Lejżers Femtosecond huma magħrufa li jaqtgħu kważi kull materjal, u huma użati fl-ipproċessar u l-manifattura ta 'displejs, semikondutturi, u komponenti elettroniċi oħra jew partijiet tad-dwana. Fil-fatt, il-mikromagni tal-laser femtosecond huwa aktar preċiż u jimminimizza l-impatt termali fuq il-materjal, li jirriżulta f'partijiet ta 'kwalità ogħla. it-tim ta 'Amplitude ħadem għal snin fuq applikazzjoni waħda għal lasers femtosecond: l-ipproċessar tal-ħġieġ.
Kif jistgħu lejżers femtosecond itejbu l-qtugħ tal-ħġieġ?
Il-karatteristika distintiva tal-ħġieġ hija n-natura iebsa u fraġli tiegħu, li toħloq sfida sinifikanti għall-ipproċessar. Tekniki tradizzjonali tat-tqattigħ tal-ħġieġ mekkaniku bħall-qtugħ tar-roti tad-djamanti, sandblasting jew proċessi bil-ġett ta 'l-ilma maqtugħin b'mod impreċiż, jonqsu r-regolarità fit-truf, u għandhom stress residwu kbir u asimmetriku tat-tarf matul il-proċess tat-tqattigħ, li jirriżulta f'mikro-xquq, trab, u debris fuq il- truf tal-ħġieġ ipproċessati b'dan il-mod. Għal ħafna applikazzjonijiet, xquq ċkejkna kkawżati minn ċipep u tensjonijiet lokalizzati se jikkawżaw falliment tal-apparat, u b'hekk it-tħin u l-illustrar tat-tarf wara l-pass għandhom jitwettqu biex isaħħu t-truf biex tinkiseb kwalità aċċettabbli. Barra minn hekk, l-ipproċessar mekkaniku tar-rota tas-sikkina jeħtieġ ukoll xi aġenti awżiljarji biex jassistu fit-tqattigħ, li jistgħu jeħlu mat-tarf lest u jeħtieġu trattament bħal tindif tal-ilma jew tindif ultrasoniku. Il-proċess ta 'trattament sussegwenti u r-rata baxxa ta' rendiment se jżidu l-ispiża tal-prodott tal-ħġieġ lest.
Barra minn hekk, meta l-biċċa waħda tal-ħġieġ titnaqqas sal-livell tal-mikron (ħġieġ UTG), dawn il-metodi tradizzjonali ta 'qtugħ mekkaniku ma jibqgħux applikabbli. Il-vantaġġi uniċi tal-lejżers ultraveloċi jagħmluha possibbli li jiġu pproċessati dawn il-materjali tal-ħġieġ iebsa, fraġli u ultra-rqiqa, u lejżers femtosecond b'parametri xierqa jistgħu jaqtgħu b'mod effiċjenti b'numru limitat ħafna ta 'truf f'pass wieħed [1]. Dan huwa minnu anke għall-ħġieġ oħxon, fejn il-lejżers femtosecond joffru alternattiva għal tekniki oħra ta 'qtugħ tal-ħġieġ.
Qtugħ tal-ħġieġ bil-lejżer Femtosecond: Kif jaħdem?
Impuls tal-lejżer ultrashort flimkien ma 'raġġ bħal Bezier jistgħu jintużaw għall-ipproċessar tal-ħġieġ. Ir-raġġ Bessel għandu qadd ta 'raġġ irqaq u fond fokali itwal minn raġġ Gaussian, u huwa kapaċi simultanjament jassorbi l-enerġija ta' impulsi ultrashort tul il-ħxuna kollha tal-ħġieġ. L-użu ta 'Pulse Bursts jippermetti li l-ħġieġ jgħaddi minn assorbiment tal-laser aktar effiċjenti u jirriżulta fix-xquq meħtieġa biex jaqta' l-ħġieġ minn fuq għal isfel. Bl-użu ta 'dan il-laser femtosecond b'raġġ bħal Bessel, pereżempju, il-qtugħ tal-ħġieġ jista' jitwettaq irrispettivament minn jekk it-trajettorja hijiex dritta jew mgħawġa.
It-tim tal-applikazzjonijiet ta 'Amplitude żviluppa proċess ibbażat fuq il-laser femtosecond biex jikkontrolla b'mod preċiż id-direzzjoni tal-ksur u l-ottika tal-ipproċessar tal-ħġieġ li takkumpanjaha, u biex juża ġenerazzjoni estiża ta' ksur biex ittejjeb l-effiċjenza tal-ipproċessar tal-proċess tat-tqattigħ tal-ħġieġ. Il-proċess jista 'jintuża biex jaqta' ħġieġ irqiq u ultra-rqiq (<200μm), thick glass (>1mm) jew saħansitra ħġieġ b'ħafna saffi jew varjetà ta 'materjali trasparenti fraġli separati faċilment bi ħruxija tal-wiċċ baxxa (<1μm) and no chips and chipping.
Il-karatteristika ewlenija tal-proċess hija li l-enerġija tal-laser femtosecond assorbita mill-ħġieġ tipproduċi xquq estiż li jaqbeż ħafna d-daqs tal-punt tal-impatt attwali. Din il-karatteristika tħaffef b'mod sinifikanti l-ħin tal-ipproċessar u żżid l-effiċjenza tal-użu tal-enerġija tal-lejżer. Għal firxa ta' tipi u ħxuna tal-ħġieġ (<1 mm nanolaminate glass, for example), the use of sub-picosecond or femtosecond pulses can produce longer extended cracks for more efficient processing. For cutting thin glass, cutting speeds of more than ~1 m/s along a straight line and more than 100 mm/s for curved parts can be achieved with a laser power of only 10 W. For ultra-thin glass, cutting energies of less than 30 uJ can yield cut edges with chipping of less than 0.5 um. The process can also be used to cut thick glass or multiple layers of glass (>1 mm) f'pass wieħed.
