เลเซอร์อัลตราฟาสต์คืออะไร?

เลเซอร์อัลตราฟาสต์คือเลเซอร์ชนิดที่มีความเข้มข้นสูงและพัลส์สั้นมาก โดยมีความกว้างพัลส์ต่ำกว่าหรือภายในระดับพิโควินาที (10-12 วินาที) ซึ่งกำหนดขึ้นตามรูปคลื่นพลังงานที่ส่งออก 

ชื่อของเลเซอร์นั้นมาจากคำว่า “ปรากฏการณ์อัลตราฟาสต์” ซึ่งหมายถึงปรากฏการณ์ที่ระบบจุลภาคของสสารเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วในกระบวนการทางกายภาพ เคมี หรือชีวภาพ ในระบบอะตอมและโมเลกุล ช่วงเวลาของการเคลื่อนที่ของอะตอมและโมเลกุลนั้นอยู่ในระดับพิโควินาทีถึงเฟมโตวินาที ตัวอย่างเช่น ช่วงเวลาของการหมุนของโมเลกุลนั้นอยู่ในระดับพิโควินาที และช่วงเวลาของการสั่นสะเทือนนั้นอยู่ในระดับเฟมโตวินาที 

เมื่อความกว้างของพัลส์เลเซอร์ถึงระดับพิโควินาทีหรือเฟมโตวินาที ก็จะหลีกเลี่ยงอิทธิพลที่มีต่อการเคลื่อนที่ของโมเลกุลโดยรวมได้ในระดับจุลภาค ซึ่งเป็นสาระสำคัญของอุณหภูมิของแมตต์ นอกจากนี้ วัสดุยังได้รับอิทธิพลและสร้างขึ้นจากช่วงเวลาของการสั่นของโมเลกุล ซึ่งหมายความว่าในระหว่างการประมวลผล ผลกระทบจากความร้อนจะลดลงอย่างมาก

สารบัญ
ประเภทของเลเซอร์อัลตราฟาสต์
ส่วนประกอบของเลเซอร์ความเร็วสูง
การใช้งานเลเซอร์แบบรวดเร็วพิเศษ
ข้อดีและข้อเสียของเลเซอร์ความเร็วสูง

ประเภทของเลเซอร์อัลตราฟาสต์

มีวิธีการจำแนกประเภทเลเซอร์อยู่หลายวิธี โดยวิธีการจำแนกประเภทที่ใช้กันทั่วไปที่สุดสี่วิธี ได้แก่ การจำแนกประเภทตามสารทำงาน การจำแนกประเภทตามรูปคลื่นพลังงานขาออก (โหมดการทำงาน) การจำแนกประเภทตามความยาวคลื่นเอาต์พุต (สี) และการจำแนกประเภทตามกำลัง

ตามรูปคลื่นพลังงานขาออก เลเซอร์สามารถแบ่งได้เป็น เลเซอร์ต่อเนื่อง เลเซอร์แบบพัลส์ และเลเซอร์แบบกึ่งต่อเนื่อง:

เลเซอร์ต่อเนื่อง

เลเซอร์ต่อเนื่องคือเลเซอร์ที่ส่งคลื่นพลังงานที่เสถียรอย่างต่อเนื่องตลอดชั่วโมงการทำงาน เลเซอร์ชนิดนี้มีลักษณะเด่นคือมีกำลังสูงและสามารถประมวลผลวัสดุที่มีปริมาณมากซึ่งมีจุดหลอมเหลวสูง เช่น แผ่นโลหะได้

