Ultra sürətli lazerin xüsusiyyətləri, tətbiqi və bazar perspektivi

Əslində, nanosaniyə, pikosaniyə və femtosaniyə vaxt vahidləridir, 1ns = 10-9s, 1ps = 10-12s, 1FS = 10-15s. Bu zaman vahidi lazer nəbzinin nəbz genişliyini təmsil edir. Bir sözlə, bu qədər qısa müddətdə nəbzli bir lazer çıxır. Çıxış tək nəbz müddəti çox, çox qısa olduğu üçün belə bir lazerə ultrafast lazer deyilir. Lazer enerjisi bu qədər qısa müddətdə cəmləşdikdə nəhəng tək nəbz enerjisi və son dərəcə yüksək pik gücü əldə ediləcək. Materialın emalı zamanı uzun nəbz eni və aşağı intensivlikli lazerin yaratdığı material əriməsi və davamlı buxarlanma (termal effekt) fenomeninin qarşısı böyük ölçüdə alınacaq və emal keyfiyyəti xeyli yaxşılaşdırıla bilər.

Sənayedə lazerlər ümumiyyətlə dörd kateqoriyaya bölünür: fasiləsiz dalğa (CW), yarı davamlı (QCW), qısa nəbz (Q-keçidli) və ultra qısa pulse (rejim kilidli). Çox modlu CW fiber lazer ilə təmsil olunan CW, indiki sənaye bazarının çox hissəsini tutur. Kəsmə, qaynaq, üzlük və digər sahələrdə geniş istifadə olunur. Yüksək fotoelektrik çevrilmə və sürətli işləmə sürəti xüsusiyyətlərinə malikdir. Uzun nəbz olaraq da bilinən yarı davamlı dalğa, 10%-lik bir iş dövrü ilə MS ~ μ S-sıralı nəbz istehsal edə bilər ki, bu da impulslu işığın pik gücünü fasiləsiz işığın gücündən on qat artıq edir və bu da çox əlverişlidir. qazma, istilik müalicəsi və digər tətbiqlər üçün. Qısa nəbz, lazer işarələmə, qazma, müalicə, lazer diapazonu, ikinci harmonik nəsil, hərbi və digər sahələrdə geniş istifadə olunan ns nəbzinə aiddir. Ultrashort pulse, PS və FS pulse lazer də daxil olmaqla ultrafast lazer adlandırdığımız şeydir.

Lazer pikosaniyə və femtosaniyənin nəbz müddəti ilə material üzərində hərəkət edərkən, emal effekti əhəmiyyətli dərəcədə dəyişəcək. Femtosecond lazer, saçın diametrindən daha kiçik bir məkan sahəsinə fokuslana bilər, bu da elektromaqnit sahəsinin intensivliyini ətrafdakı elektronları yoxlamaq üçün atomların gücündən bir neçə dəfə çox edir, belə ki, üzərində olmayan bir çox fiziki şərtləri həyata keçirə bilər. torpaq və başqa üsullarla əldə edilə bilməz. Nəbz enerjisinin sürətlə artması ilə yüksək güclü sıxlıqlı lazer nəbzi xarici elektronları asanlıqla soyar, elektronları atom əsarətindən qoparar və plazma əmələ gətirər. Lazer ilə material arasındakı qarşılıqlı təsir müddəti çox qısa olduğundan, ətrafdakı materiallara enerji ötürmə vaxtı çatmamış plazma materialın səthindən silinmişdir ki, bu da ətrafdakı materiallara istilik təsir etməyəcəkdir. Buna görə də, ultrasast lazer emalı "soyuq emal" olaraq da bilinir. Eyni zamanda, ultra sürətli lazer metallar, yarımkeçiricilər, almazlar, safirlər, keramika, polimerlər, kompozitlər və qatranlar, fotorezist materiallar, nazik filmlər, İTO filmlər, şüşə, günəş hüceyrələri və s.

Soyuq emalın üstünlükləri ilə qısa nəbz və ultrasort pulse lazerləri mikro nano emal, incə lazer müalicəsi, dəqiq qazma, dəqiq kəsmə və s. Ultra qısa nəbz, emal enerjisini kiçik bir hərəkət sahəsinə çox tez vura bildiyindən, yüksək enerji sıxlığının bir anda yığılması elektronun udulmasını və hərəkət rejimini dəyişir, lazer xətti udma, enerji ötürülməsi və yayılmasının təsirindən qaçınır və qarşılıqlı təsir mexanizmini kökündən dəyişdirir. maddə və lazer arasında. Buna görə də, qeyri -xətti optika, lazer spektroskopiyası, biotibb, güclü sahə optikasının da diqqət mərkəzinə çevrilmişdir.

Femtosecond lazer ilə müqayisədə pikosaniyə lazerinin gücləndirilməsi üçün nəbzləri genişləndirməsinə və sıxmasına ehtiyac yoxdur. Buna görə də, pikosaniyəlik lazerin dizaynı nisbətən sadə, daha qənaətli, daha etibarlıdır və bazarda yüksək dəqiqlikli, stresssiz mikro işləmə qabiliyyətinə malikdir. Bununla birlikdə, ultra sürətli və ultra güclü lazer inkişafının iki əsas tendensiyasıdır. Femtosecond lazer, tibbi müalicədə və elmi araşdırmalarda da daha böyük üstünlüklərə malikdir. Gələcəkdə femtosecond lazerdən daha sürətli yeni nəsil ultrasast lazer hazırlamaq mümkündür.