Mga Pagkakaiba sa Pagitan ng Femtosecond Lasers at Picosecond Lasers

Ang mga sistema ng femtosecond laser at mga sistema ng picosecond laser ay mga ultrashort-pulse na device ng laser na ginagamit sa precision machining, medikal na paggamot, at siyentipikong pananaliksik. Ang kanilang lapad ng pulso ay naiiba ng ilang beses na magnitude, na nagdudulot ng malaking pagkakaiba sa mekanismo ng interaksyon sa pagitan ng liwanag at materyales. Dahil dito, may iba't ibang katangian sila sa kalidad ng machining, kontrol sa thermal-effect, at kakayahang magamit sa iba't ibang materyales.

1. Paghahambing ng Lapad ng Pulso

Lapad ng pulso ng femtosecond laser: nasa orden ng 10⁻¹⁵ s

Lapad ng picosecond laser pulse: nasa order ng 10⁻¹² s

Mas maikli ang lapad ng pulso, mas maikli ang oras ng pag-deposito ng enerhiya sa materyal, na nagpipigil sa makabuluhang thermal diffusion at bumubuo ng katangian ng “cold-processing”. Ang femtosecond laser ay nag-aalok ng mas mataas na peak power density at mas mababang thermal-affected zone sa loob ng ultrashort-pulse range.

2. Mekanismo ng Pakikipag-ugnayan ng Liwanag at Materyal
2.1 Picosecond Lasers

Ang mga picosecond pulse ay kayang makamit ang mataas na peak power photoionization. Sa pamamagitan ng multiphoton absorption at nonlinear effects, ang materyal ay mabilis na natutunaw at nababagay sa gas. May umiiral pa ring tiyak na thermal-affected zone habang nagmamaneho. Ang picosecond laser ay angkop para sa mikro-machining ng mga metal, keramika, at salamin.

2.2 Femtosecond Lasers

Ang mga pulso ng femtosecond ay nagbibigay ng mas mataas na peak power at kayang makumpleto ang pag-uyog ng electron at pagsira ng bond sa loob ng napakaliit na panahon, na bumubuo ng isang non-thermal ablation mechanism. Halos walang natirang natunaw na layer at minimum ang debris, kaya angkop sila para sa mga termal sensitibong materyales o mataas na presisyong istruktura na nangangailangan ng machining na may mababang pinsala.

3. Mga larangan ng aplikasyon
3.1 Mga Aplikasyon ng Picosecond Laser

Metal micro-engraving

Pagdurog at surface scribing ng glass

PCB marking at micro-hole machining

Texturing sa ibabaw ng phone housing at banayad na paglilinis

Kagamitan sa medikal na dermatology

Ang mga picosecond laser ay nag-aalok ng katatagan sa mga industrial production environment at angkop para sa mga gawain sa medium-to-high precision machining.

3.2 Mga Aplikasyon ng Femtosecond Laser

High-precision optical-glass internal engraving at pagbabago ng materyal

Pagputol at paghiwa ng semiconductor wafer nang may mababang pinsala

Pang-oftalmikong operasyon sa kornea

Pagpoproseso ng polimer at materyales na madaling pumutok na may mababang thermal na pinsala

Ang femtosecond na mga laser ay angkop para sa mataas na antas ng pagmamanupaktura at siyentipikong pananaliksik at nangangailangan ng mas mataas na katatagan ng kapaligiran.

4. Mga Pagkakaiba sa Proseso

Picosecond na proseso: Ang materyales ay nagpapakita ng mikro-pagtunaw na may bahagyang recast layer, na karaniwang nangangailangan ng post-processing; angkop para sa mga gawaing katamtamang bilis at katamtamang presisyon.

Femtosecond na proseso: Ang materyales ay diretso ng ini-ionize at inaalis nang walang pagkatunaw o carbonization, na nagbubunga ng malambot na gilid; angkop para sa mataas na presisyon at ultra-mikro istrukturang paggawa.

5. Mga Prinsipyo sa Pagpili ng Kagamitan

Mga pangangailangan batay sa gastos: pumili ng picosecond na laser.

Mataas na presisyon at minimum na thermal effect: pumili ng femtosecond na laser.

Mikro-pagmamanupaktura ng salamin, wafers, at polimer: inirerekomenda ang femtosecond na mga laser.

Pag-ukit, pagmamarka, at mikro-hole machining sa metal: mas mainam ang cost-performance ng picosecond na mga laser.

Ang femtosecond na mga laser ay nag-aalok ng mas maikling haba ng pulso at mas mataas na peak power kumpara sa picosecond na mga laser, na nagbibigay-daan sa proseso na may halos sero thermal-effect. Ang picosecond na mga laser ay may mga kalamangan sa gastos, katatagan, at pangkalahatang kakayahan sa machining. Dapat pumili ang mga gumagamit ng angkop na kagamitan na ultrashort-pulse laser batay sa mga kinakailangan sa proseso, antas ng presisyon, katangian ng materyales, at badyet.