เลเซอร์แบบพัลส์

เลเซอร์แบบพัลส์จะปล่อยพลังงานออกมาในรูปแบบของพัลส์ เมื่อพิจารณาจากความกว้างของพัลส์แล้ว เลเซอร์เหล่านี้สามารถแบ่งออกได้อีกเป็นเลเซอร์แบบมิลลิวินาที เลเซอร์แบบไมโครวินาที อุปกรณ์ปิดเครื่องแบบนาโนวินาที เลเซอร์แบบพิกโควินาที เลเซอร์แบบเฟมโตวินาที และเลเซอร์แบบอัตโตวินาที ตัวอย่างเช่น หากความกว้างของพัลส์ของเลเซอร์เอาต์พุตอยู่ระหว่าง 1-1000 นาโนวินาที เลเซอร์ดังกล่าวจะจัดอยู่ในประเภทเลเซอร์แบบนาโนวินาที สำหรับเลเซอร์แบบพิกโควินาที เลเซอร์แบบเฟมโตวินาที เลเซอร์แบบอัตโตวินาที และเลเซอร์แบบอัลตราฟาสต์ พลังงานของเลเซอร์แบบพัลส์จะต่ำกว่าเลเซอร์แบบต่อเนื่องมาก แต่ความแม่นยำในการประมวลผลจะสูงกว่า โดยทั่วไป ยิ่งความกว้างของพัลส์แคบเท่าไร ความแม่นยำในการประมวลผลก็จะสูงขึ้นเท่านั้น

เลเซอร์กึ่ง CW

เลเซอร์แบบกึ่ง CW คือเลเซอร์พัลส์ที่สามารถส่งเลเซอร์พลังงานค่อนข้างสูงซ้ำๆ กันได้ภายในระยะเวลาหนึ่ง

รูปคลื่นพลังงานขาออกของเลเซอร์ทั้งสามตัวที่กล่าวถึงข้างต้นยังสามารถอธิบายได้ด้วยพารามิเตอร์ “รอบหน้าที่” 

สำหรับเลเซอร์ รอบการทำงานสามารถตีความได้ว่าเป็นอัตราส่วนของ “เวลาของพลังงานเลเซอร์ที่ส่งออก” เทียบกับ “เวลาทั้งหมด” ภายในรอบการทำงานของพัลส์ ดังนั้น รอบการทำงานเลเซอร์แบบ CW (=1) > รอบการทำงานเลเซอร์แบบกึ่ง CW > รอบการทำงานเลเซอร์แบบพัลส์ โดยทั่วไป ยิ่งความกว้างของพัลส์ของเลเซอร์แบบพัลส์แคบลง รอบการทำงานก็จะยิ่งต่ำลง

ในสาขาการประมวลผลวัสดุ เลเซอร์แบบพัลส์เป็นผลิตภัณฑ์เปลี่ยนผ่านของเลเซอร์แบบต่อเนื่องในช่วงแรก เนื่องจากกำลังส่งออกของเลเซอร์แบบต่อเนื่องไม่สามารถทำได้สูงมากนักเนื่องมาจากอิทธิพลของปัจจัยต่างๆ เช่น ความสามารถในการรับน้ำหนักของส่วนประกอบหลักและระดับของเทคโนโลยีในช่วงเริ่มต้น รวมถึงความจริงที่ว่าวัสดุไม่สามารถได้รับความร้อนถึงจุดหลอมเหลว ปัจจัยเหล่านี้คือสิ่งที่บรรลุวัตถุประสงค์ของการประมวลผล ซึ่งหมายถึงความจำเป็นในการคิดค้นนวัตกรรม

นวัตกรรมดังกล่าวมาพร้อมกับวิธีการทางเทคนิคบางอย่างที่ใช้ในการรวมพลังงานเอาต์พุตของเลเซอร์ให้เป็นพัลส์เดียว วิธีนี้จะหยุดการเปลี่ยนแปลงพลังงานทั้งหมดของเลเซอร์ แต่ช่วยให้พลังงานในขณะนั้นเพิ่มขึ้นอย่างมากในช่วงเวลาที่เกิดพัลส์ จึงตอบสนองข้อกำหนดในการประมวลผลวัสดุได้ 

ต่อมาเทคโนโลยีเลเซอร์ต่อเนื่องได้พัฒนาก้าวหน้าขึ้นเรื่อยๆ และพบว่าเลเซอร์แบบพัลส์มีข้อได้เปรียบอย่างมากในการประมวลผลความแม่นยำ เนื่องจากเอฟเฟกต์ความร้อนของเลเซอร์แบบพัลส์ที่มีต่อวัสดุมีขนาดเล็กลง ยิ่งความกว้างของพัลส์เลเซอร์แคบลง เอฟเฟกต์ความร้อนก็จะน้อยลง และยิ่งขอบของวัสดุที่ประมวลผลมีความเรียบเนียนมากขึ้น ความแม่นยำในการประมวลผลก็จะสูงขึ้นตามไปด้วย

