What is a UV Laser?

UV Laser or Ultraviolet Laser offer extremely high photon energy which opens up a wide range of applications that can’t be addressed by visible and infrared laser sources.

UV lasers use a highly absorptive wavelength (355 nm) to mark parts. This high absorption rate allows UV lasers to perform "cold marking," ensuring that no extra heat stress is applied to materials, including those with high reflectance such as gold, silver, and copper. This minimizes soot and burrs caused by typical marking and processing.

Важно отметить, что хотя 355 нм и 266 нм являются наиболее распространенными длинами волн УФ-лазеров, существует также несколько других линий Nd: YAG, которые можно удвоить и утроить для получения широкого спектра УФ-длин волн. Чтобы получить эти гармоники более высокого порядка, плотность электрического поля лазера должна быть чрезвычайно высокой, поэтому эти лазеры в основном доступны с лазерами с модуляцией добротности. Лазерные УФ-диоды непрерывного действия (CW) также доступны на длине волны 375 нм, с одномодовым и многомодовым профилями луча, а также с выходами в свободном пространстве или с оптоволоконным соединением. OEM-лазерные комплекты и лазерные модули CW доступны как для ультрафиолетовых лазерных диодов, так и для лазеров с модуляцией добротности.

Помимо реальных ультрафиолетовых лазеров существуют ультрафиолетовые лазерные источники на основе лазера с большей длиной волны (в видимой или ближней инфракрасной области спектра) и одного или нескольких нелинейных кристаллов для нелинейного преобразования частоты. Некоторые примеры:

• Длина волны 355 нм может быть получена за счет утроения выходной частоты лазера Nd:YAG или Nd:YVO4 с длиной волны 1064 нм.

• Свет с длиной волны 266 нм получается с двумя последовательными удвоителями частоты, что фактически увеличивает частоту лазера в четыре раза.

• Диодные лазеры могут быть оснащены каскадами нелинейного преобразования частоты для получения УФ-излучения. Например, можно использовать непрерывный лазер ближнего инфракрасного диапазона и дважды применить удвоение резонансной частоты, достигнув длин волн около 300 нм. Основная привлекательность этого подхода заключается в том, что доступен широкий диапазон длин волн без ограничений для определенных лазерных линий.

ультрафиолетовый лазер  | зеленый лазер  | Ультрафиолетовые лазеры  | ультрафиолетовый лазер dpss  | наносекундный лазер  | УФ лазерный источник  | Твердотельные лазеры

Как работают УФ-лазеры?

При пропускании лазера со стандартной длиной волны (1064 нм) через нелинейный кристалл длина волны уменьшается до 532 нм. Этот свет далее проходит через другой кристалл, эффективно уменьшая его длину волны до 355 нм. В результате УФ-лазеры обычно называют лазерами генерации третьей гармоники (THG).

Ультрафиолетовые лазеры должны изготавливаться со специальной ультрафиолетовой оптикой, обладающей высоким оптическим качеством и (особенно для импульсных лазеров) высокой стойкостью к УФ-излучению. В некоторых случаях срок службы УФ-лазера ограничивается сроком службы используемых оптических элементов, таких как лазерные зеркала. Для крайней ультрафиолетовой области существуют источники, основанные на генерации высоких гармоник. Такие источники могут достигать длин волн до нескольких нанометров, но при этом иметь настольный формат. Однако средняя выходная мощность довольно низкая.

Преимущества УФ-лазера

1. По сравнению со стандартным лазерным излучением (1064 нм) и зеленым лазерным излучением (532 нм), УФ-лазерное излучение имеет значительно более высокую скорость поглощения материала. Это означает, что нет необходимости увеличивать мощность для создания хорошо заметных меток.

2. УФ-лазеры могут маркировать материалы с высокой отражающей способностью, такие как золото, серебро и медь, с минимальным тепловым повреждением благодаря высокой скорости поглощения УФ-излучения. Это сводит к минимуму образование сажи и заусенцев, предотвращает повреждение поверхности и обеспечивает устойчивую к коррозии маркировку.

Приложения

Ультрафиолетовые лазеры находят различные применения:

Импульсные мощные ультрафиолетовые лазеры могут использоваться для эффективной резки и сверления небольших отверстий в различных материалах, в том числе в материалах, прозрачных для видимого света.

УФ-импульсы высокой энергии используются в методе спектроскопии лазерного пробоя.

При гораздо более низкой энергии импульса в точно сфокусированном луче можно, например, провести микродиссекцию биологических материалов под микроскопом или провести фотолюминесцентный анализ (измерение времени жизни флуоресценции).

Непрерывные УФ-источники необходимы для микролитографии и для контроля пластин, например, в контексте производства полупроводниковых микросхем. Еще одним приложением является УФ-спектроскопия комбинационного рассеяния.

Для изготовления волоконных брэгговских решеток используются как непрерывные, так и импульсные УФ-лазеры.

Некоторые методы глазной хирургии, в частности рефракционная лазерная хирургия роговицы глаза в форме LASIK, требуют УФ (иногда даже глубокого УФ) лазерных источников.

Ультрафиолетовые лазерные источники связаны с некоторыми особыми угрозами безопасности, в основном связанными с риском повреждения глаз и возникновения рака кожи.