Studji sperimentali mwettqa mit-tim tal-proċess ta 'Amplitude wrew li l-aktar parametru ta' pproċessar effiċjenti huwa li jiġġenera fqigħ ta '4 sa 6 impulsi b'distribuzzjoni ta' enerġija ċatta tas-sub-impulsi. Flimkien ma 'ċerti konfigurazzjonijiet ottiċi ħxuna tal-ħġieġ ta' 3 mm tista 'tiġi pproċessata f'pass wieħed. Għal dan l-istudju, intuża laser Amplitude Tangor, mgħammar bil-funzjoni Femtoburst ™️, li tippermetti lill-utent jipprogramma l-amplitudnijiet individwali sub-pulse fil-mudell tal-fqigħ biex jimmodula b'mod preċiż id-distribuzzjoni tal-enerġija tat-tifqigħ għal studju dettaljat tal-assorbiment tal-enerġija materjali b'mod personalizzat.
Għal min huwa l-qtugħ tal-ħġieġ bil-lejżer femtosecond?
Il-proċess jista 'jintuża f'varjetà ta' applikazzjonijiet bħal manifatturi tad-displej ta 'apparat mobbli, li jużaw ħġieġ irqaq jew ħġieġ b'ħafna saffi, u fl-elettronika tal-konsumatur fejn spiss jintuża ħġieġ miksi u ħafna drabi għandu jiġi pproċessat b'kantunieri mgħawġa, forom imdawra u qatgħat. , u fejn il-karatteristiċi tal-ipproċessar tal-polz qasir tal-impulsi femtosecond jistgħu jnaqqsu b'mod effettiv iż-żona tas-sħana affettwata tas-saff tal-kisi. Ħafna metodi tal-laser mekkaniċi jew oħrajn ma jistgħux jipprovdu l-livell ta 'preċiżjoni u kwalità meħtieġa għal prodotti bħal dawn. It-teknoloġija tagħna tista 'tintuża wkoll biex tnaqqas ħġieġ eħxen għall-industrija medika jew saħansitra ħġieġ ittemprat għall-protezzjoni tal-iskrin jew l-industrija tal-karozzi.
Barra minn hekk, bl-iżvilupp tat-teknoloġija permezz tat-toqba tal-ħġieġ (TGV) f'dawn l-aħħar snin, se tkun id-direzzjoni u t-tendenza li jintużaw substrati tal-ħġieġ permezz tat-toqba f'bordijiet tal-adapter tal-pakketti integrati 3D, MEMS u Mini LED/Micro LED, eċċ. Barra minn hekk, hemm ukoll domanda speċjali għal tipi ta 'toqba ta' proporzjon għoli ta 'fond għal dijametru f'komunikazzjoni ottika, elettronika għall-konsumatur, bijo-ċipep, eċċ Fit-teknoloġija TGV, il-modulu ta' pproċessar tar-raġġ Bessel huwa għodda indispensabbli, l-użu ta 'din it-teknoloġija jista' jikseb mikron jew saħansitra sub-micron, super 250,000 kull ċentimetru kwadru ta 'densità ultra-għolja through-hole, hekk dens u ta' veloċità għolja ipproċessar ta 'through-hole tal-ħġieġ jeħtieġ 1. mikro-toqba bejn l-ipproċessar tal-lejżer ma jistax jidhru fl-istress termali ikkawżat minn mikro-xquq, 2. l-ispazjar tat-toqob għandu jiġi kkontrollat b'mod preċiż. Lejżers femtosecond joffru wisa 'polz dejqa biex jikkontrollaw il-mikrocracking (<350fs) while providing an excellent solution to precisely control the position accuracy of the trigger pulse on the material using the FemtoTrig® feature developed by Amplitude's technical team, synchronized with the oscillator clock (fosc:40Mhz, jitter. 25ns) to achieve higher machining position accuracy (100m/ s, Position Error: 2.5um) while maintaining a constant single pulse energy (<4% energy fluctuation) for high speed pulse machining.
It-timijiet tekniċi u ta 'proċess ta' Amplitude jiżviluppaw u jtejbu metodi ta 'pproċessar tal-lejżer femtosecond billi jinkorporaw u kontinwament jikxef il-proprjetajiet interni tal-materjal, u billi jippersonalizzaw moduli ottiċi u soluzzjonijiet tal-lejżer li jaqblu biex jiksbu riżultati tal-ipproċessar tal-materjal tal-lejżer ta' kwalità ogħla. Il-laboratorju tal-applikazzjoni f'Suzhou, iċ-Ċina jista 'jipprovdi lill-klijenti testijiet tal-ipproċessar tal-kampjuni biex jivverifikaw il-fattibbiltà tat-teknoloġija, u jipprovdi wkoll lill-klijenti u lill-imsieħba b'iżvilupp kollaborattiv tat-teknoloġija tal-applikazzjoni tal-laser femtosecond u taħriġ prattiku dwar l-ipproċessar tal-laser femtosecond. Billi niftħu b'mod attiv il-kooperazzjoni ma 'universitajiet u istituzzjonijiet ta' riċerka Ċiniżi, aħna nimmiraw li niżviluppaw aktar talenti lokali.
