Новости
Ультрафиолетовые лазеры: пионеры технологических инноваций
В эпоху стремительного технического прогресса лазерные технологии,
являясь передовым достижением науки, широко применяются в различных областях, придавая значительный импульс общественному прогрессу.
Среди них ультрафиолетовые лазеры выделяются своими уникальными характеристиками, становясь яркой звездой технологических инноваций.
Принципы и характеристики ультрафиолетовых лазеров
Работа ультрафиолетовых лазеров основана на использовании специальных лазерных сред,
генерирующих вынужденное излучение под действием внешней энергии, что приводит к появлению ультрафиолетовых лазерных лучей.
Диапазон их выходных длин волн обычно составляет от 193 до 405 нм, и эта короткая длина волны наделяет их рядом уникальных физических и химических свойств.
Во-первых, ультрафиолетовые лазеры обладают высокой энергией фотонов.
Согласно формуле энергии фотона E = hc/λ (где E — энергия фотона, h — постоянная Планка, c — скорость света, а λ — длина волны), чем короче длина волны, тем выше энергия фотона.
Эта высокая энергия даёт ультрафиолетовым лазерам значительное преимущество в обработке материалов.
Они могут легко разрывать многие химические связи в материалах, обеспечивая точную микрообработку материалов.
В производстве полупроводниковых чипов они позволяют точно травить наноразмерные линии схем, чего не могут достичь традиционные CO₂-лазеры.
В отличие от этого, CO₂-лазеры имеют большую длину волны и относительно меньшую энергию фотона,
что делает их непригодными для некоторых процессов производства чипов, требующих чрезвычайно высокой точности.
Во-вторых, ультрафиолетовые лазеры обладают превосходным качеством луча, с диаграммой направленности, близкой к идеальной основной моде, и высокой равномерностью распределения энергии.
Эта характеристика критически важна в приложениях, требующих высокой точности обработки и качества поверхности.
При микрообработке оптических линз ультрафиолетовые лазеры могут обеспечить точность обработки поверхности линз на субмикронном уровне, значительно улучшая их оптические характеристики.
Однако CO₂-лазеры из-за большей длины волны имеют определённые ограничения по качеству луча при высокоточной обработке оптических линз,
что затрудняет достижение столь высоких требований к точности.
Кроме того, зона термического влияния при обработке ультрафиолетовыми лазерами крайне мала.
Коротковолновое ультрафиолетовое излучение легко поглощается поверхностью материала, при этом энергия быстро передаётся в поверхностный слой материала,
снижая теплопроводность к окружающему материалу.
Например, при обработке сапфира ультрафиолетовые лазеры позволяют выполнять тонкую резку и сверление, не вызывая изменения внутренних термических напряжений в сапфире,
эффективно предотвращая ухудшение характеристик из-за термической деформации. В отличие от этого,
CO₂-лазеры из-за большей зоны термического влияния могут оказывать определённое негативное воздействие
на структуру и эксплуатационные характеристики материалов при обработке термочувствительных материалов, таких как сапфир.
-
Какие меры предосторожности необходимо соблюдать при работе с лазерным маркиратором?
1. Категорически запрещается включать блок питания лазера и блок питания с модуляцией добротности без воды или при нарушении циркуляции воды.
2. Блок питания с модуляцией добротности не должен работать без нагрузки (т.е. выходной контакт блока питания с модуляцией добротности должен быть оставлен плавающим).
3. В случае возникновения каких-либо ненормальных явлений сначала выключите гальванометр и выключатель с ключом, а затем проведите проверку.
4. Запрещается включать другие компоненты до включения криптоновой лампы во избежание попадания высокого напряжения и повреждения компонентов.
5. Следите за тем, чтобы выходной контакт (анод) блока питания лазера оставался подвешенным во избежание искрения и пробоя другими электроприборами.
6. Поддерживайте чистоту внутренней циркулирующей воды. Регулярно очищайте резервуар для воды и заполняйте его чистой деионизированной или чистой водой.
-
Что делать, если интенсивность лазерного луча снизилась и маркировка стала недостаточно четкой?
1. Выключите аппарат и проверьте, изменился ли лазерный резонатор; отрегулируйте линзу резонатора. Добейтесь наилучшего светового пятна на выходе;
2. Акустооптический кристалл смещен или выходная энергия акустооптического источника питания слишком низкая;
Отрегулируйте положение аудиовизуального кристалла или увеличьте рабочий ток аудиовизуального источника питания;
3. Лазерный луч, попадающий в гальванометр, отклоняется от центра: отрегулируйте лазер;
4. Если ток отрегулирован примерно на 20 А, но светочувствительность по-прежнему недостаточна: криптоновая лампа стареет. Замените ее на новую.
-
Как обслуживать станок для УФ-лазерной резки?
1. Необходимо регулярно проводить уборку ежедневно, удаляя мусор со столешницы, ограничителей и направляющих, а также смазывая направляющие смазочным маслом.
