Laser trạng thái rắn EO EF20P-QSF

Chi tiết về chức năng và nguyên lý của laser EO (EdgeWave) EF20P-QSF

EO EF20P-QSF là laser Q-switched nano giây công suất cao, tốc độ lặp lại cao sử dụng công nghệ laser trạng thái rắn bơm bán dẫn (DPSS) và phù hợp cho các ứng dụng gia công chính xác, đánh dấu bằng laser, LIBS (phổ đánh giá sự cố cảm ứng bằng laser) và nghiên cứu khoa học.

1. Chức năng cốt lõi

(1) Công suất cao và năng lượng xung cao

Công suất trung bình: 20 W (@1064 nm).

Năng lượng xung đơn: lên tới 1 mJ (tùy thuộc vào tốc độ lặp lại).

Tốc độ lặp lại: 1–200 kHz (có thể điều chỉnh), để đáp ứng các yêu cầu xử lý khác nhau.

(2) Chất lượng chùm tia tuyệt vời

M² < 1,3 (gần giới hạn nhiễu xạ), thích hợp cho gia công vi mô mịn.

Chùm tia Gauss, điểm hội tụ nhỏ, mật độ năng lượng cao.

(3) Kiểm soát xung linh hoạt

Độ rộng xung có thể điều chỉnh: 10–50 ns (giá trị điển hình), để tối ưu hóa hiệu quả xử lý của các vật liệu khác nhau.

Bộ kích hoạt bên ngoài: hỗ trợ điều chế TTL/PWM, tương thích với các hệ thống tự động hóa.

(4) Độ tin cậy cấp công nghiệp

Thiết kế hoàn toàn ở trạng thái rắn (bơm không cần đèn), tuổi thọ >20.000 giờ.

Có thể lựa chọn làm mát bằng không khí/nước, thích ứng với nhiều môi trường làm việc khác nhau.

2. Nguyên lý hoạt động

EF20P-QSF dựa trên công nghệ laser DPSS chuyển mạch Q và quy trình cốt lõi như sau:

(1) Bơm bán dẫn (LD Pumping)

Điốt laser (LD) bơm tinh thể Nd:YVO₄ hoặc Nd:YAG để kích thích các ion đất hiếm (Nd³⁺) lên mức năng lượng bán ổn định.

(2) Tạo xung Q-switched

Chuyển mạch Q quang âm (AO Q-Switch) hoặc chuyển mạch Q quang điện (EO Q-Switch) nhanh chóng chuyển đổi giá trị Q của khoang cộng hưởng và giải phóng các xung nano giây công suất cao sau khi tích lũy năng lượng.

(3) Chuyển đổi bước sóng (tùy chọn)

Quá trình tạo tần số đồng bộ (SHG) và tạo tần số ba (THG) được thực hiện thông qua các tinh thể phi tuyến tính (như LBO, KTP) và đầu ra là 532 nm (ánh sáng xanh) hoặc 355 nm (ánh sáng cực tím).

(4) Định hình chùm tia & đầu ra

Đầu ra được tối ưu hóa bằng ống kính hội tụ/bộ mở rộng chùm tia để đảm bảo mật độ năng lượng cao và độ chính xác xử lý.

3. Ứng dụng điển hình

(1) Gia công chính xác

Cắt vật liệu giòn (thủy tinh, đá sapphire, gốm sứ).

Khoan vi mô (PCB, kim phun nhiên liệu, linh kiện điện tử).

(2) Đánh dấu bằng laser

Đánh dấu kim loại có độ tương phản cao (thép không gỉ, hợp kim nhôm).

Khắc nhựa/gốm (không gây hư hại do nhiệt).

(3) Nghiên cứu khoa học và thử nghiệm

LIBS (phân tích nguyên tố): plasma kích thích năng lượng xung cao.

Radar laser (LIDAR): phát hiện khí quyển, đo khoảng cách.

(4) Y tế và làm đẹp

Điều trị da (xóa sắc tố, xóa hình xăm).

Điều trị mô cứng răng (phá hủy chính xác).

4. Thông số kỹ thuật (giá trị điển hình)

Các thông số EF20P-QSF (1064 nm) EF20P-QSF (532 nm)

Bước sóng 1064 nm 532 nm (tần số kép)

Công suất trung bình 20 W 10 W

Năng lượng xung đơn 1 mJ (@20 kHz) 0,5 mJ (@20 kHz)

Tốc độ lặp lại 1–200 kHz 1–200 kHz

Độ rộng xung 10–50 ns 8–30 ns

Chất lượng chùm tia (M²) <1,3 <1,5

Phương pháp làm mát Làm mát bằng không khí/làm mát bằng nước Làm mát bằng không khí/làm mát bằng nước

5. So sánh các sản phẩm cạnh tranh (EF20P-QSF so với laser sợi quang/CO₂)

Tính năng EF20P-QSF (DPSS) Laser sợi quang Laser CO₂

Bước sóng 1064/532/355 nm 1060–1080 nm 10,6 μm

Năng lượng xung Cao (mức mJ) Thấp hơn (µJ–mJ) Cao (nhưng có tác động nhiệt lớn)

Chất lượng chùm tia M² <1,3 M² <1,1 M² ~1,2–2

Vật liệu áp dụng Kim loại/phi kim loại Gốc kim loại Phi kim loại (nhựa/hữu cơ)

Yêu cầu bảo trì Thấp (không bơm đèn) Rất thấp Cần điều chỉnh khí/ống kính

6. Tóm tắt ưu điểm

Năng lượng xung cao: phù hợp cho quá trình xử lý tác động mạnh (khoan, LIBS).

Chất lượng chùm tia tuyệt vời: gia công vi mô chính xác (M² <1,3).

Độ ổn định đạt chuẩn công nghiệp: thiết kế toàn bộ bằng chất rắn, tuổi thọ cao, không cần bảo trì.

Có nhiều bước sóng khác nhau: 1064 nm/532 nm/355 nm, phù hợp với nhiều vật liệu khác nhau.

Các ngành công nghiệp áp dụng: sản xuất điện tử, thí nghiệm nghiên cứu khoa học, y tế làm đẹp, hàng không vũ trụ, v.v.