Femtoseconde laserbron | Ultrasnelle lasers | 532 nm groen, 1064 nm IR

Femtoseconde-lasers zijn verkrijgbaar in verschillende golflengten, zoals infrarood, groen en ultraviolet. Onder hen hebben infraroodlasers unieke voordelen op verschillende gebieden, omdat ze selectief kunnen worden geabsorbeerd door materialen of moleculen, wat resulteert in vrijwel geen thermische impactzone tijdens laserverwerking in industrieën zoals elektronica, fotonica en geneeskunde. Femtoseconde-lasers worden veel gebruikt in materiaalverwerking, chirurgie, consumentenelektronica, elektronische communicatie, spectroscopie, ruimtevaart, defensietoepassingen en fundamentele wetenschap.

Ultrasnelle lasers hebben verschillende typische toepassingen in industriële omgevingen. Ultradunne glasverwerking of UTG wordt bijvoorbeeld veel gebruikt in beeldschermen voor consumentenelektronica en in de halfgeleiderindustrie. Omdat opvouwbare smartphones hoogwaardig glas vereisen met betere transparantie, flexibiliteit en een lager gewicht, is ultrasnelle laserverwerking de primaire verwerkingsmethode voor elektronisch glas geworden. Femtosecondelasers hebben een hoge energiedichtheid en kunnen gemakkelijk de glasschadedrempel overschrijden. Bovendien zijn femtosecondepulsen in een ‘koude verwerking’-modus die ervoor zorgt dat de rand van de lichtvlek compleet is, zonder interferentie, en ultralage breukeffecten bereikt. Tijdens de verwerking kan het de zijwand glad maken, onregelmatige bramen voorkomen en abnormale scheuren vermijden die worden veroorzaakt door overmatige warmteontwikkeling.

Femtoseconde lasers zijn ook geschikt voor het snijden van vergulde koperfolies. Koperfolies zijn veelgebruikte elementen in de elektronica-industrie. Traditionele verwerkingsmethoden maken voornamelijk gebruik van stansen, wat beperkingen heeft op het gebied van efficiëntie, verwerkingssnelheid, verlies en snijnauwkeurigheid. Bij conventioneel lasersnijden zorgt het thermische effect van de rand ervoor dat de koperfolie gemakkelijk kromtrekt en vervormt, waardoor randcarbonisatie en materiaaldenaturatie ontstaat. Femtosecondelasers hebben daarentegen een unieke ‘koude verwerking’-modus die thermische accumulatie vermijdt en beschermt tegen het vallen van de goudlaag. Femtoseconde-lasers hebben ook een uitstekende straalkwaliteit die de consistentie van het randeffect van het verwerkte materiaal en de vlakheid van beide zijden van de snijweg en het eindvlak garandeert.

Ten slotte worden femtosecondelasers gebruikt voor het bewerken van zirkoniumoxide-keramiek. Zirkonia-keramiek heeft een uitstekende weerstand tegen hoge temperaturen en kan worden gebruikt als inductieverwarmingsbuizen, vuurvaste materialen en verwarmingselementen. Ze hebben gevoelige elektrische prestatieparameters, hoge taaiheid, hoge buigsterkte, hoge slijtvastheid, uitstekende isolatieprestaties en thermische uitzettingscoëfficiënten die dicht bij staal liggen. Ze worden voornamelijk gebruikt in keramische messen, zuurstofsensoren, thermische substraten voor brandstofcellen, vaste-oxidebrandstofcellen, verwarmingselementen op hoge temperatuur en andere velden. Vergeleken met metalen heeft zirkonia-keramiek een betere slijtvastheid, een glad oppervlak, een goede textuur en geen oxidatie. De traditionele verwerking van zirkoniumoxide-keramiek kent echter onvermijdelijk een reeks problemen, zoals een slechte verwerkingskwaliteit en een lage efficiëntie. Femtoseconde-laserverwerking kan deze problemen fijner en efficiënter oplossen, omdat femtosecondepulsen een hoge energiedichtheid hebben die een koude verwerkingsmodus kan bereiken. De hoge precisie en de geringe materiaalschade van de femtosecondelaser maken hem ideaal voor het snijden van zirkoniumoxide-keramiek met hoge efficiëntie en precisie.

Samenvattend zijn femtoseconde-laserbronnen of ultrasnelle lasers essentiële hulpmiddelen op verschillende industriële gebieden vanwege hun unieke voordelen bij het verwerken van materialen met hoge precisie en efficiëntie. Ze zijn geschikt voor de verwerking van ultradun glas, het snijden van verguld koperfolie, de verwerking van zirkoniumoxidekeramiek en andere toepassingen waarbij traditionele methoden beperkingen hebben.