飛秒脈沖和皮秒脈沖的線性吸收所產生的影響往往被忽視，因為脈沖的峰值功率非常高，以至于貫穿多光子過程的非線性吸收相對于線性吸收來講占據了主導地位。如果上述情況的脈沖持續時間和能量密度的邊界條件都得以滿足，那么這種說法往往會產生誤導。
為了直觀地說明這一點，圖1給出了硅對能量密度為1J/cm2的脈沖的吸收曲線。 對于持續時間為6ps甚至是更寬的脈沖，線性吸收都絕對超過非線性吸收占據了主導地位。即使脈沖持續時間為500 fs，這種狀況也不會改變：非線性吸仍然非常低，以至于無法達到想要的1µm級的光穿透深度。
對于脈沖持續時間為6ps的脈沖，線性吸收超過了非線性吸收占據主導地位。即使持續時間為500fs的脈沖，其非線性吸收也非常，以至于無法達到想要的1µm級的光學穿透深度。
選擇一個紫外波長，使理論上的最佳性能與實踐中的（如用于硅片切割）相同。出于某種目的，在加工硅片中，使用綠光波長可能就足以滿足要求。
具有適當能量密度與波長的飛秒脈沖及皮秒脈沖，適合用于那些要求熱影響非常小的材料加工應用。此外，對于皮秒脈沖的持續時間而言，產生這些脈沖的技術方法可以大大簡化。無需啁啾脈沖放大（CPA）的直接二極管泵浦和放大（功率調整），對于超短脈沖技術在工業市場的成功，是非常必需的。事實上，對于工業微加工領域一種具有成本效益的應用而言，必須將平均輸出功率增加到50W甚至更高。
光纖與碟片的結合
20世紀70年代棒狀激光器（開始是燈泵浦后來是二極管泵浦）問世。在超越高平均功率對光束質量限制的同時，棒狀激光器、二極管泵浦碟片激光器技術均在20世紀90年代獲得了長足發展，使其成為了工業領域千瓦級連續應用最可靠的技術選擇。
光纖激光器技術和碟片激光器技術比傳統的棒狀激光器技術更為優越，因為它們采用了比激光激活體更大的散熱面，使TEM00連續運作的功率水平能達到500W甚至更高。在同等的亮度下，細小的光纖芯徑使得光纖激光器內的激光強度要遠遠高于碟片激光器。
然而，當放大皮秒脈沖和飛秒脈沖時，高光強會導致非線性效應，如自相位調制或拉曼散射，這需要在超快光纖放大器中增加復雜的啁啾脈沖放大，或將可獲得的最大脈沖能量限制在6μJ甚至更低。用碟片激光器技術作為皮秒脈沖的放大器，能夠實現高峰值功率（高達100MW）和低光強，并且不會產生非線性效應。
為了實現具有高脈沖能量（高達250μJ）和高平均功率（高達100W）的皮秒激光器，需要使用具有以下獨特配置的主振功率放大器：一個基于電信組件的被動鎖模光纖激光器，作為一個單片集成的、具有成本效益的、可靠的光源，用于低功率和低脈沖能量皮秒脈沖的產生。
利用碟片激光器將光纖激光器的輸出功率放大5個數量級，達到紅外功率超過100W，綠光功率達到60W，脈沖頻率范圍200~800kHz，無需使用復雜的啁啾脈沖放大器。即使在這些功率水平，也能實現M2<1.3的卓越光束質量。此外，對于激光器的每個可選的參數組合，其輸出光束質量均能保持上述水平。
到達工件的功率
利用超快激光實現精細加工，最主要的任務是操縱激光束，并將激光功率轉換成最大的生產效率和質量。整個加工過程需要充分考慮工件的幾何特征以及加工精度等要求，構建最終的加工系統。該系統將需要一套的光學元件，如掃描儀、F-Theta透鏡、聚焦元件、波片、穿孔光學元件，以及許多其他元件。
整個加工過程還需要考慮線性或旋轉加工。無論是最先進的線性加工，還是掃描儀，都沒有動態應用超過1MHz的脈沖頻率，盡管激光技術可能為這方面的發展做好了準備。
噴油嘴鉆孔
生產節油、低排放的發動機，是汽車行業面臨的一個重大挑戰，解決這個問題的關鍵是實現更加清潔的燃料燃燒，這個問題可以通過優化燃油噴嘴來實現。
用高功率皮秒激光器鉆孔噴油嘴，產生了非常尖銳的邊緣，孔內沒有毛刺或熔化，表面非常光滑，從而能實現最優化的燃料噴霧。此外，噴油嘴的錐度可以從正值、零值到負值，為優化噴射過程提供了一定的自由度。50W的平均功率與高達250μJ的脈沖能量相結合，能夠實現高速、高質量的鉆孔
轉載請注明出處。
相關文章
熱門資訊
精彩導讀
關注我們
