Принципы работы пикосекундных лазеров и их применение

2021-12-27 15:55:46

Преимущества лазерного удаления ультракоротких лазерных импульсов были продемонстрированы во многих приложениях, и до недавнего времени в заводских цехах не было обнаружено никаких промышленных побочных продуктов этих применений. В промышленном применении, помимо показателей качества, важными критериями также являются воспроизводимость и стоимость детали.

      Надежность лазерных систем, конечно, напрямую связана с используемой лазерной технологией. Стоимость каждого компонента в основном напрямую связана с частотой повторения ультракоротких лазерных импульсов. Высокая добавленная стоимость, высокая производительность повторения, надежная технология и т. д. Все эти требования лишь недавно стали выполняться с помощью пикосекундных лазеров с диодной накачкой.

      О первом применении пикосекундных лазеров в массовом производстве было сообщено на выставке The Photonics West 2005. Импульсы мощностью 1 мкДж и длительностью 20 пс фокусируются на тонкой стальной фольге, а серия концентрических колец удаляется в направлении импульсного луча. Различные концентрические кольца образуют садовый диск, а разные диски удаленного материала образуют коническое отверстие, которое действует как сопло для впрыска чернил в профессиональную высококачественную печатающую головку. За последние несколько лет подавляющее большинство производителей сверхбыстрых лазеров сосредоточились на разработке фемтосекундных лазеров. Эти лазеры требуют сложной технологии CPA для поддержания пиковой плотности мощности на этапе усиления при определенном пороге повреждения. Таким образом можно генерировать энергию импульса на уровне мДж, но частота повторения ограничена несколькими кГц. Для сравнения, высокая энергия импульса в несколько сотен мкДж предпочтительна для сверления или резки толстых материалов. Примером является сверление форсунки дизельного двигателя, где стальной лист толщиной 1 мм должен быть пробит настолько точно, что дальнейшая очистка не требуется.