Femtoszekundás és pikoszekundás lézerek közötti különbségek

A femtosekundumos lézerrendszerek és pikoszekundumos lézerrendszerek ultrarövid impulzusú lézereszközök, amelyeket precíziós megmunkálásban, orvosi kezelésekben és tudományos kutatásokban használnak. Impulzusszélességük több nagyságrenddel különbözik, ami jelentős eltéréseket eredményez a fény és az anyagok közötti kölcsönhatás mechanizmusában. Ennek következtében a megmunkálás minőségében, a hőhatások szabályozásában és az anyagkompatibilitásban eltérő jellemzőkkel rendelkeznek.

1. Impulzusszélesség-összehasonlítás

Femtosekundumos lézer impulzusszélessége: kb. 10⁻¹⁵ s

Pikoszekundumos lézer impulzusszélessége: kb. 10⁻¹² s

Minél rövidebb az impulzusszélesség, annál rövidebb az energialeadás ideje az anyagban, így elkerülhető a jelentős hődiffúzió, és kialakul a „hideg-megmunkálás” jellegzetessége. A femtosekundumos lézerek nagyobb csúcsteljesítmény-sűrűséget biztosítanak, és kisebb hőhatású zónával rendelkeznek az ultrarövid impulzustartományon belül.

2. Fény–anyag kölcsönhatás mechanizmusa
2.1 Pikoszekundumos lézerek

A pikoszekundumos impulzusok nagy csúcsteljesítményű fotoionizációt érhetnek el. A többfotonos abszorpció és a nemlineáris hatások révén az anyag gyors olvadáson és elpárolgáson megy keresztül. A megmunkálás során továbbra is létezik bizonyos hőhatású zóna. A pikoszekundumos lézerek alkalmasak fémek, kerámiák és üveg mikromegmunkálására.

2.2 Femtoszekundumos lézerek

A femtoszekundumos impulzusok magasabb csúcsteljesítményt biztosítanak, és az elektronexitációt valamint a kötések szakadását extrém rövid időn belül befejezik, nem-termikus abráziós mechanizmust kialakítva. Gyakorlatilag nincs olvadt réteg, és minimális a szennyeződés, így ideálisak termikusan érzékeny anyagokhoz vagy alacsony sérülésű, nagy pontosságú szerkezetekhez.

3. Alkalmazási területek
3.1 Pikoszekundumos lézeralkalmazások

Fém mikrogravírozása

Üveg fúrása és felületi karcolása

NYÁK jelölése és mikrolyuk-megmunkálás

Telefonházak felületi textúrázása és gyengéd tisztítása

Orvosi bőrgyógyászati berendezések

A pikoszekundumos lézerek stabilitást nyújtanak az ipari termelési környezetekben, és közepes, illetve magas pontosságú megmunkálási feladatokra alkalmasak.

3.2 Femtoszekundumos lézeralkalmazások

Pontos belső gravírozás optikai üvegen és anyagmódosítás

Félvezető lemezek darabolása és alacsony sérülésű vágás

Szemészeti szaruhártya-sebészet

Polimerek és rideg anyagok hőterhelés nélküli megmunkálása

A femtoszekundumos lézerek a felsőfokú gyártásban és tudományos kutatásokban használhatók, de nagyobb környezeti stabilitást igényelnek.

4. Folyamati különbségek

Pikoszekundumos megmunkálás: Az anyag mikroszkopikus olvadást mutat enyhe újraszilárduló rétegekkel, gyakran utómegmunkálást igényel; közepes sebességű, közepes pontosságú feladatokra alkalmas.

Femtoszekundumos megmunkálás: Az anyag közvetlen ionizációval távolítható el olvadás vagy karbonizáció nélkül, sima éleket eredményezve; nagy pontosságú és ultra-mikroszerkezetek gyártására alkalmas.

5. Felszerelés kiválasztásának elvei

Költségvezérelt igények: pikoszekundumos lézereket válasszon.

Nagy pontosságú és minimális hőhatású megmunkálás igénye: femtoszekundumos lézereket válasszon.

Üveg, lemezek és polimerek mikromegmunkálása: előnyben részesítendők a femtoszekundumos lézerek.

Fémek gravírozása, jelölése és mikrolyukasztása: a pikoszekundumos lézerek jobb ár-érték arányt kínálnak.

A femtoszekundumos lézerek rövidebb impulzusidőtartamot és magasabb csúcsteljesítményt biztosítanak, mint a pikoszekundumos lézerek, így majdnem zéró hőhatású megmunkálást tesznek lehetővé. A pikoszekundumos lézerek előnyük a költségekben, stabilitásban és általános megmunkálási képességekben nyilvánul meg. A felhasználóknak az adott technológiai igények, pontossági szint, anyagjellemzők és költségvetés alapján kell kiválasztaniuk a megfelelő ultrarövid impulzusú lézeres berendezést.