2. Необходимо регулярно очищать контейнер для сбора отходов, чтобы предотвратить засорение выпускного отверстия излишками отходов.
3. Очищайте чиллер каждые 15 дней, сливая всю воду из него и заполняя его чистой водой.
4. Отражатель и фокусирующую линзу следует протирать специальным чистящим раствором каждые 6–8 часов.
При протирке используйте ватный диск или ватную палочку, смоченную в чистящем растворе, и протирайте фокусирующую линзу от центра к краю против часовой стрелки.
При этом будьте осторожны, чтобы не поцарапать линзу.
5. Условия в помещении могут повлиять на срок службы устройства, особенно в условиях повышенной влажности и запыленности.
Влажная среда склонна вызывать ржавчину на отражающих линзах, а также легко может привести к коротким замыканиям, разрядам и искрению бархатного лазера.
-
Какие несчастные случаи могут быть вызваны лазерным излучением при использовании лазерного рез
(1) Пожар возник из-за контакта лазера с легковоспламеняющимися материалами.
Всем известно, что мощность лазерных генераторов очень высока, особенно если речь идёт о мощных лазерных режущих станках, температура излучаемого лазером лазера чрезвычайно высока. Вероятность возникновения пожара при контакте лазерного луча с легковоспламеняющимися предметами очень высока.
(2) Во время работы станка могут выделяться вредные газы.
Например, при резке кислородом происходит химическая реакция с режущим материалом, в результате которой образуются неизвестные химические вещества, мелкодисперсные частицы и другие примеси. Попадая в организм человека, кислород может вызывать аллергические реакции или дискомфорт в лёгких и других дыхательных путях. При выполнении работ следует принимать меры предосторожности.
(3) Прямое воздействие лазера на организм человека может быть вредным.
Вред, наносимый лазерами человеческому организму, в основном включает повреждения глаз и кожи. Среди вреда, наносимого лазерами, повреждение глаз является наиболее серьёзным. Более того, повреждение глаз является необратимым. Поэтому при выполнении домашнего задания необходимо уделять внимание защите глаз.
-
Каков диаметр сфокусированного пятна наносекундного, пикосекундного и фемтосекундного лазера?
Наносекунда: диаметр светового пятна составляет 0,5–1 мм.
Пикосекунда: диаметр сфокусированного пятна составляет около 0,02 мм.
Фемтосекунда: под воздействием лазерного луча с высокой частотой повторения 100–200 кГц и очень короткой длительностью импульса 10 пс
диаметр сфокусированного пятна составляет всего 0,003 мм.
-
Каковы основные области применения станков для УФ-лазерной резки?
Станок для лазерной резки с ультрафиолетовым излучением (УФ) может использоваться для резки и разделения печатных плат.
Он может точно резать и формовать различные типы печатных плат с V-образными и штампованными отверстиями, а также с вырезами и крышками.
Он также может использоваться для разделения корпусных печатных плат и обычных гладких плат.
Он подходит для резки различных типов подложек печатных плат, таких как керамические подложки, гибко-жёсткие платы, FR4, печатные платы, гибкие печатные платы, модули распознавания отпечатков пальцев, защитные плёнки, композитные материалы, медные подложки, алюминиевые подложки и т. д.
-
Меры предосторожности при работе с лазерными режущими станками для обработки различных металли
Медь и латунь:
Оба материала обладают высокой отражательной способностью и отличной теплопроводностью.
Латунь толщиной менее 1 мм можно обрабатывать азотным лазером.
Можно резать медь толщиной менее 2 мм. В качестве газа для лазерной резки должен использоваться кислород.
Резка меди и латуни возможна только при наличии в системе устройства, обеспечивающего «поглощение отражения». В противном случае отражение повредит оптические компоненты.
Синтетические материалы:
К обрабатываемым синтетическим материалам относятся: термопласты, термореактивные материалы и искусственный каучук.
Алюминий:
Несмотря на высокую отражательную способность и теплопроводность, алюминиевые материалы толщиной менее 6 мм можно резать, в зависимости от типа сплава и мощности лазера.
При резке кислородом поверхность реза получается шероховатой и твёрдой.
При использовании азота поверхность реза получается гладкой.
Чистый алюминий чрезвычайно трудно резать из-за его высокой чистоты.
Резка алюминиевых материалов возможна только при установке устройства «отражение-поглощение» на систему волоконного лазера.
В противном случае отражение может повредить оптические компоненты.
-
На что следует обратить внимание при лазерной резке нержавеющей стали?
Лазерная резка нержавеющей стали требует использования кислорода при условии отсутствия окисления кромок.
Если для получения кромок без окисления и заусенцев используется азот, дальнейшая обработка не требуется.
Нанесение масляной пленки на поверхность листа обеспечит лучший эффект перфорации без снижения качества обработки.