Laser ultra azkarraren ezaugarriak, aplikazioa eta merkatuaren ikuspegia

Izan ere, nanosegunda, pikosegunda eta femtosegunda denbora unitateak dira, 1ns = 10-9s, 1ps = 10-12s, 1FS = 10-15s. Denbora unitate honek laser pultsu baten pultsuaren zabalera adierazten du. Laburbilduz, pultsatuko laser bat ateratzen da hain denbora gutxian. Bere irteera pultsu bakarraren denbora oso-oso laburra denez, halako laser bati laser ultrarapero deritzo. Laserraren energia hain denbora gutxian pilatzen denean, pultsu bakarreko energia izugarria eta gailurreko potentzia oso altua lortuko dira. Materiala prozesatzerakoan, pultsu zabalaren luzeak eta intentsitate baxuko laserrak eragindako materialaren urtzearen eta etengabeko lurrunketaren (efektu termikoa) fenomenoa saihestuko da neurri handi batean, eta prozesuaren kalitatea asko hobetu daiteke.

Industrian, laserrak lau kategoriatan banatu ohi dira: uhin jarraitua (CW), ia jarraitua (QCW), pultsu laburra (Q-aldatua) eta ultrapultsu laburra (blokeatutako modua). CW zuntzezko laser multimodoak ordezkatuta, CWk egungo industria merkatu gehiena hartzen du. Oso erabilia da ebaketa, soldadura, estaldura eta beste alor batzuetan. Bihurketa fotoelektriko tasa altuaren eta prozesatzeko abiadura azkarraren ezaugarriak ditu. Uhin ia jarraiak, pultsu luze gisa ere ezagunak, MS ~ μ S ordenako pultsuak sor ditzake% 10eko betebehar zikloarekin, eta horrek argi pultsatuaren potentzia maximoa argi jarraiarenaren aldean hamar aldiz baino handiagoa da, oso ona baita. zulaketa, tratamendu termikoa eta bestelako aplikazioetarako. Pultsu laburra ns pultsuari dagokio, oso erabilia baita laser bidezko markaketetan, zulaketetan, tratamendu medikoetan, laser bidez, bigarren belaunaldi harmonikoan, militarrean eta beste arlo batzuetan. Pultsu ultra laburra da laser ultra azkarra deitzen dioguna, PS eta FS pultsu laserra barne.

Laserrak pikosegundo eta femtosegundoaren pultsu denborarekin materialari eragiten dionean, mekanizazio efektua nabarmen aldatuko da. Femtosegundo laserrak ilearen diametroa baino txikiagoa den eremu espazial batean fokatu dezake, eremu elektromagnetikoaren intentsitatea atomoen indarra baino hainbat aldiz handiagoa da inguruko elektroiak egiaztatzeko, beraz, ez daude muturreko baldintza fisikoetan. lurra eta ezin da beste metodo batzuen bidez lortu. Pultsu energiaren hazkunde bizkorrarekin, potentzia dentsitate handiko laser pultsuak kanpoko elektroiak erraz zuritu ditzake, elektroiak atomoen loturatik urruntzen dira eta plasma eratzen dute. Laserraren eta materialaren arteko elkarrekintza denbora oso laburra denez, plasma materialaren gainazaletik ablatu egin da energia inguruko materialetara transferitzeko denbora izan aurretik, eta horrek ez die eragin termikorik ekarriko inguruko materialei. Hori dela eta, laser bidezko prozesatze ultra azkarra "hotz prozesatzea" izenarekin ere ezagutzen da. Aldi berean, laser oso azkarrak ia material guztiak prozesatu ditzake, metalak, erdieroaleak, diamanteak, zafiroak, zeramika, polimeroak, konposatuak eta erretxinak, material fotoresistenteak, film meheak, ITO filmak, beira, eguzki zelulak eta abar.

Hotz prozesatzearen abantailekin, pultsu laburrak eta ultrasoinuen pultsu laserrak sartu dira zehaztasun prozesatze arloetan, hala nola mikro nano prozesamenduan, laser bidezko tratamendu medikoa, doitasun zulaketa, zehaztasun ebaketa eta abar. Pultsu ultramotzak prozesatzeko energia ekintza-eremu txiki batean oso azkar injektatu dezakeenez, berehalako energia dentsitate handiko deposizioak elektroien xurgapen eta mugimendu modua aldatzen du, laserrearen xurgapen linealaren, energia transferentziaren eta difusioaren eragina ekiditen du, eta funtsean elkarreragin mekanismoa aldatzen du. laserraren eta materiaren artean. Hori dela eta, optika ez-linealaren, laser espektroskopiaren, biomedikuntzaren, eremuko optika sendoen ardatza ere bihurtu da Materia kondentsatuaren fisika ikerketa tresna indartsua da ikerketa zientifikoaren alorretan.

Femtosegundo laserrarekin alderatuta, pikosegundo laserrak ez ditu anplifikazioak zabaldu eta konprimitu beharrik. Hori dela eta, pikosegundo laserraren diseinua nahiko erraza da, kostu eraginkorragoa, fidagarriagoa eta merkatuan doitasun handiko eta estresik gabeko mikro mekanizazioetarako gaitasuna du. Hala ere, ultra azkarrak eta ultra indartsuak dira laserraren garapenaren bi joera nagusiak. Femtosegundo laserrak ere abantaila handiagoak ditu tratamendu medikoan eta ikerketa zientifikoan. Posible da hurrengo belaunaldiko laser ultrasoinuen femtosegundo laserra baino azkarrago garatzea etorkizunean.