Die Begriffe "ultraschnell" und "ultrakurz" beziehen sich auf eine Klasse von Lasern, die Lichtpulse mit extrem kurzen Pulsdauern in der Größenordnung von Pikosekunden (10-12 Sekunden) und Femtosekunden (10-15 Sekunden) aussenden. Um zu verstehen, wie kurz ultraschnelle Pulsdauern sind, muss man sich nur die Lichtgeschwindigkeit vor Augen führen: 300.000 km pro Sekunde. In einer einzigen Femtosekunde legt Licht etwa 0,3 mm zurück. Das bedeutet, dass ein IPG-Faserlaser mit einer Pulsdauer von 250 Femtosekunden einen Lichtpuls von nur 75 mm Länge aussendet.
Trotz dieser bemerkenswerten Eigenschaften sind die Ultrakurzpuls-Faserlaser von IPG robuste und zuverlässige Werkzeuge für wissenschaftliche, medizinische und industrielle Materialbearbeitungsanwendungen. Ultrakurzpulslaser sind in den letzten Jahren in einer Vielzahl von Branchen immer beliebter geworden für Anwendungen, die eine präzise Steuerung der Pulsdauer und extrem hohe Spitzenleistungen erfordern. Die IPG-Lasertechnologie ermöglicht den Einsatz von ultraschnellen Lasern, die einzigartig kompakt, kostengünstig und einfach zu integrieren sind und sich für Präzisionsanwendungen wie Schneiden, Bohren, Abtragen und Strukturieren einer Vielzahl von Materialien eignen.
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Ultrakurzpulslaser
Was sind Ultrakurzpulslaser?
Ultrakurze Impulse beseitigen negative Wärmeeffekte
Im Hinblick auf die Wechselwirkung zwischen Laser und Material bezieht sich die Definition von "ultraschnell" in der Regel auf einen nicht-thermischen Bereich der Energieabsorption. Diese "kalte" Verarbeitung ist ein Hauptunterscheidungsmerkmal zwischen Lasern mit Piko- und Femtosekunden-Pulsdauern und Lasern mit Pulsdauern im Nanosekundenbereich. Die nicht-thermische Absorption ist für einige Anwendungen von entscheidender Bedeutung, da sie die thermische Schädigung von Materialien praktisch ausschließt, die Erzeugung kleinerer Strukturen ermöglicht und eine genauere Kontrolle des Prozesses erlaubt. Für den Übergang vom thermischen zum nicht-thermischen Bereich sind im Wesentlichen zwei Mechanismen verantwortlich.
Hohe Spitzenleistung: Im Verhältnis zur durchschnittlichen Ausgangsleistung erzeugen Ultrakurzpulslaser im Vergleich zu Dauerstrich-, Quasi-Dauerstrich- und Nanosekundenlasern höhere Spitzenleistungen. Diese außergewöhnlich hohe Spitzenleistung resultiert aus der gleichzeitigen Absorption mehrerer Photonen durch das Zielmaterial. Die Energie dieser Photonen ist additiv, da sie das Zielmaterial zur gleichen Zeit und im gleichen Raum erreichen.
Kalte Ablation: Die kurze Pulsdauer ultraschneller Laser begrenzt die Zeit, die für die Diffusion der Wärme in das Material zur Verfügung steht, erheblich. Einzelne Pulse tragen sofort ein extrem kleines Materialvolumen ab, wobei praktisch keine Wärmeeinflusszone entsteht. Eine Erhöhung der Pulsenergie führt eher zu höheren Materialabtragsraten als zu einer zusätzlichen Erwärmung.
Anwedungen von Ultrakurzpulslaser
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Mikro-Schneiden
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Schneiden von Batteriefolien und Separatoren
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Schneiden und Markieren von Glas
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Hochpräzisions-Mikrobearbeitung
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Medizinische Feinschläuche und Stents schneiden
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Schneiden, Bohren und Markieren von Silizium, Quarzglas und Saphir
Branchenführende Ultrakurzpuls-Faserlasertechnologie
Auf Grundlage der unübertroffenen Erfahrung mit Faserlasern hat IPG eine Reihe von für den industriellen Einsatz optimierten, robusten, kompakten und kostengünstigen Ultrakurzpulslasern entwickelt. Durch die Beseitigung von Kostenbarrieren und die erhebliche Vereinfachung der Integration ermöglicht die IPG-Lasertechnologie Anwendern in praktisch jedem Produktionsmaßstab, die Vorteile der Ultrakurzpulslaser zu nutzen.
IPG bietet ein breit gefächertes Portfolio an Ultrakurzpulslasern mit einer Vielzahl von Parametern. IPG-Ultrakurzpulslaser sind in Wellenlängen von Deep-UV bis zum Mid-IR, mit Pulsdauern von 250 Femtosekunden bis zu 5 Pikosekunden und mit einer Vielzahl von Optionen für Durchschnittsleistung, Pulsenergie und Wiederholrate erhältlich.
Ultrakurzpuls-Faserlaser für das gesamte Spektrum
