Разлике између фемтосекундних и пиросекундних ласера

Фемтосекундни и пиросекундни ласерски системи су улtrakраткотрајни ласерски уређаји који се користе у прецизној обради, медицинском третману и научним истраживањима. Ширина њихових импулса разликује се за неколико редова величине, што доводи до значајних разлика у механизму интеракције између светлости и материјала. Као последица тога, они показују различите карактеристике у квалитету обраде, контроли термалног ефекта и компатibilности са материјалима.

1. Упоредба ширине импулса

Ширина импулса фемтосекундног ласера: на нивоу 10⁻¹⁵ s

Ширина импулса пиросекундног ласера: на нивоу 10⁻¹² s

Што је краћа ширина импулса, то је краће време депозитивне енергије у материјалу, чиме се спречава значајна термичка дифузија и ствара се карактеристика „хладне обраде“. Фемтосекундни ласери остварују већу густину вршне снаге и мању зону топлотног утицаја у оквиру ултра-кратког опсега импулса.

2. Механизам интеракције светлости и материјала
2.1 Пикосекундни ласери

Пикосекундни импулси могу постићи фотојонизацију високе вршне снаге. Кроз апсорпцију више фотона и нелинеарне ефекте, материјал пролази кроз брзо топљење и испаравање. Одређена зона топлотног утицаја и даље постоји током обраде. Пикосекундни ласери погодни су за микрообраду метала, керамике и стакла.

2.2 Фемтосекундни ласери

Фемтосекундни импулси обезбеђују већу вршну снагу и могу завршити ексцитацију електрона и прекидање веза у екстремно кратком времену, стварајући немеханички механизам аблације. Практично не постоји топљени слој нити минимални отпад, због чега су погодни за термички осетљиве материјале или високопрецизне структуре које захтевају обраду са ниским оштећењем.

3. Oblasti primene
3.1 Примена пикосекундних ласера

Микро гравирање метала

Бушење стакла и површинско означавање

Означавање ППМ-а и обрада микро-рупа

Текстурирање површине кућишта телефона и деликатно чишћење

Опрема за медицинску дерматологију

Пикосекундни ласери обезбеђују стабилност у индустријским производним условима и погодни су за задатке средње до високе прецизности.

3.2 Примена фемтосекундних ласера

Прецизно унутрашње гравирање оптичког стакла и модификација материјала

Резање полупроводничких вефера и резање са ниским оштећењем

Хируршка интервенција на очној рогини

Обрада полимера и кртог материјала са ниским топлотним оштећењем

Фемтосекундни ласери погодни су за напредну производњу и научна истраживања и захтевају већу стабилност околине.

4. Разлике у процесима

Пикосекундно обрада: материјал показује микротопљење са благим слојевима поновног ливења, често захтева довршну обраду; погодно за задатке средње брзине и средње прецизности.

Фемтосекундна обрада: материјал се директно јонизује и уклања без топљења или карбонизације, стварајући глатке ивице; погодно за израду високопрецизних и ултра-микро структура.

5. Принципи избора опреме

Захтеви вођени трошковима: изаберите пикосекундне ласере.

Захтеви за високом прецизношћу и минималним топлотним ефектима: изаберите фемтосекундне ласере.

Mikroobrada stakla, pločica i polimera: препоручују се фемтосекундни ласери.

Гравирање, означавање и микропробушивање метала: пикосекундни ласери имају бољи однос цена-перформансе.

Фемтосекундни ласери обезбеђују краће трајање импулса и већу вршну снагу у односу на пикосекундне ласере, омогућавајући обраду са скоро нултим топлотним ефектом. Пикосекундни ласери имају предности у погледу цене, стабилности и опште сврхе способности обраде. Корисници би требало да одаберу одговарајућу опрему ултра кратких импулса на основу захтева процеса, нивоа прецизности, карактеристика материјала и буџета.