Was sind ultraschnelle Laser und wie werden sie verwendet?

Definition von ultraschnellen Lasern

Ultraaste Laser verweisen auf Laser, die extrem kurze Impulse ausgeben, typischerweise in den Pikosekunden- (10⁻¹² Sekunden) oder in Femtosekunde (10⁻¹⁵ Sekunden). Aufgrund ihrer ultra-Short-Impulsdauer interagieren diese Laser hauptsächlich mit nicht thermischen, nichtlinearen Effekten mit Materialien, wodurch die Wärmediffusion und thermische Schäden signifikant reduziert werden. Dieses einzigartige Merkmal macht ultraschnelle Laser ideal für Präzisionsmikromachinierung, medizinische Verfahren und wissenschaftliche Forschung.

Anwendungen von ultraschnellen Lasern

Mit ihrer hohen Spitzenleistung und ihrer minimalen thermischen Auswirkung werden ultraschnelle Laser in verschiedenen Branchen, einschließlich der Inbranche, häufig angewendet:

1. Industrie -Mikrokroperation: Ultraschnelle Laser ermöglichen eine präzise Schnitt-, Bohr-, Markierungs- und Oberflächenverarbeitung in der Mikro- und Nano-Ebene mit minimalen Wärmezonen.

2. Medizinische und biomedizinische Bildgebung: In der Ophthalmologie werden Femtosekundenlaser für die LASIK-Augenchirurgie verwendet und bieten präzise Hornhautschnitte mit minimalen Komplikationen nach der Operation. Zusätzlich werden sie in Multiphotonenmikroskopie und biomedizinischer Gewebeanalyse angewendet.

3. Wissenschaftliche Forschung: Diese Laser spielen eine entscheidende Rolle bei zeitaufgelösten Spektroskopie, nichtlinearen Optik, Quantenkontrolle und neuer Materialforschung, sodass Wissenschaftler die ultraschnelle Dynamik auf atomarer und molekularer Ebene untersuchen können.

4. Optische Kommunikation: Bestimmte ultraschnelle Laser wie 1,5 & mgr; m Faserlaser arbeiten im low-Loss-Faserkommunikationsband und dienen als stabile Lichtquellen für die Übertragung von Hochgeschwindigkeitsdaten.

Leistung und Leistungsparameter

Ultraschnelle Laser sind durch zwei wichtige Leistungsparameter gekennzeichnet:

1. Durchschnittliche Kraft: Abhängig von den Anforderungen an die Anwendungsanforderungen von zehn Milliwatt bis zu mehreren Watt oder höher.

2. Spitzenleistung: Aufgrund der extrem kurzen Impulsdauer kann die Spitzenleistung mehrere Kilowatt bis Hunderte von Kilowatt erreichen. Zum Beispiel haben einige Femtosekundenlaser eine durchschnittliche Leistung von 1W, während ihre Spitzenleistung um mehrere Größenordnungen höher ist.

Weitere wesentliche Leistungsindikatoren umfassen Pulse -Wiederholungsrate, Impulsenergie und Impulsbreite, die alle auf spezifischen industriellen und Forschungsbedürfnissen optimiert werden müssen.

Führende Hersteller und Branchenentwicklung

Mehrere globale Hersteller dominieren die Ultrafast -Laserindustrie:

1. Kohärent, Spectra-Physics, Newport (MKS) - etablierte Unternehmen mit ausgereifter Technologie und einer Vielzahl von industriellen und wissenschaftlichen Anwendungen.

2. Trumpf, IPG Photonics - Marktführer in Industrielaserverarbeitungslösungen.

3. Chinesische Hersteller (Hans Laser, Gaußslaser, YSL Photonics) -Aufstrebende Spieler machen erhebliche Fortschritte bei der Laserstrukturierung, der Modus-Sperren-Technologien und der Systemintegration.

Kühlsysteme und thermisches Management

Trotz ihrer geringen Durchschnittsleistung erzeugen ultraschnelle Laser aufgrund ihrer hohen Spitzenleistung erhebliche momentane Wärme. Effiziente Kühlsysteme sind unerlässlich, um eine stabile Leistung und ein längeres Betriebsleben zu gewährleisten.

Chiller -Systeme: Ultraschnelle Laser sind üblicherweise mit Industriekühler mit einer Temperaturkontrolle von ± 0,1 ° C oder besser ausgestattet, um eine stabile Laserleistung aufrechtzuerhalten.

Teyu Cwup-Serie Chillers : Diese Laserkühler wurden speziell für die ultraschnelle Laserkühlung entwickelt und bieten eine PID-kontrollierte Temperaturregulation mit einer Präzision von bis zu 0,08 ° C bis 0,1 ° C. Sie unterstützen auch die RS485 -Kommunikation für die Fernüberwachung und -steuerung, wodurch sie ideal für 3W -60 -W -ultraschnelle Lasersysteme sind.

Zukünftige Trends in ultraschnellen Lasern

Die ultraastische Laserindustrie entwickelt sich gegenüber:

1. Kürzere Impulse, höhere Spitzenleistung: Die laufenden Fortschritte bei der Modusstärke und der Impulskomprimierung ermöglichen den Impulslasern für Attosekunden für extreme Präzisionsanwendungen.

2. Modulare und kompakte Systeme: Zukünftige ultraschnelle Laser werden integrierter und benutzerfreundlicher sein und die Komplexität und Anwendungskosten senken.

3. Niedrigere Kosten und Lokalisierung: Da Schlüsselkomponenten wie Laserkristalle, Pumpenquellen und Kühlsysteme im Inland produziert werden, werden die ultraschnellen Laserkosten sinken, was eine breitere Akzeptanz erleichtert.

4. Integration der Branche: Ultraaste Laser werden zunehmend mit Feldern wie optischer Kommunikation, Quanteninformationen, Präzisionsbearbeitung und biomedizinischer Forschung zusammengefasst und neue technologische Innovationen vorantreiben.

Abschluss

Die ultraschnelle Lasertechnologie fördert sich schnell und bietet unübertroffene Präzision und minimale thermische Auswirkungen auf industrielle, medizinische und wissenschaftliche Bereiche. Führende Hersteller verfeinern weiterhin Laserparameter und Integrationstechniken, während die Fortschritte bei Kühl- und thermischen Managementsystemen die Laserstabilität verbessern. Wenn die Kosten sinken und die Anwendungsanwendungen der Branche erweitern, sollen ultraschnelle Laser mehrere High-Tech-Industrien revolutionieren.