ویژگی ها و کاربردهای لیزر پالس اولترا کوتاه چیست؟

لیزر پالس اولترا کوتاهچشم انداز کاربرد گسترده ای در درمان پزشکی و ضبط نوری دارند و بسیاری از کاربردها در حال حاضر در مرحله آزمایشی عملی هستند، از جمله کاربردها در تحقیقات علوم فیزیکی.

یکی دیگر از ویژگی های این فناوری این است که دامنه پالس های مورد استفاده بسیار گسترده است. به عنوان مثال، در برنامه های ارتباطی اطلاعاتی، فرکانس تکرار فوق العاده بالای یک پالس با انرژی کم (سطح pJ) بالای 100 گیگاهرتز است. محدوده انرژی سطح با نرخ های تکرار بالا کار می کند. در کاربردهای تحقیقاتی علوم کوانتومی با شدت بالا، شدت پیک بالا در سطح پتوات (PW) را می توان با پالس های تک فرکانس به دست آورد. از نظر طول موج، از طریق تبدیل طول موج خروجی لیزر پالس فوق کوتاه، می توان آن را از ناحیه نرم اشعه ایکس چند نانومتری به پالس THz معادل امواج زیر میلی متری پردازش کرد. با توجه به وضعیت موجود لیزرهای پالس اولترا کوتاه از نظر کاربرد، می توان آنها را به طور تقریبی به سه دسته زیر تقسیم کرد.

(1) لیزر برای تحقیقات علوم فیزیکی. این زمینه کاربرد اولین دستگاه لیزر پالس اولترا کوتاه تاسیس شده است. از آنجایی که این کاربرد الزامات مختلفی را بر ویژگی های پالس تحمیل می کند، مانند طول موج، مدت زمان پالس و انرژی پالس، می توان از انواع لیزرها از جمله لیزرهای رنگی و لیزرهای اگزایمر استفاده کرد. در صورت توجه به عملکرد و در نظر نگرفتن هزینه بیشتر از لیزرهای حالت جامد استفاده می شود. لیزرهای حالت جامد عملکرد انعطاف پذیری دارند (پارامترهایی مانند انرژی پالس یا فرکانس تکرار را می توان در محدوده نسبتاً وسیعی تنظیم کرد)، مانند لیزرهای مورد استفاده برای احتراق همجوشی هسته ای یا سیستم های لیزری در مقیاس بزرگ که در تجهیزات تحقیقاتی مختلف توسعه یافته و مورد استفاده قرار می گیرند. متعلق به این دسته هستند.

(2) انتظار می رود که به عنوان لیزر برای کاربردهای تجهیزات صنعتی استفاده شود. عمدتاً در زمینه اندازه گیری و پردازش در نظر گرفته می شود. نتایج پردازش ایده آل را می توان با استفاده از لیزرهای پالس کوتاه به دست آورد، اما قابلیت اطمینان یا نگهداری و هزینه تجهیزات باید در نظر گرفته شود. در سال های اخیر با بهبود قابلیت اطمینان لیزرهای حالت جامد قفل دار و ظهور لیزرهای فیبر پرقدرت، مردم انتظارات زیادی برای توسعه این رشته دارند.

(3) لیزرهای نیمه هادی و لیزرهای فیبر به عنوان دستگاه های سیستم ارتباطی اطلاعات نوری. تا آنجا که به این کاربرد صنعتی مربوط می شود، مزایای اجتماعی بیشترین است، اما به راحتی تحت تأثیر شرایط اجتماعی مانند شرایط بازار و سیاست های اطلاعاتی و ارتباطی قرار می گیرد. مردم هنوز رکود صنعت ناشی از ترکیدن حباب فناوری اطلاعات را به خاطر دارند. علاوه بر عملکرد دستگاه، مواردی مانند قابلیت اطمینان، هزینه و حفاظت از محیط زیست نیز باید در نظر گرفته شود و الزامات فنی سختگیرانه است. از منظر بلندمدت، حوزه ارتباطات حوزه ای است که بیشترین انتظارات را دارد.

در سال‌های اخیر، فناوری نور پالس اولترا کوتاه رایج شده است، و از دهه 1990، لیزرهای حالت جامد قفل‌شده با پالس اولترا کوتاه قابل تنظیم به‌کار گرفته شده‌اند. لیزر قابل تنظیم یک لیزر محصور شده با فوتون است که در آن سطح انرژی پایین‌تر لیزر در حالت برانگیخته ارتعاشی است که باند فرکانس نوسان را گسترش می‌دهد.