ส่วนประกอบของเลเซอร์ความเร็วสูง

ข้อกำหนดหลักสองประการสำหรับเลเซอร์ที่จะถือว่าเป็นเลเซอร์ความเร็วสูงคือ พัลส์อัลตราสั้นที่มีความเสถียรสูงและพลังงานพัลส์สูง โดยทั่วไป พัลส์อัลตราสั้นสามารถรับได้โดยใช้เทคโนโลยีล็อกโหมด ในขณะที่พลังงานพัลส์สูงสามารถรับได้โดยใช้เทคโนโลยีขยายสัญญาณ CPA 

ส่วนประกอบหลักที่เกี่ยวข้อง ได้แก่ ออสซิลเลเตอร์ สแทรชเชอร์ แอมพลิฟายเออร์ และคอมเพรสเซอร์ ออสซิลเลเตอร์และแอมพลิฟายเออร์ถือเป็นส่วนประกอบที่ท้าทายที่สุด แต่ถือเป็นเทคโนโลยีหลักเบื้องหลังบริษัทผลิตเลเซอร์ความเร็วสูงทุกแห่ง

oscillator

เทคนิคการล็อคโหมดใช้เพื่อรับพัลส์เลเซอร์ความเร็วสูงในออสซิลเลเตอร์

แคร่หาม

เครื่องยืดจะยืดพัลส์เมล็ดเฟมโตวินาทีออกจากกันในเวลาโดยใช้ความยาวคลื่นที่แตกต่างกัน

เครื่องขยายเสียง

เครื่องขยายสัญญาณเสียงแหลมจะถูกใช้เพื่อเพิ่มพลังให้กับพัลส์ที่ยืดออกแล้วให้เต็มที่

คอมเพรสเซอร์

คอมเพรสเซอร์จะรวมสเปกตรัมที่ขยายของส่วนประกอบต่างๆ และคืนสู่ความกว้างเฟมโตวินาที ทำให้เกิดพัลส์เลเซอร์เฟมโตวินาทีที่มีพลังงานทันทีที่สูงมาก

การใช้งานเลเซอร์แบบรวดเร็วพิเศษ

เมื่อเปรียบเทียบกับเลเซอร์ระดับนาโนวินาทีและมิลลิวินาที เลเซอร์ความเร็วสูงจะมีพลังงานโดยรวมต่ำกว่า อย่างไรก็ตาม เนื่องจากเลเซอร์ประเภทนี้จะส่งผลโดยตรงกับไทม์สเกลของการสั่นของโมเลกุลของวัสดุ เลเซอร์ความเร็วสูงจึงสามารถ "ประมวลผลแบบเย็น" ได้ในความหมายที่แท้จริง ซึ่งหมายถึงความแม่นยำในการประมวลผลที่ได้รับการปรับปรุงอย่างมาก

เนื่องจากคุณลักษณะที่แตกต่างกัน เลเซอร์ต่อเนื่องกำลังสูง เลเซอร์แบบพัลส์ไม่เร็วมาก และเลเซอร์เร็วมาก ล้วนมีความแตกต่างกันอย่างมากในสาขาการประยุกต์ใช้งานปลายน้ำ:

เลเซอร์ต่อเนื่องกำลังสูง (และเลเซอร์แบบกึ่งต่อเนื่อง) ใช้สำหรับการตัด การเผาผนึก การเชื่อมโลหะการหุ้มพื้นผิว การเจาะ และการพิมพ์ 3 มิติของวัสดุโลหะ

เลเซอร์พัลส์แบบไม่เร็วพิเศษใช้ในการทำเครื่องหมายวัสดุที่ไม่ใช่โลหะ ประมวลผลวัสดุซิลิกอน ทำความสะอาด และดำเนินการ การแกะสลักอย่างแม่นยำ บนพื้นผิวโลหะ โลหะเชื่อมแม่นยำ และโลหะไมโครแมชชีน

