Femtosekunnin ja pikosekunnin laserien erot

Femtosekunnin ja pikosekunnin lasersysteemit ovat erittäin lyhytpulssisia lasereita, joita käytetään tarkkakoneistuksessa, lääketieteellisessä hoidossa ja tieteellisessä tutkimuksessa. Niiden pulsseilla on useiden suuruusluokkien ero, mikä johtaa merkittäviin eroihin valon ja materiaalien vuorovaikutusmekanismeissa. Tämän seurauksena niillä on erilaisia ominaisuuksia koneistuslaadussa, lämmöllisen vaikutuksen hallinnassa ja materiaaliyhteensopivuudessa.

1. Pulssein pituuden vertailu

Femtosekunnin laserin pulssin pituus: luokkaa 10⁻¹⁵ s

Pikosekunnin laserpulssin leveys: suuruusluokkaa 10⁻¹² s

Mitä lyhyempi pulssin leveys, sitä lyhyempi on energian siirtymisaika materiaaliin, mikä estää merkittävän lämmönsiirtymisen ja luo niin sanotun "kylmäkäsittely"-ominaisuuden. Femtosekuntilasereilla saavutetaan korkeampi huippoteheyden tiheys ja pienempi lämpövaikutuksen alue erittäin lyhyiden pulssien alueella.

2. Valon ja materiaalin vuorovaikutusmekanismi
2.1 Pikosekuntilaserit

Pikosekunnin pulsseilla voidaan saavuttaa korkeatehoinen valo-ionisaatio. Monifotonin absorptioiden ja epälineaaristen ilmiöiden kautta materiaali sulaa ja höyrystyy nopeasti. Työstöprosessin aikana tietty lämpövaikutuksen vyöhyke on edelleen olemassa. Pikosekuntilaserit soveltuvat hyvin metallien, keramiikan ja lasien mikrotyöstöön.

2.2 Femtosekuntilaserit

Femtosekunnin pulssit tarjoavat korkeamman huipputehon ja voivat suorittaa elektronien virittämisen ja sidosten rikkomisen erittäin lyhyessä ajassa, mikä muodostaa epätermisen ablaatiomekanismin. Sulan kerroksen muodostus on lähes olematonta ja jätteet minimaalisia, joten ne soveltuvat hyvin lämpöherkille materiaaleille tai korkean tarkkuuden rakenteille, joissa vaaditaan vähäistä vaurioitumista työstössä.

3. Käyttötarkoituksia
3.1 Pikosekunnin laserin sovellukset

Metallin mikrogravoiminen

Lasisen porauksen ja pintaviivoituksen tekeminen

PCB-merkinnät ja mikroreikien konepito

Puhelinkotelojen pintatekstuuri ja varovainen puhdistus

Lääketieteelliset dermatologiatyökalut

Pikosekunnin laserit tarjoavat vakautta teollisissa tuotantoympäristöissä ja sopivat keskitarkkuudesta korkeaan tarkkuuteen vaativiin työstötehtäviin.

3.2 Femtosekunnin laserin sovellukset

Tarkka optisen lasin sisäpuolinen gravoiminen ja materiaalin muokkaus

Puolijohdekiekon viilaus ja vähävaurioinen leikkaus

Silmälääketieteellinen sarveiskalvon kirurgia

Polymeerien ja hauraiden materiaalien käsittely vähäisellä lämpövauriolla

Femtosekunnin laserit soveltuvat korkean tason valmistukseen ja tieteelliseen tutkimukseen, ja ne edellyttävät korkeampaa ympäristön stabiilisuutta.

4. Prosessierot

Pikosekuntikäsittely: Materiaali sulaa hieman ja muodostaa kevyitä uudelleenjähmettyneitä kerroksia, mikä vaatii usein jälkikäsittelyä; sopii keskinopeisiin ja keskitarkkuuksiin tehtäviin.

Femtosekuntikäsittely: Materiaali ionisoidaan suoraan ja poistetaan sulaessaan tai hiilikuoletumatta, jolloin saadaan sileät reunat; sopii tarkkoihin ja erittäin pieniin rakenteisiin.

5. Laitteiston valintaperiaatteet

Kustannusperusteiset vaatimukset: valitse pikosekunnin laserit.

Korkea tarkkuus ja minimaalinen lämpövaikutus: valitse femtosekunnin laserit.

Lasin, levyjen ja polymeerien mikrovalmistus: suositellaan femtosekunnin lasereita.

Metallin kaiverrukseen, merkintään ja mikroreikätyöstöön: pikosekunnin lasereilla on parempi hinta-laatusuhde.

Femtosekunnin lasereilla on lyhyempi pulssekesto ja korkeampi huipputeho kuin pikosekunnin lasereilla, mikä mahdollistaa melkein nollaan työntyvän lämmöllisen vaikutuksen käsittelyssä. Pikosekunnin lasereilla on etuja hinnassa, stabiilisuudessa ja yleiskäyttöisissä työstökäyttökohteissa. Käyttäjien tulisi valita sopiva erittäin lyhytpulssinen laserlaitteisto prosessivaatimusten, tarkkuustason, materiaaliominaisuuksien ja budjetin perusteella.