منبع لیزر فمتوثانیه | لیزرهای فوق سریع | 532 نانومتر سبز، 1064 نانومتر IR

لیزرهای فمتوثانیه در طول موج های مختلف مانند مادون قرمز، سبز و فرابنفش موجود هستند. در میان آنها، لیزرهای مادون قرمز دارای مزایای منحصر به فردی در زمینه های مختلف هستند، زیرا می توانند به طور انتخابی توسط مواد یا مولکول ها جذب شوند و در نتیجه تقریباً هیچ منطقه تأثیر حرارتی در طول پردازش لیزر در صنایعی مانند الکترونیک، فوتونیک و پزشکی ایجاد نمی شود. لیزرهای فمتوثانیه به طور گسترده در پردازش مواد، جراحی، لوازم الکترونیکی مصرفی، ارتباطات الکترونیکی، طیف‌سنجی، هوا فضا، کاربردهای دفاعی و علوم پایه استفاده می‌شوند.

لیزرهای فوق سریع چندین کاربرد معمولی در تنظیمات صنعتی دارند. به عنوان مثال، پردازش شیشه بسیار نازک یا UTG به طور گسترده در نمایشگرهای الکترونیکی مصرفی و صنایع نیمه هادی استفاده می شود. از آنجایی که گوشی‌های هوشمند تاشو به شیشه‌های باکیفیت با شفافیت بهتر، انعطاف‌پذیری و کاهش وزن نیاز دارند، پردازش لیزری فوق سریع به روش اصلی پردازش شیشه الکترونیکی تبدیل شده است. لیزرهای فمتوثانیه چگالی انرژی بالایی دارند و به راحتی می توانند از آستانه آسیب شیشه فراتر بروند. علاوه بر این، پالس‌های فمتوثانیه حالت «پردازش سرد» هستند که تضمین می‌کند لبه نقطه نوری کامل، بدون تداخل است و اثرات شکست بسیار کم را به دست می‌آورد. در حین پردازش، می تواند دیواره جانبی را صاف کند، از سوراخ شدن نامنظم جلوگیری کند و از ترک های غیرعادی ناشی از تولید گرمای بیش از حد جلوگیری کند.

لیزرهای فمتوثانیه برای برش فویل های مسی با روکش طلا نیز مناسب هستند. فویل های مسی معمولاً از عناصر مورد استفاده در صنعت الکترونیک هستند. روش‌های پردازش سنتی عمدتاً از قالب‌گیری استفاده می‌کنند که دارای محدودیت‌هایی از نظر کارایی، سرعت پردازش، تلفات و دقت برش است. هنگام استفاده از برش لیزری معمولی، اثر حرارتی لبه باعث می‌شود که فویل مسی به راحتی تاب خورده و تغییر شکل داده شود و باعث کربن شدن لبه و دناتوره شدن مواد شود. در مقابل، لیزرهای فمتوثانیه دارای یک حالت منحصر به فرد "پردازش سرد" هستند که از تجمع حرارتی جلوگیری می کند و از ریزش روکش طلا محافظت می کند. لیزرهای فمتوثانیه همچنین دارای خروجی با کیفیت پرتو عالی هستند که ثبات اثر لبه مواد پردازش شده و صاف بودن هر دو طرف جاده برش و وجه انتهایی را تضمین می کند.

در نهایت، لیزرهای فمتوثانیه برای پردازش سرامیک های زیرکونیایی استفاده می شود. سرامیک های زیرکونیا مقاومت عالی در برابر دمای بالا دارند و می توانند به عنوان لوله های گرمایش القایی، مواد نسوز و عناصر گرمایشی استفاده شوند. آنها دارای پارامترهای عملکرد الکتریکی حساس، چقرمگی بالا، مقاومت خمشی بالا، مقاومت در برابر سایش بالا، عملکرد عایق عالی و ضرایب انبساط حرارتی نزدیک به فولاد هستند. آنها عمدتاً در چاقوهای سرامیکی، حسگرهای اکسیژن، بسترهای حرارتی پیل سوختی، سلول‌های سوختی اکسید جامد، عناصر گرمایشی با دمای بالا و سایر زمینه‌ها استفاده می‌شوند. در مقایسه با فلزات، سرامیک های زیرکونیا مقاومت به سایش بهتر، سطح صاف، بافت خوب و بدون اکسیداسیون دارند. با این حال، پردازش سنتی سرامیک زیرکونیا ناگزیر دارای یک سری مشکلات مانند کیفیت پایین پردازش و راندمان پایین است. پردازش لیزر فمتوثانیه می تواند این مشکلات را با دقت و کارآمدتر حل کند زیرا پالس های فمتوثانیه دارای چگالی انرژی بالایی هستند که می توانند به حالت پردازش سرد دست یابند. دقت بالای لیزر فمتوثانیه و آسیب کم به مواد، آن را برای برش سرامیک های زیرکونیایی با راندمان و دقت بالا ایده آل کرده است.

به طور خلاصه، منابع لیزر فمتوثانیه یا لیزرهای فوق سریع به دلیل مزایای منحصر به فرد در پردازش مواد با دقت و کارایی بالا، ابزار ضروری در زمینه های مختلف صنعتی هستند. آنها برای پردازش شیشه های بسیار نازک، برش فویل مسی با روکش طلا، پردازش سرامیک زیرکونیا و سایر کاربردهایی که روش های سنتی دارای محدودیت هستند، مناسب هستند.