Области применения пучка с плоской вершиной в лазерной обработке материалов

Что такое профиль пучка с плоской вершиной?

Профиль мощности лазерного пучка с плоской вершиной является плоским и однородным, с острыми краями, где показатели мощности быстро снижаются до нуля. Такое распределение мощности называется равномерным и часто используется при применении лазера.

Пучок с плоской вершиной может иметь профиль квадрата, прямоугольника, линии, круга или любой другой формы. Способ, которым можно преобразовать неравномерную интенсивность лазерного пучка в равномерную, заключается в использовании преобразователя пучка с плоской вершиной, представляющего собой дифракционный оптический элемент (ДОЭ). В данной статье объясняется принцип работы такого преобразователя пучка, и обсуждаются два типичных примера его применения при обработке материалов.

Каков принцип работы преобразователя пучка с плоской вершиной?

Принцип работы преобразователя заключается в использовании прозрачного окна с точно определенной поверхностью для модуляции фазы входящего лазерного пучка. Дифракционный элемент состоит из прозрачного окна с рельефной структурой поверхности различной высоты. Проходя через области большей высоты ДОЭ, лазерный пучок задерживается, вызывая локальную модуляцию фазы. Таким образом формируется пучок с плоской вершиной в дальнем поле, как правило, в рабочей плоскости объектива в промышленных лазерных системах.

Метод селективного удаления одного материала с поверхности другого 

Во многих процессах производства плоских панелей, таких как OLED, тонкие гибкие слои следует подвергать таким этапам обработки, как литография, травление и невидимая резка. Для этих процессов требуются жесткие подложки, к которым приклеивается гибкий материал. После завершения обработки для разъединения гибких слоев с помощью лазера, чаще всего – мощных УФ-лазеров, осуществляется так называемое селективное лазерное удаление.

В данном процессе решающее значение имеет равномерность лазерного излучения, так как в противном случае, ввиду некачественного склеивания, может произойти загрязнение и повреждение активного слоя. Таким образом, в ходе лазерного удаления с помощью преобразователя пучка с плоской вершиной, обеспечивается равномерное и эффективное разделение слоев.

Пучок с плоской вершиной

Лазерная абляция оксида в солнечных панелях

Некоторые усовершенствованные и эффективные типы солнечных панелей, такие как солнечные модули на основе PERC-технологии, имеют заднюю поверхность, покрытую оксидом или нитридом. Чтобы обеспечить возможность извлечения заряда контактирующими электродами, слой оксида/нитрида должен быть выборочно удален, например, путем лазерной абляции решеток отверстий. Эти отверстия должны быть точными по размерам, чтобы обеспечить стабильную производительность и качество солнечных панелей.

В данном случае преобразователи пучка с плоской вершиной часто используются для придания профилю излучения формы квадрата или прямоугольника с острыми краями и четко очерченными углами. Такие прямоугольные профили распределения мощности обеспечивают точную абляцию, даже если лазер не является абсолютно стабильным, поскольку размер пятна такого пучка стабилен и не зависит от мощности лазерного импульса, в отличие от пятна гауссового пучка.

Лазерная ударная обработка

Лазерная ударная обработка – это процесс, при котором металл укрепляется путем воздействия на него высокоинтенсивных механических ударов, создаваемых лазерными импульсами. Лазерная ударная обработка применяется все чаще по мере развития аддитивных технологий, поскольку металлические детали, напечатанные на 3D-принтере, часто имеют внутренние несоответствия, снижающие долговечность. Одним из способов повышения качества таких деталей является лазерная ударная обработка после изготовления.

Компания INSCIENCE поможет Вам с подбором преобразователя пучка в соответствии с требуемыми параметрами излучения и применением.

Компания INSCIENCE помогает своим заказчикам решать любые вопросы и потребности
по поставке оборудования на территории РФ