เลเซอร์ความเร็วสูงใช้สำหรับตัดและเชื่อมวัสดุแข็งและเปราะบาง รวมถึงวัสดุโปร่งใส เช่น แก้ว PET และแซฟไฟร์ นอกจากนี้ยังใช้สำหรับ การทำเครื่องหมายความแม่นยำ, การผ่าตัดจักษุ, การทำให้เป็นพาสซีฟด้วยกล้องจุลทรรศน์ และการกัดกร่อน

จากมุมมองการใช้งาน เลเซอร์ CW ​​กำลังสูงและเลเซอร์ความเร็วสูงแทบไม่มีความสัมพันธ์ในการทดแทนซึ่งกันและกัน เลเซอร์ทั้งสองชนิดนี้เปรียบเสมือนขวานและแหนบ และขนาดของเลเซอร์ทั้งสองชนิดนี้มีทั้งข้อดีและข้อเสีย 

การประยุกต์ใช้งานของเลเซอร์พัลส์ที่ไม่เร็วเป็นพิเศษมีความทับซ้อนกับเลเซอร์ต่อเนื่องและเลเซอร์เร็วเป็นพิเศษ อย่างไรก็ตาม เมื่อพิจารณาจากผลลัพธ์ที่ได้ภายใต้การประยุกต์ใช้งานเดียวกัน พลังของเลเซอร์พัลส์ที่ไม่เร็วเป็นพิเศษนั้นไม่ดีเท่ากับเลเซอร์ต่อเนื่อง และความแม่นยำก็ไม่ดีเท่ากับเลเซอร์เร็วเป็นพิเศษ คุณสมบัติที่โดดเด่นที่สุดคือประสิทธิภาพด้านต้นทุน

โดยเฉพาะเลเซอร์อัลตราไวโอเลตนาโนวินาที แม้จะมีความกว้างพัลส์ที่ไม่ถึงระดับพิโควินาที แต่ก็มีความแม่นยำในการประมวลผลสูงกว่าเลเซอร์นาโนวินาทีสีอื่นๆ มาก เลเซอร์อัลตราไวโอเลตนาโนวินาทีใช้กันอย่างแพร่หลายในการประมวลผลและการผลิตผลิตภัณฑ์ 3C และเนื่องจากต้นทุนของเลเซอร์อัลตราฟาสต์ลดลงในอนาคต จึงอาจครองตลาดเลเซอร์อัลตราไวโอเลตนาโนวินาทีได้

เลเซอร์ความเร็วสูงสามารถประมวลผลแบบเย็นได้จริงและมีข้อได้เปรียบที่สำคัญในการประมวลผลแบบแม่นยำ นอกจากนี้ เมื่อเทคโนโลยีการผลิตพัฒนาไปอย่างค่อยเป็นค่อยไป ต้นทุนของเลเซอร์ความเร็วสูงเหล่านี้ก็จะลดลง ด้วยเหตุผลดังกล่าว คาดว่าเลเซอร์เหล่านี้จะถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในสาขาชีววิทยาทางการแพทย์ อวกาศ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค การแสดงแสง สิ่งแวดล้อมด้านพลังงาน เครื่องจักรความแม่นยำ และอุตสาหกรรมต่อเนื่องอื่นๆ ในอนาคต

การแพทย์เสริมสวย

เลเซอร์ความเร็วสูงสามารถใช้ในอุปกรณ์การผ่าตัดดวงตาและอุปกรณ์เสริมความงามได้ ตัวอย่างเช่น เลเซอร์เฟมโตวินาทีใช้ในการผ่าตัดสายตาสั้น และเป็นที่รู้จักจากเทคโนโลยีการเบี่ยงเบนของคลื่นหน้าว่าเป็น "การปฏิวัติอีกครั้งในการผ่าตัดแก้ไขสายตา" 

