Atšķirības starp femtosekunžu un pikosekunžu laseriem

Femtosekunžu lāzeru sistēmas un pikosekunžu lāzeru sistēmas ir ultrazemas impulsu ilguma lāzerierīces, ko izmanto precīzā apstrādē, medicīniskajās procedūrās un zinātniskos pētījumos. To impulsa platumā ir vairākas kārtas lielāka atšķirība, kas rada būtiskas atšķirības gaismas un materiālu mijiedarbības mehānismos. Rezultātā tās rāda atšķirīgas īpašības apstrādes kvalitātē, siltuma efekta kontroļa un materiālu savietojamībā.

1. Impulsa platuma salīdzinājums

Femtosekunžu lāzera impulsa platums: apmēram 10⁻¹⁵ s

Pikosekunžu lāzera impulsa platums: apmēram 10⁻¹² s

Jo īsāks impulsa platums, jo īsāks ir enerģijas nogulsnēšanās laiks materiālā, kas novērš ievērojamu termisko difūziju un rada „aukstās apstrādes“ raksturojumu. Femtosekunžu lāzeri nodrošina augstāku virsotnes jaudas blīvumu un mazāku termiski ietekmēto zonu ultrāīso impulsu diapazonā.

2. Gaismas un materiāla mijiedarbības mehānisms
2.1 Pikosekunžu lāzeri

Pikosekunžu impulsi spēj sasniegt augstas virsotnes jaudas fotojonizāciju. Caurs multimālu absorbciju un nelineāriem efektiem materiāls ātri kūst un iztvaiko. Apstrādes laikā joprojām pastāv noteikta termiski ietekmēta zona. Pikosekunžu lāzeri ir piemēroti metālu, keramikas un stikla mikroapstrādei.

2.2 Femtosekunžu lāzeri

Femtosekunžu impulsi nodrošina augstāku pikjaudību un spēj pabeigt elektronu eksitāciju un saišu pārrāvumu ārkārtīgi īsā laikā, veidojot ne-termālu ablācijas mehānismu. Gandrīz nav kūstošā slāņa un minimāls atkritumu daudzums, tādēļ tie ir piemēroti termiski jutīgiem materiāliem vai augstas precizitātes struktūrām, kurām nepieciešama zema bojājuma apstrāde.

3. Lietošanas jomas
3.1 Pikosekunžu lāzera lietojumi

Metāla mikrogravēšana

Stikla urbumi un virsmas iegravēšana

PCB marķēšana un mikrocaurumu apstrāde

Tālruņa korpusa virsmas teksturēšana un maiga tīrīšana

Medicīniskā dermatoloģijas aprīkojums

Pikosekunžu lāzeri rūpnieciskās ražošanas vidē nodrošina stabilitāti un ir piemēroti vidējas līdz augstas precizitātes apstrādes uzdevumiem.

3.2 Femtosekunžu lāzera lietojumi

Precīza optiskā stikla iekšējā gravēšana un materiāla modifikācija

Pusvadītāju plākšņu šķēlšana un zemā bojājuma griešana

Acmu ādas ķirurģija

Zema termisko bojājumu apstrāde polimēriem un trausliem materiāliem

Femtosekunžu lāzera piemēroti augstas klases ražošanai un zinātniskajiem pētījumiem un prasa augstāku vides stabilitāti.

4. Procesu atšķirības

Pikosekunžu apstrāde: materiāls rāda mikrokušanu ar nelielām pārkausētām kārtām, bieži prasot pēcapstrādi; piemērota vidēja ātruma un vidējas precizitātes uzdevumiem.

Femtosekunžu apstrāde: materiāls tiek tieši jonizēts un noņemts bez kušanas vai karbonizācijas, radot gludas malas; piemērota augstas precizitātes un ultra-mikrostruktūru izgatavošanai.

5. Iekārtu atlases principi

Izmaksu vadīti pieprasījumi: izvēlieties pikosekunžu lāzerus.

Augsta precizitāte un minimālas siltuma ietekmes prasības: izvēlieties femtosekunžu laserus.

Stikla, plāksnīšu un polimēru mikroapstrāde: ieteicams izmantot femtosekunžu laserus.

Metāla gravēšana, marķēšana un mikrocaurumu apstrāde: pikosekunžu laseri nodrošina labāku cenu un veiktspējas attiecību.

Femtosekunžu laseri nodrošina īsāku impulsa ilgumu un augstāku virsotnes jaudu salīdzinājumā ar pikosekunžu laseriem, ļaujot gandrīz bez siltuma ietekmes apstrādāt materiālus. Pikosekunžu laseriem ir priekšrocības izmaksu, stabilitātes un vispārējo apstrādes iespēju ziņā. Lietotājiem, balstoties uz procesa prasībām, precizitātes līmeni, materiālu īpašībām un budžetu, vajadzētu izvēlēties atbilstošu ultrātrās impulsa lasera aprīkojumu.