Karakteristik, aplikasi dan prospek pasar laser ultrafast
2021-08-02
Faktanya, nanodetik, pikodetik, dan femtodetik adalah satuan waktu, 1ns = 10-9dtk, 1ps = 10-12dtk, 1FS = 10-15dtk. Satuan waktu ini mewakili lebar pulsa dari pulsa laser. Singkatnya, laser berdenyut dihasilkan dalam waktu sesingkat itu. Karena waktu pulsa tunggal keluarannya sangat, sangat singkat, laser semacam itu disebut laser ultracepat. Ketika energi laser terkonsentrasi dalam waktu sesingkat itu, energi pulsa tunggal yang sangat besar dan daya puncak yang sangat tinggi akan diperoleh. Selama pemrosesan material, fenomena peleburan material dan penguapan terus menerus (efek termal) yang disebabkan oleh lebar pulsa yang panjang dan laser intensitas rendah akan sangat dihindari, dan kualitas pemrosesan dapat sangat ditingkatkan.
Dalam industri, laser biasanya dibagi menjadi empat kategori: gelombang kontinu (CW), kuasi kontinu (QCW), pulsa pendek (Q-switched) dan pulsa ultra pendek (mode terkunci). Diwakili oleh laser serat multimode CW, CW menempati sebagian besar pasar industri saat ini. Ini banyak digunakan dalam pemotongan, pengelasan, kelongsong dan bidang lainnya. Ini memiliki karakteristik tingkat konversi fotolistrik yang tinggi dan kecepatan pemrosesan yang cepat. Gelombang kuasi kontinu, juga dikenal sebagai pulsa panjang, dapat menghasilkan pulsa MS ~ μ S-order dengan siklus tugas 10%, yang membuat daya puncak cahaya pulsa lebih dari sepuluh kali lebih tinggi daripada cahaya kontinu, yang sangat menguntungkan untuk pengeboran, perlakuan panas dan aplikasi lainnya. Pulsa pendek mengacu pada pulsa ns, yang banyak digunakan dalam penandaan laser, pengeboran, perawatan medis, jangkauan laser, generasi harmonik kedua, militer dan bidang lainnya. Pulsa ultrashort adalah apa yang kami sebut laser ultrafast, termasuk laser pulsa PS dan FS.
Ketika laser bekerja pada material dengan waktu pulsa picosecond dan femtosecond, efek pemesinan akan berubah secara signifikan. Laser femtosecond dapat fokus pada area spasial yang lebih kecil dari diameter rambut, membuat intensitas medan elektromagnetik beberapa kali lebih tinggi daripada kekuatan atom untuk memeriksa elektron di sekitarnya, sehingga mewujudkan banyak kondisi fisik ekstrim yang tidak ada pada bumi dan tidak dapat diperoleh dengan metode lain. Dengan peningkatan energi pulsa yang cepat, pulsa laser densitas daya tinggi dapat dengan mudah mengelupas elektron terluar, membuat elektron melepaskan diri dari ikatan atom dan membentuk plasma. Karena waktu interaksi antara laser dan material sangat singkat, plasma telah dihilangkan dari permukaan material sebelum sempat mentransfer energi ke material di sekitarnya, yang tidak akan membawa dampak termal ke material di sekitarnya. Oleh karena itu, pemrosesan laser ultracepat juga dikenal sebagai "pemrosesan dingin". Pada saat yang sama, laser ultrafast dapat memproses hampir semua bahan, termasuk logam, semikonduktor, berlian, safir, keramik, polimer, komposit dan resin, bahan fotoresis, film tipis, film ITO, kaca, sel surya, dll.
Dengan keunggulan pemrosesan dingin, pulsa pendek dan laser pulsa ultrapendek telah memasuki bidang pemrosesan presisi seperti pemrosesan mikronano, perawatan medis laser halus, pengeboran presisi, pemotongan presisi, dan sebagainya. Karena pulsa ultrashort dapat menyuntikkan energi pemrosesan ke area aksi kecil dengan sangat cepat, pengendapan kepadatan energi tinggi sesaat mengubah mode penyerapan dan gerakan elektron, menghindari pengaruh penyerapan linier laser, transfer energi dan difusi, dan secara fundamental mengubah mekanisme interaksi antara laser dan materi. Oleh karena itu, ini juga menjadi fokus optik nonlinier, spektroskopi laser, biomedis, optik medan kuat Fisika benda terkondensasi adalah alat penelitian yang kuat di bidang penelitian ilmiah.
Dibandingkan dengan laser femtosecond, laser picosecond tidak perlu memperluas dan memampatkan pulsa untuk amplifikasi. Oleh karena itu, desain laser picosecond relatif sederhana, lebih hemat biaya, lebih andal, dan kompeten untuk pemesinan mikro presisi tinggi dan bebas stres di pasaran. Namun, sangat cepat dan sangat kuat adalah dua tren utama pengembangan laser. Laser femtosecond juga memiliki keuntungan lebih besar dalam perawatan medis dan penelitian ilmiah. Sangat mungkin untuk mengembangkan laser ultrafast generasi berikutnya lebih cepat daripada laser femtosecond di masa mendatang.
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