แกนตาของผู้ป่วยสายตาสั้นจะมีขนาดใหญ่กว่าแกนตาปกติ กล่าวคือ เมื่ออยู่ในภาวะผ่อนคลาย โฟกัสของแสงขนานโดยระบบหักเหของตาหลังจากการหักเหจะตกไปด้านหน้าของจอประสาทตา การผ่าตัดด้วยเลเซอร์เฟมโตวินาทีสามารถกำจัดกล้ามเนื้อส่วนเกินในมิติแกนตาและคืนระยะแกนตาให้กลับมามีความยาวปกติ การผ่าตัดด้วยเลเซอร์เฟมโตวินาทีมีข้อดีคือมีความแม่นยำสูง ปลอดภัยสูง มีเสถียรภาพสูง ใช้เวลาผ่าตัดสั้น และสบายตัวสูง ซึ่งทำให้กลายเป็นหนึ่งในวิธีการผ่าตัดสายตาสั้นที่ได้รับความนิยมสูงสุด

ในด้านความสวยงาม เลเซอร์ความเร็วสูงสามารถใช้เพื่อลบเม็ดสีและไฝเฉพาะจุด ลบรอยสัก และปรับปรุงริ้วรอยก่อนวัยของผิวได้

อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค

เลเซอร์ความเร็วสูงเหมาะสำหรับการประมวลผลวัสดุโปร่งใสที่แข็งและเปราะ การประมวลผลฟิล์มบาง และการทำเครื่องหมายที่แม่นยำ รวมถึงมีฟังก์ชันอื่นๆ ในกระบวนการผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค กระจกแซฟไฟร์และกระจกนิรภัย เช่น ที่ใช้ในโทรศัพท์มือถือ ถือเป็นวัสดุแข็ง เปราะ และโปร่งใสในบรรดาวัตถุดิบที่ใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค 

โดยเฉพาะอย่างยิ่งแซฟไฟร์นั้นใช้กันอย่างแพร่หลายในสินค้าต่างๆ เช่น นาฬิกาอัจฉริยะ ฝาปิดกล้องโทรศัพท์มือถือ และฝาปิดโมดูลลายนิ้วมือ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากมีความแข็งและเปราะบางในระดับสูง ประสิทธิภาพและอัตราผลผลิตของวิธีการตัดแบบดั้งเดิมจึงต่ำมาก ด้วยเหตุนี้ เลเซอร์อัลตราไวโอเลตระดับนาโนวินาทีและเลเซอร์อัลตราฟาสต์จึงเป็นวิธีการทางเทคนิคหลักในการตัดแซฟไฟร์ โดยผลการประมวลผลของเลเซอร์อัลตราฟาสต์นั้นดีกว่าเลเซอร์อัลตราไวโอเลตระดับนาโนวินาที นอกเหนือจากฟังก์ชันการทำงานข้างต้นแล้ว เลเซอร์ระดับนาโนวินาทีและพิโควินาทียังเป็นวิธีการประมวลผลหลักที่ใช้โดยโมดูลกล้องและโมดูลลายนิ้วมืออีกด้วย 

เลเซอร์ความเร็วสูงมีแนวโน้มที่จะกลายเป็นเทคโนโลยีหลักสำหรับการตัดหน้าจอโทรศัพท์มือถือแบบยืดหยุ่น (หน้าจอพับได้) และการเจาะกระจก 3 มิติในอนาคต 

เลเซอร์ความเร็วสูงยังมีการใช้งานที่สำคัญในการผลิตแผง เช่น การตัดโพลาไรเซอร์ OLED และกระบวนการลอกและซ่อมแซมระหว่างการผลิต LCD/OLED

