ความแตกต่างระหว่างเลเซอร์เฟมโตวินาทีและเลเซอร์พิโควินาที

ระบบเลเซอร์เฟมโตวินาทีและระบบเลเซอร์พิโควินาทีเป็นอุปกรณ์เลเซอร์ช่วงพัลส์สั้นมาก ที่ใช้ในงานกลึงความแม่นยำสูง การรักษาทางการแพทย์ และการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ ช่วงพัลส์ของทั้งสองประเภทต่างกันหลายระดับ อันนำไปสู่ความแตกต่างอย่างมากในกลไกการปฏิสัมพันธ์ระหว่างแสงกับวัสดุ ผลลัพธ์คือ ทั้งสองแสดงลักษณะที่ต่างกันในด้านคุณภาพการกลึง การควบคุมผลกระทบจากความร้อน และความเข้ากันได้กับวัสดุ

1. การเปรียบเทียบความกว้างของพัลส์

ความกว้างพัลส์ของเลเซอร์เฟมโตวินาที: อยู่ในระดับ 10⁻¹⁵ วินาที

ความกว้างพัลส์ของเลเซอร์พิโควินาที: อยู่ในระดับ 10⁻¹² วินาที

ยิ่งความกว้างของพัลส์สั้นลงเท่าใด เวลาที่พลังงานถูกปล่อยเข้าสู่วัสดุก็จะยิ่งสั้นลงตามไปด้วย ซึ่งช่วยป้องกันการแพร่กระจายของความร้อนอย่างมีนัยสำคัญ และทำให้เกิดลักษณะการประมวลผลแบบ "เย็น" (cold-processing) เลเซอร์เฟมโตวินาทีให้ความหนาแน่นของกำลังไฟสูงสุดที่สูงกว่า และมีเขตที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนน้อยกว่าในช่วงพัลส์สั้นมาก

2. กลไกการปฏิสัมพันธ์ระหว่างแสงกับวัสดุ
2.1 เลเซอร์ไพล์โควินาที

พัลส์ไพล์โควินาทีสามารถสร้างกำลังไฟสูงสุดเพื่อทำให้เกิดการไอออナイเซชันด้วยแสงได้ ผ่านการดูดซับหลายโฟตอนและผลเชิงไม่เป็นเชิงเส้น วัสดุจะเกิดการหลอมเหลวและกลายเป็นไออย่างรวดเร็ว ยังคงมีโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนอยู่ในระหว่างกระบวนการตัดแต่ง เลเซอร์ไพล์โควินาทีเหมาะสำหรับงานไมโครแมชชีนนิ่งของโลหะ เซรามิก และแก้ว

2.2 เลเซอร์เฟมโตวินาที

พัลส์เฟมโตวินาทีให้กำลังไฟสูงสุดมากกว่า และสามารถทำให้เกิดการกระตุ้นอิเล็กตรอนและการแตกพันธะภายในระยะเวลาสั้นมาก จนก่อให้เกิดกลไกการกัดกร่อนแบบไม่ใช้ความร้อน เกือบไม่มีชั้นที่หลอมละลายและเศษวัสดุน้อยมาก จึงเหมาะสำหรับวัสดุที่ไวต่อความร้อน หรือโครงสร้างที่ต้องการความแม่นยำสูงและต้องการความเสียหายต่ำ

3. ขอบเขตการใช้งาน
3.1 การประยุกต์ใช้เลเซอร์ไพล์โควินาที

การแกะสลักโลหะขนาดเล็ก

การเจาะแก้วและการขีดเส้นบนพื้นผิว

การพิมพ์เครื่องหมายบนแผ่นวงจรพีซีบีและการเจาะรูขนาดเล็ก

การสร้างพื้นผิวหยาบบนตัวเรือนโทรศัพท์และการทำความสะอาดอย่างอ่อนโยน

อุปกรณ์ทางการแพทย์ด้านผิวหนัง

เลเซอร์ไพล์โควินาทีให้ความเสถียรในสภาพแวดล้อมการผลิตอุตสาหกรรม และเหมาะสำหรับงานกลึงที่ต้องการความแม่นยำปานกลางถึงสูง

3.2 การประยุกต์ใช้เลเซอร์เฟมโตวินาที

การแกะสลักภายในกระจกออปติคอลแบบความแม่นยำสูงและการปรับเปลี่ยนวัสดุ

การตัดเวเฟอร์ชิปเซมิคอนดักเตอร์และการตัดที่สร้างความเสียหายต่ำ

ศัลยกรรมตาด้วยการผ่าตัดกระจกตา

การกลึงวัสดุพอลิเมอร์และวัสดุเปราะโดยที่ไม่เกิดความร้อนสะสมและสร้างความเสียหายน้อย

เลเซอร์เฟมโตวินาทีเหมาะสำหรับการผลิตขั้นสูงและการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ และต้องการความเสถียรของสิ่งแวดล้อมที่สูงกว่า

4. ความแตกต่างของกระบวนการ

การประมวลผลแบบไพล์โควินาที: วัสดุมีการหลอมละลายเล็กน้อยพร้อมชั้นที่เกิดการไหลซ้ำ ซึ่งมักต้องการการตกแต่งเพิ่มเติม; เหมาะสำหรับงานที่ต้องการความเร็วปานกลางและความแม่นยำปานกลาง

การประมวลผลแบบเฟมโตวินาที: วัสดุถูกไอออไนซ์และกำจัดออกไปโดยตรงโดยไม่มีการหลอมหรือคาร์บอนเนต ทำให้ได้ขอบที่เรียบเนียน; เหมาะสำหรับการผลิตโครงสร้างขนาดเล็กมากและความแม่นยำสูง

5. หลักการคัดเลือกอุปกรณ์

ความต้องการที่ขับเคลื่อนด้วยต้นทุน: เลือกเลเซอร์พิโควินาที

ความต้องการด้านความแม่นยำสูงและผลความร้อนต่ำสุด: เลือกเลเซอร์เฟมโตวินาที

การผลิตชิ้นส่วนขนาดเล็กของแก้ว แผ่นเวเฟอร์ และพอลิเมอร์: ควรเลือกเลเซอร์เฟมโตวินาที

การแกะสลัก การทำเครื่องหมาย และการเจาะรูขนาดเล็กบนโลหะ: เลเซอร์พิโควินาทีให้ประสิทธิภาพที่คุ้มค่ากว่า

เลเซอร์เฟมโตวินาทีมีระยะเวลาพัลส์ที่สั้นกว่าและกำลังไฟสูงสุดมากกว่าเลเซอร์พิโควินาที ทำให้สามารถประมวลผลได้เกือบไม่มีผลความร้อน ส่วนเลเซอร์พิโควินาทีมีข้อได้เปรียบด้านต้นทุน ความเสถียร และความสามารถในการทำงานทั่วไป ผู้ใช้ควรเลือกอุปกรณ์เลเซอร์พัลส์สั้นพิเศษที่เหมาะสมตามข้อกำหนดกระบวนการ ระดับความแม่นยำ ลักษณะวัสดุ และงบประมาณ