2.8μm波長的中紅外激光器應用廣泛。遙感、通訊、醫療等領域是它的主要應用。這種中紅外激光器逐漸成為(wei) 研究熱點,如何提高光束質量、提升平均功率較高、提高激光效率是科研工作者研究的課題。
近年來,中紅外激光器針對材料加工(非金屬激光加工:切割、鑽探、表麵處理等)、外科手術(微創激光手術)等新技術的應用越來越多,因為(wei) 它在中紅外應用領域具有獨特的優(you) 勢:中紅外激光器可以被材料或分子選擇性吸收,且與(yu) 紫外線吸收相比,在電子、光子或醫療行業(ye) 多層設備的激光處理中不影響其他相鄰層。
中紅外是大多數液體(ti) 、氣體(ti) 和非金屬(如塑料、眼睛或其他生物組織)的共振的光譜區域。如水、甲烷、二氧化碳和聚合物的強吸收帶大多位於(yu) 中紅外線區域。當中紅外激光的發射波長與(yu) 這些材料共振重疊時,這些材料或分子有選擇地吸收激光光譜,可以更好地吸收意味著更好的控製精度、控製效率、加工速度,可應用於(yu) 手術,也可用於(yu) 材料處理,還可用於(yu) 信噪比更優(you) 的顯微鏡。本文詳細介紹中紅外激光器的應用。
中紅外激光器的應用——對聚合物的激光處理原理:
CO2波長在9.3μm-10.6μm,已經廣泛用於(yu) 聚合物加工,而大多數聚合物被激光輻射強吸收在這個(ge) 光譜範圍內(nei) 。但CO2激光器隻能用於(yu) 粗加工,因為(wei) 處理精度受到波長和脈寬(一般>μs)的根本限製,聚焦後光束直徑隨激光波長成正比增加。原理圖如下:
由於(yu) 中紅外激光輸出相對於(yu) CO2激光器輸出相比,具有較短的波長和較短的脈衝(chong) 持續時間,因此,3μm左右的中紅外激光激光器對聚合物的精確的提升有很大幫助。聚合物包括PMMA、PET、聚酰胺、尼龍-聚酰胺、PLA、PC。典型的如下:
Femtum中紅外激光器對聚合物的激光處理實例:
光纖激光剝離
隨著現代化工業(ye) 的迅速發展,激光製造的要求越來越高,要加工的材料的複雜性也在不斷提高。在微電子、醫療和半導體(ti) 行業(ye) ,很多要加工物是由不同材料堆疊而成,要求激光必須單獨處理一種材料而不影響其他材料,以確保被加工物質的可靠性。
比如傳(chuan) 統的光纖剝離的過程非常耗時,且工業(ye) 難度大。在通訊領域中,光纖部件在惡劣的環境中使用,因而必須具有出色的機械性能;在高功率光纖激光行業(ye) 用到的光纖泵組合器、光纖電纜、光纖類布拉格光柵 (FBG),這些光纖組件必須具有非常高的損傷(shang) 閾值,且耐高溫。
光纖由核心Core和玻璃材料Clad(大部分是二氧化矽)組成,由聚合物塗層Coating(Polymers)保護。在纖維基部件的製造中,關(guan) 鍵的部分之一是去除聚合物塗層Coating。當前剝離技術(機械鉗子或化學溶劑)會(hui) 損壞纖維或影響剝離邊緣質量,導致光纖部件發生不必要的燃燒或斷裂。
雖然CO2激光器可以很容易地使聚合物塗層消融,但會(hui) 影響聚合物塗層下麵的玻璃Clad,從(cong) 而降低光纖的機械強度和穩定性。Femtum中紅外激光器可以發射約2.8μm的短脈衝(chong) 被聚合物塗層(如丙烯酸酯)強烈吸收以精確的方式使聚合物消融,而不會(hui) 影響下麵的玻璃Clad,因此不會(hui) 影響光纖的機械特性,並且無需清潔措施即可保持幹淨的邊緣。
1.聚酰胺纖維剝離
使用這種技術可以去除各種類型的聚合物,包括難以用標準技術剝離的聚酰胺塗層纖維。激光剝離的聚酰胺纖維如下圖:
2.聚合物表麵波導的激光加工
表麵波導可用於(yu) 不同的應用:溫度或壓力監測、物質識別、濃度水平等。原理是光線通過表麵波導引導,強度在另一端測量。如果與(yu) 波導外表麵接觸的物質的折射指數發生變化,則接收端的光線強度也會(hui) 相應變化。通過描述折射索引與(yu) 其他參數之間的關(guan) 係,可以通過表麵波導來感知這些參數。
PMMA和聚碳酸酯表麵波導精確加工(刻印)過程如下:
Femtum的2.8μm-3.4μm可調快光纖激光器正在成為(wei) 聚合物生物傳(chuan) 感器處理的第一選擇,因為(wei) 波長可調,能夠在幾乎任何聚合物中以高效率進行表麵波導的加工。
轉載請注明出處。