วัสดุโพลีเมอร์ในการผลิต OLED นั้นมีความอ่อนไหวต่ออิทธิพลของความร้อนเป็นพิเศษ นอกจากนี้ ขนาดและระยะห่างของเซลล์ที่ผลิตในปัจจุบันนั้นมีขนาดเล็กมากเช่นเดียวกับขนาดการประมวลผลที่เหลือ ซึ่งหมายความว่ากระบวนการตัดแม่พิมพ์แบบดั้งเดิมนั้นไม่เหมาะสมอีกต่อไป ความต้องการในการผลิตของอุตสาหกรรมและข้อกำหนดการใช้งานสำหรับหน้าจอรูปทรงพิเศษและหน้าจอแบบเจาะรูนั้นเกินขีดความสามารถของงานฝีมือแบบดั้งเดิมแล้ว ดังนั้น ประโยชน์ที่ได้รับจากเลเซอร์ความเร็วสูงนั้นชัดเจน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพิจารณาถึงเลเซอร์อัลตราไวโอเลตพิโควินาทีหรือแม้แต่เลเซอร์เฟมโตวินาที ซึ่งมีโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนขนาดเล็กและเหมาะสำหรับการใช้งานที่มีความยืดหยุ่น เช่น การประมวลผลเส้นโค้ง

การเชื่อมไมโคร

สำหรับส่วนประกอบของสื่อแข็งโปร่งใส เช่น แก้ว จะเกิดปรากฏการณ์ต่างๆ มากมาย เช่น การดูดกลืนแบบไม่เชิงเส้น ความเสียหายจากการหลอมละลาย การก่อตัวของพลาสมา การระเหย และการแพร่กระจายของเส้นใย เมื่อเลเซอร์พัลส์อัลตราสั้นแพร่กระจายในสื่อ รูปภาพแสดงปรากฏการณ์ต่างๆ ที่เกิดขึ้นระหว่างปฏิสัมพันธ์ระหว่างเลเซอร์พัลส์อัลตราสั้นและวัสดุแข็งภายใต้ความหนาแน่นกำลังและมาตราส่วนเวลาที่ต่างกัน

เทคโนโลยีการเชื่อมไมโครด้วยเลเซอร์พัลส์สั้นพิเศษเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการเชื่อมไมโครวัสดุโปร่งใส เช่น กระจก เนื่องจากไม่จำเป็นต้องแทรกชั้นกลาง มีประสิทธิภาพสูง แม่นยำสูง ไม่มีผลความร้อนในระดับมหภาค และมีคุณสมบัติทางกลและทางแสงที่เหมาะสมหลังจากการเชื่อมไมโคร ตัวอย่างเช่น นักวิจัยได้เชื่อมฝาปิดปลายเข้ากับใยแก้วนำแสงมาตรฐานและใยแก้วนำแสงที่มีโครงสร้างจุลภาคได้สำเร็จโดยใช้พัลส์ 70 fs, 250 kHz

ไฟแสดงผล

การประยุกต์ใช้เลเซอร์ความเร็วสูงในสาขาการส่องสว่างของจอแสดงผลนั้นส่วนใหญ่หมายความถึงการขีดเขียนและการตัดเวเฟอร์ LED ซึ่งเป็นอีกตัวอย่างหนึ่งที่แสดงให้เห็นว่าเลเซอร์ความเร็วสูงเหมาะสำหรับการประมวลผลวัสดุที่แข็งและเปราะบาง การประมวลผลด้วยเลเซอร์ความเร็วสูงมีความแม่นยำและประสิทธิภาพที่ดี รวมถึงความเรียบของหน้าตัดที่สูงและการบิ่นของขอบที่ลดลงอย่างมาก 

พลังงานแสงอาทิตย์

เลเซอร์ความเร็วสูงสามารถนำไปประยุกต์ใช้ในการผลิตเซลล์โฟโตวอลตาอิคได้อย่างกว้างขวาง ตัวอย่างเช่น ในการผลิตแบตเตอรี่ฟิล์มบาง CIGS เลเซอร์ความเร็วสูงสามารถทดแทนกระบวนการขีดเขียนแบบกลไกเดิมได้ เพื่อปรับปรุงคุณภาพการขีดเขียนให้ดีขึ้นอย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับลิงก์ขีดเขียน P2 และ P3 ที่สามารถทำให้เกิดการแตกร้าว รอยแตกร้าว หรือความเค้นตกค้างได้เกือบไม่มีเลย

