مبادئ ليزر البيكو ثانية وتطبيقاتها

2021-12-27 15:55:46

لقد تم إثبات مزايا الاستئصال بالليزر لنبضات الليزر فائقة القصر في العديد من التطبيقات، وحتى وقت قريب لم يتم العثور على أي منتجات ثانوية لهذه التطبيقات على أرضية المصنع. في التطبيقات الصناعية، بالإضافة إلى عوامل الجودة، تعد إمكانية التكرار والتكلفة لكل جزء من المعايير المهمة أيضًا.

      ترتبط موثوقية أنظمة الليزر بشكل مباشر بتكنولوجيا الليزر المستخدمة. ترتبط تكلفة كل مكون ارتباطًا مباشرًا بمعدل تكرار نبضات الليزر فائقة القصر. قيمة مضافة عالية، وإنتاجية عالية لمعدل التكرار، وتكنولوجيا موثوقة، وما إلى ذلك. لم يتم تحقيق كل هذه المتطلبات إلا مؤخرًا باستخدام ليزر البيكو ثانية المضخ بالديود.

      تم الإبلاغ عن أول تطبيق لليزر البيكو ثانية في الإنتاج الضخم في The Photonics West 2005. يتم تركيز نبضات تبلغ 1 ميكروجول لمدة نبضة تبلغ 20 ثانية على رقائق فولاذية رقيقة، ويتم إزالة سلسلة من الحلقات متحدة المركز في اتجاه الشعاع النبضي. تشكل الحلقات المختلفة متحدة المركز قرص حديقة، وتشكل الأقراص المختلفة من المواد التي تمت إزالتها ثقبًا مدببًا يعمل بمثابة فوهة لحقن الحبر في رأس طباعة احترافي عالي الجودة. على مدى السنوات القليلة الماضية، ركزت الغالبية العظمى من الشركات المصنعة لليزر فائق السرعة على تطوير ليزر الفيمتو ثانية. تتطلب أجهزة الليزر هذه تقنية CPA متطورة للحفاظ على كثافة الطاقة القصوى ضمن خطوة التضخيم عند عتبة ضرر معينة. بهذه الطريقة، يمكن توليد طاقة النبض عند مستوى mJ، لكن معدل التكرار يقتصر على عدد قليل من KHZ. وبالمقارنة، فإن طاقة النبض العالية التي تبلغ بضع مئات من ميكروجول مفيدة لحفر أو قطع المواد السميكة. ومن الأمثلة على ذلك حفر فوهة حقن محرك الديزل، حيث يجب أن يتم ثقب مادة الصفائح الفولاذية بسمك 1 مم بدقة شديدة بحيث لا يلزم إجراء أي عملية تنظيف أخرى.