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皮秒激光器在工業領域的應用

日期:2020-08-19 16:50
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摘要:
       高功率皮秒以其高峰值功率、窄脈沖寬度(10-12s),在材料精細微加工、LED芯片劃片、太陽能光伏,科學研究等領域得到了廣泛的應用。相對于傳統納秒(10-9s),采用皮秒材料,具有加工精度高、熱效應極小、加工邊緣無毛刺等優點。相對于(10-15s),皮秒激光也有不少優勢,由于不需要為了放大而展寬和壓縮脈沖,皮秒激光器結構相對簡單,因此成本效益更高,性能更可靠。同時,皮秒脈沖仍短到足以應付非常**和無應力的微細加工。點擊了解皮秒激光參數。今天分享一下皮秒激光器在工業領域的應用。
       目前國內工業領域對于皮秒激光器的需求量很大,一年要在800臺以上,大部分依賴于進口,價格昂貴,維護也非常麻煩。國內有幾家提供皮秒激光器產品,皮秒連續鎖模激光器類別受限于穩定性問題,市場占有率較低。
       工業用高功率皮秒激光器單脈沖能量通常需要達到微焦,甚*亞毫焦量級,而鎖模種子激光器的頻率達到MHz以上,種子的單脈沖能量通常為nJ量級,為了獲得高的單脈沖能量,可以通過選脈沖技術將種子頻率降低,然后通過高增益放大器實現高單脈沖能量輸出。皮秒激光器工作原理如下圖所示,結構主要包括種子激光器,選脈沖單元和放大器三個部分。MHz高頻種子光脈沖通過聲光或者電光調制器,選出kHz,脈沖再經過單級或者多級放大實現高單脈沖能量輸出。種子源技術是皮秒激光器的核心技術,種子源的性能直接決定皮秒激光器的穩定性和可靠性,皮秒激光器*不容易控制和出故障*多的地方就是種子激光器,如何延長可飽和吸收鏡的使用壽命成為種子源技術的關鍵。種子激光器一般分基于半導體泵浦技術的固體種子和基于光纖技術的光纖種子兩種。固體種子存在結構復雜,體積大,成本高,穩定性差等缺陷,其用于鎖模的可飽和吸收鏡承受較高功率和熱量,壽命通常小于1500小時,為了滿足10000小時的使用壽命,需要對可飽和吸收鏡頻繁換點。皮秒激光器在工業領域的應用相比之下,光纖種子源可飽和吸收鏡上承受的功率和熱量低很多,使用壽命會長很多,即使可飽和吸收鏡不換點,其壽命也可以達到10000小時以上。除此之外,光纖種子源還具有結構簡單,制作成本低,性能穩定,基本免維護等優點,因此已經成為各大激光器供應商的優選。 
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