การบินและอวกาศ

เทคโนโลยีระบายความร้อนด้วยฟิล์มอากาศเป็นสิ่งจำเป็นเมื่อพยายามปรับปรุงประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ ประสิทธิภาพการทำงาน และอายุการใช้งานของใบพัดกังหันที่ใช้ในอวกาศ อย่างไรก็ตาม นั่นหมายความว่าเทคโนโลยีการประมวลผลรูฟิล์มอากาศมีข้อกำหนดที่สูงมาก 

ในปี 2018 สถาบันออปติกและกลศาสตร์ซีอานได้พัฒนาเลเซอร์ไฟเบอร์เฟมโตวินาทีระดับอุตสาหกรรมที่มีพลังงานพัลส์เดี่ยวสูงสุดในจีน นอกจากนี้ พวกเขายังได้พัฒนาอุปกรณ์การผลิตเลเซอร์ความเร็วสูงพิเศษหลายชุดเพื่อสร้างความก้าวหน้าในการ "ประมวลผลแบบเย็น" ของรูฟิล์มอากาศในใบพัดกังหันของเครื่องยนต์อากาศยาน และด้วยเหตุนี้จึงเติมเต็มช่องว่างภายในประเทศ วิธีการประมวลผลนี้ล้ำหน้ากว่า EDM มีความแม่นยำสูงกว่า และอัตราผลตอบแทนก็ดีขึ้นอย่างมาก

นอกจากนี้ เลเซอร์ความเร็วสูงยังสามารถนำไปใช้กับการตัดเฉือนวัสดุคอมโพสิตที่เสริมด้วยไฟเบอร์อย่างแม่นยำได้ ในขณะที่การปรับปรุงความแม่นยำในการตัดเฉือนจะช่วยขยายการใช้งานของวัสดุคอมโพสิต เช่น คาร์บอนไฟเบอร์ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศและสาขาอื่นๆ ระดับไฮเอนด์

สาขาการวิจัย

เทคโนโลยีโพลีเมอไรเซชันแบบสองโฟตอน (2PP) เป็นวิธีการพิมพ์ 3 มิติแบบ "นาโนออปติก" ที่คล้ายกับเทคโนโลยีการสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็วด้วยการบ่มด้วยแสง คริสโตเฟอร์ บาร์แนตต์ ผู้เชี่ยวชาญด้านอนาคตเชื่อว่าเทคโนโลยีนี้อาจกลายเป็นรูปแบบการพิมพ์ 3 มิติแบบกระแสหลักในอนาคต 

หลักการของเทคโนโลยี 2PP คือการบ่มเรซินไวต่อแสงอย่างเลือกสรรโดยใช้ "เลเซอร์พัลส์เฟมโตวินาที" แม้ว่าจะดูคล้ายกับการสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็วด้วยการบ่มด้วยแสง แต่ความแตกต่างก็คือความหนาของชั้นขั้นต่ำและความละเอียดของแกน XY ที่เทคโนโลยี 2PP สามารถทำได้อยู่ระหว่าง 100 นาโนเมตรถึง 200 นาโนเมตร กล่าวอีกนัยหนึ่ง เทคโนโลยีการพิมพ์ 2 มิติ 3PP มีความแม่นยำมากกว่าเทคโนโลยีการขึ้นรูปด้วยการบ่มด้วยแสงแบบดั้งเดิมหลายร้อยเท่า และสิ่งที่พิมพ์มีขนาดเล็กกว่าแบคทีเรีย

ราคาของเลเซอร์ความเร็วสูงนั้นยังคงค่อนข้างแพง แต่ในฐานะผู้บุกเบิกในอุตสาหกรรม STYLECNC ได้ผลิตอุปกรณ์การประมวลผลด้วยเลเซอร์ความเร็วสูงอยู่แล้วและได้รับการตอบรับที่ดีจากตลาด อุปกรณ์ตัดเลเซอร์ที่มีความแม่นยำสำหรับโมดูล OLED ได้เปิดตัวขึ้นโดยอาศัยเทคโนโลยีเลเซอร์ความเร็วสูง อุปกรณ์ทำเครื่องหมายด้วยเลเซอร์ความเร็วสูง (พิโกวินาที/เฟมโตวินาที) อุปกรณ์การประมวลผลด้วยเลเซอร์ตัดกระจกสำหรับจอแสดงผลอินฟราเรดพิโกวินาที และเวเฟอร์กระจกอินฟราเรดพิโกวินาที 

