Альтернативные длины волн CO2 лазеров
Почему длина волны излучения лазера важна
Любой материал имеет характерный спектр поглощения - то есть существуют определенные длины волн света, которые данный материал поглощает сильнее, чем другие. Почему это важно? Лазеры излучают свет на определенных длинах волн. При совпадении длины волны излучения источника света с полосой поглощения материала, результаты применения лазера будут более качественными и продолжительность процесса сократится.
Типы лазеров
Одной из определяющих характеристик типов лазеров является генерируемая длина волны.
CO2 лазеры излучают в ИК области спектра, около 9,3 - 10,6 мкм (рисунок 1), при этом наиболее часто используемая длина волны – 10,6 мкм. Излучение углекислотного лазера совпадает со спектром поглощения полимеров, керамики, текстиля, природных материалов, таких как бумага или дерево, и некоторых металлов. В то время как источники света, генерирующие короткие длины волн, такие как Nd: YAG или волоконные лазеры, лучше поглощаются металлами.
Длины волн СО2 лазера
После выбора типа лазера, существуют варианты оптимизации рабочей длины волны под конкретный материал. Для CO2 лазера обычно доступны три длины волны излучения: 9,3 мкм, 10,2 мкм и 10,6 мкм, каждая из которых находит применение в разных приложениях.
Примеры применения СО2 лазера
|
10.6 мкм |
|
|
10.2 мкм |
|
|
9.3 мкм |
|
Обратите внимание, что хотя длины волн 10,2 и 9,3 мкм превосходно подходят для обработки полимеров, перечисленных выше, они также могут быть использованы и для более распространенных материалов. Если вы планируете обработку различных материалов, инженер по приложениям может помочь выбрать оптимальную длину волны для ваших задач.
Примеры применения: Полипропилен
На рисунке 2 приведен спектр поглощения полипропилена с вертикальными отметками длин волн излучения СО2 лазера. Красными линиями отмечены 9,3 мкм и 10,6 мкм слева
Рисунок 2. Спектр поглощения ПП
направо соответственно. Длина волны 10,2 мкм, обозначенная зеленой линией, соответствует сильному пику поглощения материала. Следовательно, мы ожидаем лучших результатов маркировки и резки ПП при использовании 10,2 мкм, чем других длин волн углекислотного лазера.
|
Маркировка глянцевого картона |
|
|
10,6 мкм: разборчиво, но знак неоднородный.
|
10,2 мкм: четкий, однородный и хорошо видимый знак.
|
|
Резка пленок ПП / БОПП |
|
|
10,6 мкм: резка дает заметную кромку расплава.
|
10,2 мкм: резка происходит в 2,5 раза быстрее и дает четкий край с минимальной кромкой расплава.
|
Примеры применение: Полиэтилентерефталат
На спектре поглощения ПЭТ (рисунок 3) двумя красными линиями указаны длины волн 10,2 мкм и 10,6 мкм слева направо соответственно. Излучение 9,3 мкм отмечено зеленой линией и совпадает с пиком поглощения материала, поэтому мы ожидаем лучших результатов обработки ПЭТ на этой длине волны.
Рисунок 3. Спектр поглощения ПЭТ
|
Маркировка ПЭТ-бутылок |
|
|
10,6 мкм: маркировка разборчивая, но почти не видна. Также существует опасность прокола материала высокой пропускной способности материала на этой длине волны
|
9,3 мкм: знак имеет матовый белый цвет и лучше виден. Также эта длина волны взаимодействует с материалом на поверхности, сводя к минимуму риск прокола.
|
|
Резка ПЭТ-пленок |
|
|
10,6 мкм: при резке образуется большое количество обрезков и большая зона плавления на кромке.
|
9,3 мкм: резка обеспечивает чистую кромку без обрезков с минимальной зоной плавления.
|
Заключение
Выбрав подходящую длину волны лазера для материала, можно добиться более качественных результатов обработки и, как правило, увеличить скорость процесса. Оптимизация поглощения энергии лазера особенно важна для чувствительных материалов, таких как тонкие пленки, или процессов с высокими допусками, таких как выборочная резка этикеток.
© Сынрад
Компания INSCIENCE помогает своим заказчикам решать любые вопросы и потребности по продукции Synrad на территории РФ
В статье описывается биочип, сочетающий электрод для определения концентрации фенилаланина и микрофлюидный модуль для регистрации скорости потоотделения, изготовленный с использованием лазера. Биочип используется для неинвазивного мониторинга состояния пациентов с метаболическими нарушениями.
В статье описана генерация сверхширокого плоского суперконтинуума (350-1750 нм) с одномодовым поперечным профилем в видимом диапазоне. Для накачки микроструктурированного оптического волокна используется лазер с длиной волны 1064 нм, вторая гармоника накачки генерируется непосредственно в волокне.
В статье приводится применение и основные параметры одночастотных лазеров. Сравниваются лазеры CNI серии MSL с известными европейскими и американскими производителями.
В статье описан метод генерации суперконтинуума, расширенного в видимый диапазон. За счет четырехволнового смешения накачка 1064 нм создает антистоксовы и стоксовы компоненты на 831 нм и 1478 нм. Фазовый синхронизм обеспечивается благодаря микроструктурированному мультимодальному волокну особой конструкции.
В статье описывается усовершенствование метода лазерно-водоструйной обработки: добавление коаксиально-кольцевой аргоновой струи, мгновенно очищающей отверстие от образующегося осадка. Таким образом сохраняется высокий объем абляции при создании глубоких отверстий в сложно обрабатываемых материалах.
г. Санкт-Петербург, улица Савушкина 83, корп. 3
