Diferențe între laserii femtosecundă și laserii picosecundă

Sistemele cu laser femtosecundă și sistemele cu laser picosecundă sunt dispozitive laser cu impulsuri ultracurate utilizate în prelucrarea de precizie, tratamente medicale și cercetare științifică. Lățimile impulsurilor lor diferă cu mai multe ordine de mărime, ceea ce conduce la diferențe semnificative în mecanismele de interacțiune dintre lumină și materiale. Ca urmare, acestea prezintă caracteristici diferite în ceea ce privește calitatea prelucrării, controlul efectului termic și compatibilitatea cu materialele.

1. Comparație a lățimii impulsului

Lățimea impulsului laserului femtosecundă: de ordinul 10⁻¹⁵ s

Lățimea impulsului laserului picosecundă: de ordinul 10⁻¹² s

Cu cât lățimea impulsului este mai mică, cu atât timpul de depunere a energiei în material este mai scurt, prevenind difuzia termică semnificativă și formând o caracteristică de „prelucrare rece”. Laserii femtosecundă oferă o densitate de putere de vârf mai mare și o zonă afectată termic mai redusă în cadrul gamei de impulsuri ultracurate.

2. Mecanismul de interacțiune lumină–material
2.1 Lasere Picosecundă

Impulsurile picosecundă pot realiza o fotoionizare cu putere de vârf ridicată. Prin absorbție multi-fotonică și efecte neliniare, materialul suferă o topire și vaporizare rapidă. În timpul prelucrării, există încă o zonă afectată termic. Laserele picosecundă sunt potrivite pentru micro-prelucrarea metalelor, ceramicii și sticlei.

2.2 Lasere Femtosecundă

Impulsurile femtosecundă oferă o putere de vârf mai mare și pot finaliza excitația electronică și ruperea legăturilor într-un timp extrem de scurt, formând un mecanism de ablație ne-termică. Există aproape niciun strat topit și debris minim, ceea ce le face potrivite pentru materiale sensibile la căldură sau structuri de înaltă precizie care necesită prelucrare cu deteriorare minimă.

3. Domenii de aplicare
3.1 Aplicații ale Laserelor Picosecundă

Gravură micro-metalică

Perforarea sticlei și trasarea suprafeței

Marcarea PCB și prelucrarea micro-găurilor

Texturarea suprafeței carcaselor de telefon și curățarea delicată

Echipamente medicale de dermatologie

Laserii picosecundă oferă stabilitate în mediile de producție industrială și sunt potriviți pentru sarcini de prelucrare de precizie medie până la ridicată.

3.2 Aplicații ale laserului femtosecundă

Gravura internă precisă a sticlei optice și modificarea materialelor

Taierea waferilor semiconductori și tăierea cu deteriorare minimă

Chirurgia corneei oftalmologice

Prelucrarea polimerilor și a materialelor fragile cu dăunări termice minime

Laserii femtosecundă sunt potriviți pentru fabricarea de înaltă precizie și cercetarea științifică și necesită o stabilitate ambientală mai mare.

4. Diferențe de proces

Prelucrarea picosecundă: Materialul prezintă microfuziune cu straturi ușoare de redepunere, necesitând adesea prelucrare suplimentară; potrivită pentru sarcini de viteză și precizie medie.

Prelucrarea femtosecundă: Materialul este ionizat direct și îndepărtat fără topire sau carbonizare, rezultând margini netede; potrivită pentru fabricarea structurilor de înaltă precizie și ultra-micro.

5. Principii de selecție a echipamentelor

Cerințe bazate pe cost: alegeți lasere picosecond

Cerințe de înaltă precizie și efect termic minim: alegeți lasere femtosecond

Micro-fabricarea sticlei, waferilor și polimerilor: se recomandă laserele femtosecond

Gravura, marcarea și prelucrarea microgăurilor în metale: laserele picosecond oferă o raport mai bun calitate-preț

Laserele femtosecond au o durată a pulsului mai scurtă și o putere de vârf mai mare decât cele picosecond, permițând o prelucrare aproape fără efect termic. Laserele picosecond oferă avantaje în ceea ce privește costul, stabilitatea și capacitățile generale de prelucrare. Utilizatorii trebuie să aleagă echipamentul laser cu pulsuri ultracurate potrivit în funcție de cerințele procesului, nivelul de precizie, caracteristicile materialului și buget.