ผลิตภัณฑ์ที่เปิดตัวด้วยเทคโนโลยีเหล่านี้ ได้แก่ อุปกรณ์ตัดด้วยเลเซอร์ เครื่องตัดลูกเต๋าอัตโนมัติ LED ที่มองไม่เห็น แผ่นเซมิคอนดักเตอร์ เครื่องตัดเลเซอร์อุปกรณ์ตัดฝาครอบกระจกสำหรับโมดูลระบุลายนิ้วมือ สายการผลิตจอแสดงผลแบบยืดหยุ่น และผลิตภัณฑ์เลเซอร์ความเร็วสูงพิเศษหลายรุ่น

ข้อดีและข้อเสียของเลเซอร์ความเร็วสูง

ข้อดีของเลเซอร์ความเร็วสูง

เลเซอร์ความเร็วสูงถือเป็นแนวทางการพัฒนาที่สำคัญที่สุดแนวทางหนึ่งในสาขาเลเซอร์ เนื่องจากเป็นเทคโนโลยีใหม่ จึงมีข้อได้เปรียบที่สำคัญในด้านไมโครแมชชีนนิ่งที่มีความแม่นยำ 

พัลส์สั้นพิเศษที่สร้างขึ้นโดยเลเซอร์ความเร็วสูงพิเศษหมายความว่าเลเซอร์เองจะโต้ตอบกับวัสดุเพียงช่วงเวลาสั้นๆ เท่านั้น และจะไม่นำความร้อนไปยังวัสดุโดยรอบ นอกจากนี้ เมื่อความกว้างของพัลส์เลเซอร์ถึงระดับพิโควินาทีหรือเฟมโตวินาที อิทธิพลต่อการเคลื่อนที่ของความร้อนในระดับโมเลกุลสามารถหลีกเลี่ยงได้ในระดับมาก ส่งผลให้อิทธิพลของความร้อนลดลง ด้วยเหตุนี้ การประมวลผลด้วยเลเซอร์ความเร็วสูงพิเศษจึงเรียกอีกอย่างว่า “การประมวลผลแบบเย็น”

ตัวอย่างกราฟิกที่แสดงให้เห็นข้อดีของเลเซอร์ความเร็วสูง เช่น เมื่อเราใช้มีดทำครัวทื่อตัดไข่เยี่ยวม้า เรามักจะตัดไข่เยี่ยวม้าให้เป็นชิ้นเล็กๆ ดังนั้น หากคุณเลือกใช้มีดคมๆ ที่ตัดได้เร็ว ไข่เยี่ยวม้าก็จะถูกตัดได้สม่ำเสมอและสวยงาม 

ข้อเสียของเลเซอร์ความเร็วสูง

อุตสาหกรรมการผลิตขั้นสูง เช่น อุตสาหกรรมการผลิตวงจรรวมและแผงวงจร มีความต้องการอุปกรณ์การประมวลผลด้วยเลเซอร์ในปริมาณสูงมาก และมีความเสี่ยงที่ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีใหม่ๆ จะไม่เป็นไปตามที่คาดหวัง

ราคาของเลเซอร์ความเร็วสูงนั้นค่อนข้างสูง และการเปลี่ยนไปใช้ซัพพลายเออร์เลเซอร์รายใหม่ก็มีความเสี่ยงที่จะไม่สามารถขยายตลาดได้ตามที่ผู้ผลิตอุปกรณ์เลเซอร์และผู้ใช้ปลายทางคาดหวังไว้ในตอนแรก 

ที่มาจาก สไตล์ซีเอ็นซีดอทคอม

ข้อสงวนสิทธิ์: ข้อมูลที่ระบุไว้ข้างต้นจัดทำโดย stylecnc ซึ่งเป็นอิสระจาก Cooig.com Cooig.com ไม่รับรองหรือรับประกันคุณภาพและความน่าเชื่อถือของผู้ขายและผลิตภัณฑ์