用于激光材料加工的稳定可靠的中红外纳秒脉冲

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用于激光材料加工的稳定可靠的中红外纳秒脉冲        大多数时候，在购买产品时，我们会寻找质量、价值和创新等基本特征。在激光世界中，情况更为复杂，因为这些工具有各种参数（脉冲持续时间、波长、峰值功率、能量或重复率）。当激光器用于具有挑战性的材料加工应用时，对这些参数的要求可能非常严格。在光与物质相互作用的世界里，短激光脉冲是许多材料加工应用的可行解决方案。最近，由于软玻璃纤维的进步以及对独特和选择性材料加工应用的需求不断增加，中红外短脉冲光纤激光器已从一种有前景的技术发展成为制造业的主导地位。Femtum Nano 2800是一款在2800 nm附近产生纳秒脉冲的中红外工业级光纤激光器产品，是非金属激光加工应用的重要波长，如薄膜图案化、生物组织消融、聚合物表面纹理化和半导体微加工。Nano 2800可以在短至30ns的近似高斯脉冲下产生>1W的平均功率，脉冲能量可以达到>100μJ。例如，Nano 2800产生的80ns长脉冲如图1所示。考虑到W级平均功率以及高脉冲能量、短脉冲持续时间和单模光束质量，在短时间内将大量能量沉积到一个小光斑中可以实现高材料处理速度和质量。图1:Femtum Nano 2800的脉冲波形根据您的需求控制您的波长为材料加工应用选择准确的波长至关重要。例如，生物组织或聚合物处理是通过在2800nm附近工作的激光器实现的受欢迎的处理方法之一，因为它们受益于位于该波长附近的液态水的高吸收横截面。相比之下，2850nm处的吸水率是10600nm处的15倍，10600nm是用于表面修整或聚合物加工的CO2激光的标准波长。如图2中的液体吸水光谱所示，在从2.5μm到3μm的短光谱带宽内，吸收深度发生了巨大变化。Femtum Nano 2800的优势之一是能够在2700 nm至2850 nm的吸水峰附近选择线宽为~1 nm或更小的中心波长。图2：液态水的吸收光谱用于高产量应用的脉冲间高稳定性大多数情况下，作为激光世界中的理想激光系统，需要的不仅仅是确保理想的波长和脉冲持续时间，因为一些加工应用需要卓越的基本参数。在大多数基于脉冲激光的精密材料加工应用中，脉冲序列的一致性是确保重复性和提高工艺产率的重要参数之一。例如，在激光器被广泛使用的半导体制造过程中，脉冲到脉冲的稳定性与光束质量一起起着至关重要的作用，以确保精确的加工输出。除了单模光束质量外，Femtum Nano 2800还提供高的脉冲间稳定性。图3显示了来自Nano 2800的50μJ脉冲的时间稳定性的实时热图，其中红色的出现频率非常高，黄色的出现频率很低。如颜色梯度所示，脉冲轮廓的总体变化非常小。输出脉冲串也在下图中给出。RMS峰间变化<3%。图3:a）时间剖面的热图视频和b）5 kHz的脉冲串（使用25 MHz带宽检测器拍摄）架构实现长期稳定性Nano 2800的光学、机械和电气架构旨在提高抗振动的稳定性。Nano 2800提供了一种显著简化的激光器设计，配备了高效长寿命二极管和免对准和维护的高效光纤激光器架构。这些特征能够增强激光操作的可靠性，并随着时间的推移降低维护成本。其紧凑、坚固的机架安装设计使其能够在工作环境中移动并节省空间。使用空气冷却而不是水冷却降低了能耗，并提供了具有高壁塞效率的可靠的长寿命操作。所有这些功能使Nano 2800能够在稳定的环境条件下以优异的长期功率稳定性运行（7天内平均功率波动小于1%RMS*）。Nano 2800产生30μJ脉冲的7天不间断运行如下图4所示。根据您的需要，激光器的输出可以是自由空间或连接器化光纤电缆。图4:Femtum Nano 2800 7天不间断运行简单控制的交钥匙系统Nano 2800通过交钥匙操作进入您的工作空间。因此，激光单元的安装非常简单和快速，不需要任何专家操作。为了方便用户，激光模块可以通过以太网协议由笔记本电脑/台式电脑控制。直观的Femtum软件设计用于编辑和设置激光参数。因此，飞秒激光器与科学和自动化生产平台都兼容。图5：Femtum Nano软件