Why are UV lasers used: applications, characteristics and types

 

 

Why are UV lasers used: applications, characteristics and types

An important type of laser source used in many areas and on various materials is the Ultraviolet (UV) Laser.

 

The key feature of these lasers is the reduced wavelength which is between 150 and 400 nm. This characteristic makes the radiation extremely energetic and therefore allows it to interact with the chemical-physical characteristics of the materials.

 

What are the applications of UV lasers?

Когда мы говорим об ультрафиолетовом свете, мы имеем в виду свет с длиной волны короче видимой для человека, поскольку фиолетовый цвет — последний цвет на шкале, воспринимаемой человеческим глазом.

УФ-лазеры подходят для прецизионных применений и обработки, таких как:

 

Гравировка штамповочных или микроэрозионных инструментов;

Маркировка стекла и синтетических материалов, поверхность которых не изменена по структуре или химическому составу;

Создание небольших отверстий в дизельных форсунках;

Очистка старых картин без повреждения исходных слоев краски.

Обработка воздушных кабелей и прозрачных или цветных труб, используемых в различных отраслях промышленности;

Прецизионная микрообработка различных материалов;

Маркировка пластмасс для инвазивных медицинских применений и корпусов электроники;

При структурировании поверхности эти лазеры заполняют пробел между литографическими методами, используемыми при производстве интегральных схем, и механической микроэрозионной обработкой.

Широкий спектр применения УФ-лазерной маркировки также включает сверхтонкую обработку, такую ​​как:

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

Электроника и полупроводники,

обработка пластика,

Прецизионная 3D раскопка металлов,

Обработка на медицинских устройствах,

Датчики и т.д.

Фрезерование металла УФ-лазером 

Что делает ультрафиолетовые лазеры такими подходящими для этих процессов?

Короткая длина волны ультрафиолетовых лазеров позволяет им воздействовать на крошечные области и сфокусированные пятна.

Короткая ширина импульса и высокая интенсивность энергии приводят к небольшому удалению материала для каждого импульса, что позволяет создавать четко определенные микроструктуры.

 

Интенсивность луча настолько высока, что материал удаляется в паровой фазе в процессе, называемом абляцией, конечным результатом которого является чистая поверхность.

 

УФ-лазерная маркировка также известна как холодная маркировка, потому что ультрафиолетовый свет разрушает связи между атомами и молекулами материала, предотвращая его перегрев, создавая зону теплового эффекта (ЗТВ) с побочными эффектами для точности обработки. .

 

Возникающий процесс определяется как фотолитическая деградация и требует минимальной мощности для получения четких и видимых меток, поскольку материал максимально поглощает свет, излучаемый лазером.

 

Откройте для себя машины и установки для -> лазерной маркировки

 

Спектр от инфракрасного до ультрафиолетового света

Какие бывают УФ-лазеры?

Существует три основных типа УФ-лазеров.

 

Твердотельный лазер с диодной накачкой

Первый — это твердотельный лазер с диодной накачкой (DPSS) Nd:YAG Q-Switch, в котором используются дублирующие кристаллы для изменения длины волны инфракрасного излучения 1064 нм и переключения его на длину волны ультрафиолета 355 нм.

Форма луча гауссова, поэтому пятно будет круглым и с постепенно уменьшающейся интенсивностью энергии от центра к краю. Луч можно сфокусировать на пятнах размером порядка 10 мкм.

 

В принципе, как и все твердотельные лазеры, эти ультрафиолетовые лазеры чувствительны к изменениям температуры.

 

Высокая скорость повторения операции и очень малая площадь, на которой они работают, делают эти лазеры наиболее подходящими для микрообработки.

 

Эксимерный лазер

Второй тип УФ-лазера — это газовый лазер, эксимерный лазер. Длина волны этого лазера зависит от типа используемой газовой смеси и колеблется от 180 нм до более чем 300 нм.

Генерируемый луч имеет не круглую, а прямоугольную форму с более или менее постоянным распределением интенсивности. Маски можно использовать для создания определенной геометрии пятна.

 

Лазер на парах металлов

Третий тип УФ-лазера — это лазер на парах металлов. Наиболее часто используется лазер на парах меди, хотя также можно использовать пары многих других металлов.

Лазеры на парах меди генерируют излучение с длиной волны 511 нм и 578 нм. Форма луча является гауссовой, что делает лазер пригодным для того же диапазона применений, что и твердотельный ультрафиолетовый лазер.

 

Дальнейшее развитие УФ-лазерной маркировки

Поэтому УФ-лазеры подходят для микромасштабных приложений с высоким качеством результатов. Это открыло широкий спектр приложений, для которых в качестве альтернативной технологии существуют только «сверхбыстрые» (USP) лазеры, но с гораздо более высокими затратами.

 

Низкая скорость обработки по сравнению с видимым и инфракрасным лазерным излучением подтолкнет производителей лазеров к разработке лазеров с более высокой средней мощностью, что поможет снизить стоимость технологии.

 

С непрерывным развитием сектора лазерных приложений ускоряются инновации, и, учитывая потребность современной промышленности в чрезвычайно тонкой, быстрой и сложной обработке, ожидается расширение использования этого типа источника.

 

Другие статьи о лазерной маркировке -> Лазерная маркировка табличек и этикеток для кодов, текстов и логотипов