皮秒激光器是指輸出激光的脈衝(chong) 寬度在皮秒級別的激光器。一般具有重複頻率可調、峰值功率高等特點。隨著近年來全固態(DPSS)激光技術的一係列新進展,皮秒激光器的應用正迅速轉移到各種成熟的工業(ye) 產(chan) 線上。

應用要求
醫療事業(ye) 直接關(guan) 係到人們(men) 群眾(zhong) 的生命安全。食品藥品監督管理局(FDA)實施了醫療產(chan) 品識別規定,要求所有的產(chan) 品與(yu) 器械都需要有唯一設備標識(UDI),即藥品和零件醫療器械都要求打上識別碼標記。UDI應具備以下標準:高對比度和深黑色;永久、不褪色、耐腐蝕;機器可讀;淺層標記,表麵起伏小,防止細菌聚集。

皮秒激光器在高的標刻要求中是否也具備優(you) 異的表現呢?我們(men) 模擬極端醫療環境對皮秒激光器標刻後的不鏽鋼進行試驗。
試驗方法—耐腐蝕性測試
304不鏽鋼是最常見的一種不鏽鋼,廣泛應用於(yu) 工業(ye) ,食品,醫療,建材等領域。我們(men) 以304不鏽鋼為(wei) 例,應用固體(ti) 皮秒紅外激光器(JPT-PS-IR-30)對304不鏽鋼表麵標記黑色。
將打黑後的不鏽鋼用質量分數約5%的NaCl溶液浸泡的方法來模擬醫療應用遇見的環境,以此來檢驗黑色標記的耐腐蝕性。實驗過程如下:

黑色標記耐腐蝕度
我們(men) 將JPT-PS-IR-30標刻後的不鏽鋼片進行對比,結果顯示在NaCl溶液浸泡72h後黑度值變化極小,如下圖所示:

將浸泡後的鏽鋼片表麵放大觀察,發現JPT-PS-IR-30標記的黑色經72小時浸泡後表麵未出現色塊脫落和褪色的情況,如下圖:

不鏽鋼在普通激光輻照時熱效應占支配地位。通過大量氧化反應生成黑色氧化薄層達到標記黑色的目的,一方麵多種氧化產(chan) 物會(hui) 導致黑度不夠或不均勻,另一方麵氧化層在酸、堿、鹽的環境中也更容易發生脫落或化學反應從(cong) 而破壞不鏽鋼本身的耐腐蝕性。
而超短脈衝(chong) (皮秒)激光可讓不鏽鋼表麵產(chan) 生微結構(如下圖)引起選擇性光吸收進而呈現黑色,使不鏽鋼本身耐腐蝕性得以保存。

注:以上結論隻針對本次測試所使用的裝配和參數設置
為(wei) 何JPT-PS皮秒激光器的表現如此不同?
JPT-PS係列皮秒激光器基於(yu) 目前領先的工業(ye) 用皮秒激光器放大方案,采用緊湊的雙層腔體(ti) 結構和簡潔可靠的電控設計,適應全天候工業(ye) 級生產(chan) 要求以及前沿科學表征測試需要。JPT-PS係列目前提供紅外與(yu) 紫外輸出版本,脈寬達到6ps。JPT-PS皮秒係列激光器具備脈衝(chong) 開關(guan) (Pulse on Demand)與(yu) 脈衝(chong) 串功能(Burst Mode),可以實現單脈衝(chong) 到1MHz頻率輸出。



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