeun wawakil teuas, regas tur transparan bahan dina bahan baku éléktronika konsumén, utamana inten biru, alatan karasa tinggi sarta brittleness tinggi, efisiensi sarta laju ngahasilkeun métode machining tradisional pisan low; inten biru ayeuna loba dipaké Hal ieu loba dipaké dina arloji pinter, nyertakeun kaméra handphone, modul sidik nyertakeun, jsb; laser ultraviolét nano2nd jeung laser ultrafast mangrupakeun sarana teknis utama pikeun motong inten biru ayeuna, sarta pangaruh processing laser ultrafast leuwih hade tinimbang nu laser nano2nd ultraviolét. Salaku tambahan, metode pangolahan anu dianggo ku modul kaméra sareng modul sidik ramo utamina laser nano2nd sareng pico2nd. Pikeun motong tina layar handphone fléksibel (layar foldable) jeung saluyu 3D pangeboran kaca dina mangsa nu bakal datang, téhnologi mainstream paling dipikaresep bakal lasers ultrafast.
Laser ultrafast ogé gaduh aplikasi penting dina manufaktur panel. Laser ultrafast tiasa dianggo pikeun motong polarizer OLED, mesek sareng ngalereskeun salami manufaktur LCD / OLED.
Pikeun OLEDs, bahan polimér na utamana sénsitip kana pangaruh termal. Sajaba ti éta, ukuran jeung spasi sél ayeuna dijieun leutik pisan, sarta ukuran processing sésana ogé leutik pisan. Prosés pamotongan tradisional sapertos sateuacana henteu cocog deui pikeun ayeuna. Kabutuhan produksi industri, sarta ayeuna aya sarat aplikasi pikeun layar husus ngawangun sarta layar perforated, nu saluareun kamampuhan tina karajinan tradisional. Ku cara kieu, mangpaat laser ultrafast anu reflected, utamana pico2nd ultraviolét atawa malah laser femto2nd, nu boga zone panas-kapangaruhan leutik tur leuwih cocog pikeun aplikasi leuwih fleksibel kayaning processing kurva.
las mikro
Pikeun média padet transparan kayaning kaca, sagala rupa fenomena kayaning nyerep nonlinier, karuksakan lebur, formasi plasma, ablation, sarta rambatan serat bakal lumangsung nalika laser pulsa ultrashort propagates dina medium. Angka nunjukkeun rupa-rupa fenomena anu lumangsung dina interaksi antara laser pulsa ultrashort sareng bahan padet dina kapadetan kakuatan sareng skala waktos anu béda.
Kusabab laser pulsa ultra-pondok téhnologi mikro-las teu perlu nyelapkeun hiji lapisan panengah, boga efisiensi tinggi, precision tinggi, euweuh pangaruh termal makroskopis, sarta mibanda sipat mékanis jeung optik rélatif idéal sanggeus perlakuan mikro-las, éta pisan cocog pikeun mikro-las bahan transparan kayaning kaca. Contona, panalungtik geus hasil dilas caps tungtung ka serat optik baku sarta microstructured ngagunakeun 70 fs, 250 kHz pulsa.
Lampu Pencahayaan
Aplikasi tina laser ultrafast dina widang cahaya tampilan utamana nujul kana scribing sarta motong wafers LED. Ieu conto sejen tina lasers ultrafast keur cocog pikeun ngolah bahan teuas tur regas. Pamrosésan laser ultrafast gaduh kerataan cross-bagian anu luhur sareng ngirangan chipping ujungna. Efisiensi sareng akurasi ningkat pisan.
Énergi Photovoltaic
Laser ultrafast gaduh rohangan aplikasi anu lega dina pabrik sél fotovoltaik. Contona, dina pembuatan batré pilem ipis CIGS, laser ultrafast bisa ngaganti prosés scribing mékanis aslina tur nyata ngaronjatkeun kualitas scribing, hususna keur P2 na P3 scribing Tumbu, nu bisa ngahontal ampir euweuh chipping tur euweuh retakan jeung stress residual.
