前言
激光的重要性不言而喻,它可以廣泛運用到工業(ye) 、醫學、通信、軍(jun) 事等領域,推進了社會(hui) 發展的進程。故而有人稱它是20世紀以來續核能、電腦、半導體(ti) 之後,人類的又一重要發明。同時也被譽為(wei) “最快的刀”、“最快的尺”、“最亮的光”的稱號。
光是原子中的電子吸收能量後,從(cong) 低能級躍遷到高能量,再從(cong) 高能量回落到低能量,回落的時候釋放的能量光子的形式放出。而激光,就是被引誘(激發)出來的光子隊列,這光子隊列中的光子們(men) 光學特性一樣,步調及其一致。
紫外激光器
目前根據工作介質分,激光器可分為(wei) 氣體(ti) 激光器、固體(ti) 激光器、半導體(ti) 激光器和染料激光器4大類,還發展了自由電子激光器,大功率激光器通常都是脈衝(chong) 式輸出。
1960年第一台紅寶石激光器問世,1961年我國研製出第一台激光器,開啟了激光器領域新篇章。激光具有方向性好、亮度高、單色性好、相幹性好特征,經過了50多年時間,激光技術與(yu) 應用發展快速,而其中全固態紫外激光器因體(ti) 積小、壽命長、結構緊湊、維護方便等一係列優(you) 點成為(wei) 激光技術發展前途的研究領域之一。
紫外激光器波長為(wei) 355nm,光斑小、脈衝(chong) 寬度窄、多波長、速度快、穿透好、熱量少、輸出能量大、峰值功率高及材料吸收好等特點,屬於(yu) 冷光源,同時也被稱為(wei) “冷加工”,可以被材料較好的吸收,對材料的破壞也是較小的,相對常規CO2 激光器和光纖激光器能夠滿足絕大多數工業(ye) 精密加工要求。目前固體(ti) 紫外激光器基於(yu) 有的各種性能優(you) 勢被廣泛應用於(yu) 各行各業(ye) ,成為(wei) 當前主流的工業(ye) 級激光器之一。
固體(ti) 紫外激光器出光原理
激光器必須具備以上三個(ge) 部分,泵浦源、工作物質和光學諧振腔,用固體(ti) 激光材料作為(wei) 工作物質的激光器。工作物質在泵浦源的作用下發生粒子數反轉分布,成為(wei) 激活物質,從(cong) 而有光的放大作用,放大的光一部分反饋回來參加激勵,諧振腔產(chan) 生振蕩,滿足一定條件後即可產(chan) 生激光。
1、泵浦源:它的作用是給工作物質以能量,將原子由低能級激發到高能級的外界能量。通常可以有光能源、熱能源、電能源、化學能源等。
2、工作物質:激光器的核心,隻有能實現能級躍遷的物質才能作為(wei) 激光器的工作物質。
3、光學諧振腔:使工作物質的受激輻射連續進行;不斷給光子加速;限製激光輸出的方向。
激光器打標原理
激光打標是利用高能量密度的激光對工件進行局部照射,使表層材料汽化或發生顏色變化的化學反應,從(cong) 而留下永久性標記的一種打標方法。激光打標可以打出各種文字、符號和圖案等,字符大小可以從(cong) 毫米到微米量級,這對產(chan) 品的防偽(wei) 有特殊的意義(yi) 。
聚焦後的極細的激光光束如同刀具,可將物體(ti) 表麵材料逐點去除,其先進性在於(yu) 標記過程為(wei) 非接觸性加工,不產(chan) 生機械擠壓或機械應力,因此不會(hui) 損壞被加工物品;由於(yu) 激光聚焦後的尺寸很小,熱影響區域小,加工精細,因此,可以完成一些常規方法無法實現的工藝。
應用及發展
受3C應用市場的驅動,近兩(liang) 年我國紫外激光器市場發展迅速。在經過2017年該市場呈現直線增長趨勢,2018年紫外激光器的市場需求量出現了小幅回落,受疫情影響,很多加工工業(ye) 發展緩慢,2019年年開始緩慢增長,雖不及2017年的火爆,但相比2018年呈小幅增長態勢,側(ce) 麵反映了如今國內(nei) 紫外激光器的應用及發展趨勢情況。
技術堡壘
紫外激光器作為(wei) 工業(ye) 加工主流方向,近幾年,紫外激光器的發展就像光纖激光器一樣,功率不斷提高,從(cong) 最早的3W、5 W,到10 W、15 W,再到30 W、40 W延伸。
鑒於(yu) 工業(ye) 應用對於(yu) 激光加工效率和要求的不斷提高,5 W以上的納秒紫外激光器成為(wei) 了市場新寵,因此功率高、窄脈寬、高重複頻率的中高功率納秒紫外激光器,能滿足不同客戶不同加工應用對紫外激光輸出功率的要求。
為(wei) 了適應工業(ye) 加工精度要求的提高,格鐳激光自主研發生產(chan) 了固體(ti) 紫外激光器,根據國內(nei) 使用環境,本係列產(chan) 品采用全風冷和水冷兩(liang) 種形式,產(chan) 品性能穩定,體(ti) 積小,結構緊湊,功耗低。輸出激光束為(wei) 基模,光束質量好,峰值功率高,能夠滿足絕大多數工業(ye) 精密加工要求。
發展前景
受疫情的波及,很多加工業(ye) 麵臨(lin) 著銷售難,複工緩慢等問題,但隨著5G時代到來,3C產(chan) 業(ye) 飛快發展,催生了FPC加工市場需求。隨著5G產(chan) 業(ye) 的進一步發展,以及各大電子產(chan) 品製造商對柔性OLED顯示屏的追逐,催生了市場對FPC柔性線路板的需求迅猛增長,隨之而來對紫外激光器市場的需求也將得到快速增長。
國內(nei) 激光市場處於(yu) 快速發展的階段,此前國家已經陸續出台利好政策扶持行業(ye) 發展、未來,激光產(chan) 業(ye) 的發展十分重要,國家將出台更好的政策。目前,我國激光器市場中國高產(chan) 化率仍有上升空間。未來,在利好政策及市場發展的推動下,我國激光器市場國產(chan) 化率將進一步提高。
隨著激光技術的進一步普及,應用,為(wei) 了適應市場上對於(yu) 激光器多種需求,激光器將逐漸走向係列化,組合化、標準化和通用化。
激光行業(ye) 技術的逐漸升級,未來在電子製造業(ye) ,通信行業(ye) 、集成電路行業(ye) 等領域的應用將不斷擴展,市場需求也將逐步攀升。
未來的工業(ye) 化產(chan) 品隻會(hui) 朝著便捷,集成的方向前進,激光器也是一樣,體(ti) 積小,重量輕,電路與(yu) 光路的集成,功率高,穩定性佳,因而高功率一體(ti) 化機型成為(wei) 必不可擋的發展趨勢。
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