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皮秒飞秒和纳秒激光切割的区别

  纳秒、皮秒、飞秒是时间单位,1秒=103毫秒=106微秒=109纳秒=1012皮秒=1015飞秒,皮秒激光切割机、纳秒激光切割机指的是激光在皮秒、纳秒时间范围内的单个脉冲作用时间,指的是激光的脉冲宽度。激光的加工方式是利用高能量的激光光束、聚焦后照射材料表面,使其发生物理或化学反应,形成切割,本质上是一种热加工方式,但由于作用时间短,通常在几个纳秒范围内,所以热影响的区域小,能够保证加工的效果与加工速度。
 
  在当今的主流市场上,我们常见的激光加工工具为一种纳秒激光,而随着工业技术的要求不但提升,纳秒激光范围内的热影响效应被放大,由热效应所带来的衍生不良效果不被市场接受,一种新的激光加工工具应运而生,是符合市场需求的,也是激光行业内的技术突破,行业内我们称之为微精密超快激光加工系统,通常称之为皮秒激光切割机或飞秒激光切割机。
 
  皮秒激光切割机拥有超短脉冲时间,单个脉冲作用时间只有几个皮秒时间内,因此其热影响非常小,甚至于可以忽略不计。相比较于纳秒激光切割机的加工,整个加工过程中没有重铸材料、加工过程干净,激光能量的吸收对材料或波长的依赖性更小。因此在微精密激光加工领域,超快激光加工系统的皮秒激光切割机和飞秒激光切割机提供了广阔的发挥空间,其加工特性注定了其日后的重要地位。
 
  皮秒激光切割机相比较于纳秒激光除了加工效果和加工速度更优质外,在市场应用领域,皮秒激光也有更广阔的空间,如太阳能电池激光刻蚀(线宽更窄)、OLED激光切割(崩边更小)、脆性材料激光打孔(速度更快)等等,能够做到纳秒级别时间范围内无法做的事,其主要在于热影响区的影响,从下图我们可以很直观的看到超快皮秒激光与纳秒激光的差异性。图中我们发现纳秒范围内对材料的热影响区域以及热影响所带来的影响,而超快皮秒激光切割机几乎是可忽略的热影响,因而加工效果更理想。同时,作用时间短、精度更高,加工速度也更快。
 
  皮秒激光切割机的脉冲时间短,单脉冲作用时间仅为几个皮秒,因此其热效应很小,甚至可以忽略。相对于纳秒级激光切割机,整个加工过程不需要重铸材料和干净的加工工艺,对激光能量的吸收较少依赖于材料或波长。因此,在微精密激光加工领域,超快激光加工系统的皮秒激光切割机和飞秒激光切割机提供了广阔的发挥空间,其加工特性注定在未来发挥重要作用。
 
  与纳秒激光相比,皮秒激光除了具有良好的加工效果和加工速度外,在市场应用领域,皮秒激光还具有太阳能电池激光刻蚀(线宽狭窄)、OLED激光切割(崩溃小)、脆性材料激光打孔(速度快)等大空间图中,我们发现材料在纳秒范围内的热影响区域和热效应,而超快皮秒激光切割器的热效应几乎可以忽略,所以加工效果更理想。与此同时,作用时间短,精度高,加工速度快。
 
  虽然纳秒激光切割机仍然是市场上的主要切割机,但随着精密切割技术的快速发展,对激光切割设备的要求越来越高,微精密激光加工设备将深入各行各业。
 
  正是由于超快皮秒激光切割机的低热性、冷消融、高精度的特性,在不锈钢、铝、钛合金、蓝宝石、陶瓷、玻璃等材料中有非凡的表现,被广泛应用于科研、生物仪器、太阳能光伏、电子产品制造、半导体制造等领域有着绝对宠儿般的地位。
 
  当然,目前市场上的主流激光加工市场还是以纳秒激光为主,其原因在于皮秒超快激光切割机的成本高昂,未来的趋势必定是朝着皮秒、飞秒领域发展,未来可期。

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