Aerospace
Dina raraga ngaronjatkeun kinerja sarta hirup jasa tina wilah turbin, lajeng ngaronjatkeun kinerja mesin, perlu pikeun ngadopsi téhnologi cooling pilem hawa, nu nyimpen maju syarat pisan tinggi pikeun téhnologi processing liang pilem hawa. Dina 2018, Xi'an Institute of Optik jeung Mékanika ngembangkeun énergi pulsa tunggal pangluhurna di Cina. The 26-watt industri-grade femto2nd serat laser, sarta dimekarkeun runtuyan ultra-gancang laser parabot manufaktur ekstrim, kahontal narabas dina "prosés tiis" liang pilem hawa dina wilah turbin aero-mesin, ngeusian celah domestik. Metoda ngolah ieu leuwih maju ti EDM The akurasi métode leuwih luhur, sarta laju ngahasilkeun ieu greatly ningkat.
Lasers ultrafast ogé tiasa diterapkeun kana mesin precision bahan komposit anu diperkuat serat, sareng paningkatan akurasi mesin bakal ngabantosan ngalegaan aplikasi bahan komposit sapertos serat karbon dina aeroangkasa sareng widang anu luhur.
Widang Panalungtikan
Téknologi polimérisasi 2-foton (2PP) nyaéta "nano-optical" 3D métode percetakan, sarupa jeung téhnologi prototyping gancang-curing lampu, sarta futuris Christopher Barnatt yakin yén téhnologi ieu bisa jadi wangun mainstream of 3D nyitak dina mangsa nu bakal datang. Prinsip téknologi polimérisasi 2-foton nyaéta pikeun ngubaran résin fotosensitif sacara selektif ku ngagunakeun "laser pulsa femto2nd". Ieu disada kawas photocuring prototyping gancang, bédana nyaéta ketebalan lapisan minimum jeung resolusi sumbu XY yén téhnologi polimérisasi 2-foton bisa ngahontal antara 100 nm jeung 200 nm. Dina basa sejen, 2PP 3D téhnologi percetakan ratusan kali leuwih akurat ti téhnologi molding lampu-curing tradisional, sarta hal dicitak leuwih leutik batan baktéri.
Ayeuna, harga laser ultrafast masih kawilang mahal. Salaku pelopor dina industri, STYLECNC parantos ngahasilkeun alat pangolahan laser ultrafast sareng parantos ngahontal eupan balik pasar anu saé. Alat motong precision laser pikeun modul OLED dumasar kana téhnologi laser ultrafast, ultrafast (picosecond / femtosecond) laser nyirian parabot, chamfering kaca parabot processing laser pikeun pico2nd layar tampilan infra red, sarta pico2nd wafers kaca infra red geus dibuka parabot motong laser, LED otomatis mesin dicing halimunan, semikonduktor wafer. mesin motong laser, Alat motong panutup kaca keur modul idéntifikasi sidik, fléksibel tampilan garis produksi masal jeung runtuyan produk laser ultra-gancang.
Naros & Kontra
Naros
Laser ultrafast mangrupikeun arah pangembangan anu penting dina widang laser. Salaku hiji téhnologi munculna, éta boga kaunggulan signifikan dina micromachining precision. Pulsa ultra-pondok dihasilkeun ku laser ultra-gancang berinteraksi sareng bahan pikeun waktu anu pohara pondok, sarta moal mawa panas kana bahan sabudeureun, jadi processing laser ultra-gancang disebut oge processing tiis. Ieu kusabab, nalika lebar pulsa laser ngahontal tingkat pico2nd atanapi femto2nd, pangaruh dina gerak termal molekular bisa dihindari ka extent badag, hasilna pangaruh termal kirang.
Contona, nalika urang motong endog diawetkeun ku péso dapur Blunt, urang mindeng motong endog diawetkeun kana potongan rupa. Upami anjeun milih metode pamotongan kalayan ujung péso anu seukeut anu gancang motong mess, endog anu dilestarikan bakal dipotong rata sareng saé. Éta kaunggulan janten super gancang.
kontra
Industri manufaktur high-end sapertos sirkuit terpadu sareng panél gaduh syarat anu luhur pisan pikeun alat pamrosesan laser, sareng aya résiko terobosan téknologi anu teu disangka-sangka.
Harga laser ultra-gancang tinggi, sareng ngalih ka supplier laser énggal gaduh résiko henteu tiasa ngalegaan pasar sapertos anu diharapkeun pikeun produsén peralatan laser sareng pangguna anu paling hilir.
