Perbedaan Antara Laser Femtosekon dan Laser Pikosekon

Sistem laser femtosekon dan sistem laser pikosekon adalah perangkat laser pulsa ultrapendek yang digunakan dalam permesinan presisi, perawatan medis, dan penelitian ilmiah. Lebar pulsa keduanya berbeda hingga beberapa ordo magnitudo, yang mengakibatkan perbedaan signifikan dalam mekanisme interaksi antara cahaya dan material. Akibatnya, keduanya menunjukkan karakteristik berbeda dalam kualitas permesinan, pengendalian efek termal, dan kompatibilitas material.

1. Perbandingan Lebar Pulsa

Lebar pulsa laser femtosekon: pada ordo 10⁻¹⁵ s

Lebar pulsa laser pikosekon: pada ordo 10⁻¹² s

Semakin pendek lebar pulsa, semakin singkat waktu deposisi energi dalam material, mencegah difusi termal yang signifikan dan membentuk karakteristik "pemrosesan dingin". Laser femtosekon menawarkan kerapatan daya puncak yang lebih tinggi dan zona terdampak termal yang lebih kecil dalam kisaran pulsa ultrapendek.

2. Mekanisme Interaksi Cahaya–Material
2.1 Laser Pikodetik

Pulsa pikodetik dapat mencapai fotoionisasi dengan daya puncak tinggi. Melalui penyerapan multiphoton dan efek nonlinier, material mengalami peleburan dan penguapan yang cepat. Zona yang terpengaruh termal tertentu masih ada selama proses pemesinan. Laser pikodetik cocok untuk pemesinan mikro logam, keramik, dan kaca.

2.2 Laser Femtodetik

Pulsa femtodetik memberikan daya puncak yang lebih tinggi dan dapat menyelesaikan eksitasi elektron serta pemutusan ikatan dalam waktu yang sangat singkat, membentuk mekanisme ablasi non-termal. Hampir tidak ada lapisan cair dan minim serpihan, sehingga sangat cocok untuk material yang peka terhadap panas atau struktur presisi tinggi yang memerlukan pemesinan dengan kerusakan minimal.

3. Bidang aplikasi
3.1 Aplikasi Laser Pikodetik

Ukiran mikro logam

Pengeboran kaca dan goresan permukaan

Penandaan PCB dan pemesinan lubang mikro

Tekstur permukaan casing ponsel dan pembersihan lembut

Peralatan dermatologi medis

Laser pikodetik menawarkan stabilitas dalam lingkungan produksi industri dan cocok untuk tugas permesinan presisi menengah hingga tinggi.

3.2 Aplikasi Laser Femtodetik

Ukiran internal kaca optik presisi dan modifikasi material

Pemotongan wafer semikonduktor dan pemotongan dengan kerusakan rendah

Pembedahan kornea oftalmik

Permesinan polimer dan material rapuh dengan kerusakan termal rendah

Laser femtodetik cocok untuk manufaktur kelas atas dan penelitian ilmiah serta memerlukan stabilitas lingkungan yang lebih tinggi.

4. Perbedaan Proses

Pemrosesan pikodetik: Material mengalami pelelehan mikro dengan lapisan recast yang sedikit, sering kali memerlukan proses pasca-pengerjaan; cocok untuk tugas kecepatan menengah dan presisi menengah.

Pemrosesan femtodetik: Material langsung terionisasi dan dilepaskan tanpa meleleh atau karbonisasi, menghasilkan tepi yang halus; cocok untuk fabrikasi struktur presisi tinggi dan ultra-mikro.

5. Prinsip Pemilihan Peralatan

Kebutuhan berbasis biaya: pilih laser pikodetik.

Kebutuhan presisi tinggi dan efek termal minimal: pilih laser femtodetik.

Fabrikasi mikro pada kaca, wafer, dan polimer: lebih disarankan laser femtodetik.

Pengukiran logam, penandaan, dan pemesinan lubang mikro: laser pikodetik menawarkan kinerja biaya yang lebih baik.

Laser femtodetik menyediakan durasi pulsa yang lebih pendek dan daya puncak yang lebih tinggi dibandingkan laser pikodetik, memungkinkan pemrosesan dengan hampir tanpa efek termal. Laser pikodetik menawarkan keunggulan dalam hal biaya, stabilitas, dan kemampuan pemesinan serbaguna. Pengguna harus memilih peralatan laser pulsa ultra-pendek yang sesuai berdasarkan kebutuhan proses, tingkat presisi, karakteristik material, dan anggaran.