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超快激光的特点、应用及市场前景分析

导读: 想必大家都听过“飞秒激光治近视”这句广告语,但相信很多人并不了解什么是飞秒激光,同样的还有纳秒激光、皮秒激光,这些奇怪的秒和我们常见的激光有什么不同呢?今天小编带大家来解读一下这几种激光的特点及应用。

想必大家都听过“飞秒激光治近视”这句广告语,但相信很多人并不了解什么是飞秒激光,同样的还有纳秒激光、皮秒激光,这些奇怪的秒和我们常见的激光有什么不同呢?今天OFweek激光网就带大家来解读一下这几种激光的特点及应用。

实际上,纳秒、皮秒、飞秒都是时间单位,1ns=10-9s,1ps=10-12s,1fs=10-15s。这个时间单位,表示的是一个激光脉冲的脉冲宽度,简言之就是在如此短暂的时间内输出一个脉冲激光。由于其输出单脉冲时间非常非常短,因此这样的激光称为超快激光。当把激光能量集中在如此短的时间内,会获得巨大的单脉冲能量和极高的峰值功率,在进行材料加工时,会很大程度上避免长脉宽、低强度激光造成材料熔化与持续蒸发现象(热影响),可以大大提高加工质量。

在工业上,通常将激光分成连续波(CW)、准连续(QCW)、短脉冲(Q-Switched)、超短脉冲(Mode-Locked)四类。连续波以多模连续光纤激光器为代表,占据了当前工业市场的大部分份额,广泛应用于切割、焊接、熔覆等领域,具有光电转换率高、加工速度快等特点。准连续波又称长脉冲,可产生ms~μs量级的脉冲,占空比为10%,这使得脉冲光具有比连续光高十倍以上的峰值功率,对于钻孔、热处理等应用来说非常有利。短脉冲指的是ns量级的脉冲,广泛的应用于激光标刻、钻孔、医疗、激光测距、二次谐波的产生、军事等领域。超短脉冲则是我们所说的超快激光,包括达到ps、fs量级的脉冲激光。

超快激光的特点、应用及市场前景分析

当激光以皮秒、飞秒量级的脉冲时间作用到材料上时,会使加工效果发生显著变化。飞秒激光能聚焦到比头发直径还要小的空间区域内,使电磁场的强度比原子核对其周围电子的作用力还要高出数倍,从而实现许多地球上所不存在的、其他的方法也无法得到极端物理条件。随着脉冲能量急剧上升,高功率密度的激光脉冲能轻易地剥离外层电子,使电子脱离原子的束缚,形成等离子体。由于激光与材料相互作用的时间极短,等离子体还没来得及将能量传递给周围材料,就已经从材料表面被烧蚀掉,不会给周围的材料带来热影响,因此超快激光加工也被称为“冷加工”。同时,超快激光几乎可加工所有的材料,包括金属、半导体、钻石、蓝宝石、陶瓷、聚合物、复合材料和树脂、光阻材料、薄膜、ITO膜、玻璃、太阳能电池片等等。

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