Laserkäsittely on melko yleistä jokapäiväisessä elämässämme ja monille meistä se on varsin tuttua. Saatat usein kuulla, että termit nanosekuntilaser, pikosekundilaser, femtosekunnin laser. Ne kaikki kuuluvat ultranopeaan laseriin. Mutta tiedätkö kuinka erottaa ne?
Ensin selvitetään, mitä tämä "toinen" tarkoittaa.
1 nanosekunti = 10
-9 toinen
1 pikosekunti = 10
-12 toinen
1 femtosekunti = 10
-15 toinen
Siksi suurin ero nanosekunnin laserin, pikosekundaarisen laserin ja femtosekunnin laserin välillä on niiden kesto.
Utlrafast laserin merkitysKauan sitten ihmiset yrittivät käyttää laseria mikrokoneistukseen. Koska perinteisellä laserilla on kuitenkin pitkä pulssin leveys ja matala laserintensiteetti, prosessoitavat materiaalit ovat helposti sulavia ja haihtuvia. Vaikka lasersäde voidaan kohdistaa hyvin pieneen laserpisteeseen, lämpövaikutus materiaaleihin on silti melko suuri, mikä rajoittaa käsittelyn tarkkuutta. Ainoastaan lämpövaikutuksen vähentäminen voi parantaa käsittelyn laatua.
Mutta kun ultranopea laser käsittelee materiaaleja, prosessointivaikutus muuttuu merkittävästi. Kun pulssienergia kasvaa dramaattisesti, suuri tehotiheys on tarpeeksi tehokas poistamaan ulkoisen elektroniikan. Koska ultranopean laserin ja materiaalien välinen vuorovaikutus on melko lyhyt, ioni on jo poistettu materiaalin pinnalta ennen kuin se siirtää energiaa ympäröiviin materiaaleihin, joten lämpövaikutusta ei tuoda ympäröiviin materiaaleihin. Siksi ultranopea laserkäsittely tunnetaan myös kylmäkäsittelynä.
Ultranopealla laserilla on laaja valikoima sovelluksia teollisessa tuotannossa. Alla mainitaan muutamia:
1. Reiän porausPiirilevyn suunnittelussa ihmiset alkavat käyttää keramiikkapohjaa korvaamaan perinteisen muovialustan paremman lämmönjohtavuuden saavuttamiseksi. Elektroniikkakomponenttien liittämistä varten levyyn on porattava tuhansia μm tasoisia pieniä reikiä. Siksi perustuksen pitäminen vakaana ilman, että lämmöntuotto häiritsee sitä reiän porauksen aikana, on tullut varsin tärkeäksi. Ja pikosekundin lase on ihanteellinen työkalu.
Picosecond laser toteuttaa reikien porauksen iskuporauksella ja säilyttää reiän tasaisuuden. Piirilevyn lisäksi pikosekundillä laser soveltuu myös korkealaatuiseen muoviohutkalvon, puolijohteen, metallikalvon ja safiirin reikien poraukseen.
2. Kirjoitus ja leikkaaminenJatkuvalla skannauksella voidaan muodostaa viiva laserpulssin päällekkäin. Tämä vaatii paljon skannausta, jotta päästään syvälle keramiikan sisään, kunnes viiva on saavuttanut 1/6 materiaalin paksuudesta. Erota sitten jokainen yksittäinen moduuli keramiikkaperustasta näiden linjojen kanssa. Tällaista erottelua kutsutaan kirjoitukseksi.
Toinen erotusmenetelmä on pulssilaser-ablaatioleikkaus. Se vaatii materiaalin poistamista, kunnes materiaali on kokonaan leikattu läpi.
Yllä olevaan kirjoitukseen ja leikkaamiseen pikosekundinen laser ja nanosekunnin laser ovat ihanteellisia vaihtoehtoja.
3. Pinnoitteen poistoToinen ultranopean laserin mikrotyöstösovellus on pinnoitteen poisto. Tämä tarkoittaa pinnoitteen tarkkaa poistamista vahingoittamatta tai hieman vaurioittamatta perustusmateriaaleja. Ablaatio voi olla useita mikrometrejä leveitä linjoja tai suurikokoisia useiden neliösenttimetrien linjoja. Koska pinnoitteen leveys on paljon pienempi kuin ablaation leveys, lämpö ei siirry sivulle. Tämä tekee nanosekunnin laserista erittäin sopivan.
Ultranopealla laserilla on suuri potentiaali ja lupaava tulevaisuus. Siinä ei tarvita jälkikäsittelyä, helppo integrointi, korkea käsittelyteho, alhainen materiaalinkulutus, vähäinen ympäristön saastuminen. Sitä on käytetty laajalti autoissa, elektroniikassa, laitteissa, koneiden valmistuksessa jne. Jotta ultranopea laser toimisi tarkasti pitkällä aikavälillä, sen lämpötilaa on ylläpidettävä hyvin. S&A Teyu CWUP-sarjakannettavat vedenjäähdyttimet sopivat erinomaisesti jopa 30 W:n ultranopeiden lasereiden jäähdyttämiseen. Näissä laserjäähdytysyksiköissä on erittäin korkea tarkkuus ±0,1 ℃ ja ne tukevat Modbus 485 -tiedonsiirtotoimintoa. Oikein suunnitellulla putkilinjalla kuplan syntymismahdollisuudesta on tullut erittäin pieni, mikä vähentää ultranopeaan laseriin kohdistuvaa vaikutusta.