یک لیزر معمولی Ti:Sapphire به طور پایدار کار می کند و نور پالسی فوق کوتاه (کوتاه ترین آنها حدود 5fs) را با توان خروجی متوسط ​​1 وات دریافت می کند. اگر از کریستال لیزری دوپ شده با یون Yb استفاده شود، خروجی پالس زیر پیکوثانیه با توان متوسط ​​خروجی بالاتر است. می توان به دست آورد.

کاربرد لیزرهای پالس کوتاه

هنگام برش و حفاری PCBها و FPCها، به حداقل رساندن منطقه متاثر از حرارت بسیار مهم است. ناحیه متاثر از حرارت سطح برش یا مواد نزدیک سوراخ نوعی تخریب حرارتی تا حدی است. استفاده از لیزرهای عرض پالس فوق کوتاه، ناحیه تحت تاثیر حرارت را به حداقل می رساند. پالس‌های فوق کوتاه می‌توانند فرآیند پردازش لیزر را «سردتر»، یعنی «پردازش سرد» کنند. این به این دلیل است که مدت زمان پالس کوتاه‌تر از زمان انتشار حرارتی در مواد آلی است، به این معنی که بیشتر انرژی پالس لیزر قبل از انتشار توسط مواد خارج‌شده منتقل می‌شود.

لیزرهای پالس اولترا کوتاه (USP) با عرض پالس در محدوده فمتوثانیه و پیکوثانیه می توانند به خوبی انرژی را در مجاورت نقطه لیزر محدود کنند. هنگامی که چگالی توان به ده‌ها گیگاوات بر سانتی‌متر مربع می‌رسد، پردازش لیزری به حالت فرسایشی "سرد" می‌رسد، یعنی در این حالت، بیشتر مواد مستقیماً از ناحیه هدایت شده توسط لیزر تبخیر می‌شوند. به این ترتیب آسیب غیر مستقیمی که ممکن است در نزدیکی نقطه ایجاد شود بسیار کاهش می یابد، زیرا مواد در مدت زمان کوتاهی تبخیر می شوند و گرما زمانی برای هدایت ندارد. بیشتر انرژی جذب شده توسط مواد فرسوده به شکل انرژی جنبشی منتقل می شود. متأسفانه در حال حاضر استفاده از لیزرهای پالس اولترا کوتاه در تولیدات صنعتی دشوار است. دلیل اصلی این است که سرعت پردازش به دلیل توان متوسط ​​پایین پایین است، بنابراین ترکیب آن با تجهیزات پردازش خودکار مواد دشوار است. علاوه بر این، اندازه لیزر نسبتاً بزرگ است (لیزرهای اختصاصی بر روی پلت فرم های نوری ساخته می شوند).

اگرچه انرژی پالس لیزرهای پالس اولتراکوتاه بسیار کمتر از لیزرهای نانوثانیه است، آستانه فرسایش پایین تر (بازده پردازش بالاتر) این لیزرها کاهش انرژی پالس را جبران می کند، بنابراین بازده بالاتر است. علاوه بر این، لیزرهای با پالس اولتراکوتاه دارای نرخ تکرار پالس بالاتری برای پشتیبانی از پردازش سریع چندگانه هستند، که آنها را برای پردازش انتخابی لایه‌های نازک‌تر در بالای لایه‌ها، معمولاً سرامیک، ایده‌آل می‌کند.

لیزر فوق سریع ارائه شده توسطJTBYShield لیزر فناوری شرکت٪ 2c اموزشی ویبولیتینسیستم تقویت لیزر فمتوثانیه با کمترین هزینه مالکیت در بازار امروز است. تمام اجزای تولید پالس های فمتوثانیه ای پرقدرت را در یک جعبه ادغام می کند و از یک لیزر فمتوثانیه فیبر دوپ شده با اربیوم به عنوان منبع بذر استفاده می کند، به علاوه طراحی ویژه بدون تنظیم (NOTweak) منحصر به فرد و فوق پایدار جهان را تشکیل می دهد. سیستم تقویت پالس چیرپ یاقوت کبود تیتانیوم سری CPA فوق فشرده.

اطلاعات تماس:

اگر ایده ای دارید، در صورت تمایل با ما صحبت کنید. مهم نیست که مشتریان ما کجا هستند و نیازهای ما چیست، ما هدف خود را دنبال خواهیم کرد تا با کیفیت بالا، قیمت پایین و بهترین خدمات به مشتریان خود ارائه دهیم.