Coherent公司開發了一種專利技術，在室溫條件下使得CO激光器在5-6μm的極高輸出功率下高效運行，并持續數千小時。Coherent公司新型CO激光器采用了多年來應用于該公司CO2激光器上的大部分技術。Coherent公司開發出波導和板狀設計的CO激光器，從而可以進行高平均連續波功率和高峰值功率脈沖操作。CO激光器的輸出功率大致是CO2激光器的70%。例如，Coherent公司J-3系列中的CO激光器能產生約230W的功率（室溫條件下），輸出波長為5μm；而同樣的J-3系列CO2激光器能產生340W的功率，輸出波長為10.6μm。
在5μm波長進行材料加工有很多好處，最大的好處是“輕質材料”間的相互作用。在5μm輸出時，由于不同的吸收率，和CO2激光器輸出相比，相互作用大為不同。在很多膜劑、聚合物、印制電路板（PCB）電介質、陶瓷和復合材料中吸收率更強。波長5-6μm的激光在硫屬化物和重金屬氟化物纖維中的極低衰減量為纖維間傳遞提供了可能。
微分干涉相差顯微鏡下的0.77mm厚康寧 CT24玻璃的橫截面。使用CO2碳激光器 （約10μm）
（a）切割的部件顯示了剩余應 力，而使用CO激光器（約5μm）（b）切割 的部件則無缺陷。
這種吸收率的不同會產生重大影響，比如玻璃切割。在CO2激光器玻璃切割中，10.6μm的波長輸出在玻璃表面被大大吸收。玻璃表面產生的熱量隨后必須擴散到整塊材料，因此需要使用水噴射冷卻來產生熱沖擊，這會在玻璃上形成一道劃痕。對于更厚的玻璃基質來說，還會產生機械斷裂。CO激光器切割玻璃的整個過程也是這樣，但是玻璃對于5μm波長輸出的吸收率要低得多。因此，光直接穿透玻璃表面，并進一步進入整塊材料，使得整塊玻璃的熱量分布更為均勻。Coherent公司的測試表明這項技術有很多重要益處，包括不會造成表面融化，不會產生裂紋，不會對玻璃產生殘余應力。結果就是會得到切割質量更好、更堅固的玻璃，工藝窗口也更寬廣。（圖示）
CO激光器另外一個重要優點是能夠進行放射狀（自由形態）玻璃切割。與之相反，CO2激光器只能進行直線切割，因為固有的圓形輸出光束必須重塑成光束線來分散表面產生的熱量。在智能手機屏幕應用中，曲線切割尤為重要，因為會需要彎角或多種形狀來搭配按鈕和控制鍵。使用CO激光器能實現曲線切割和自由形態切割，其圓形光束直接穿透進入玻璃，不會存在難以控制的擴散過程來產生不利的熱效應。
5μm波長輸出的CO激光器主要優勢還在于能夠聚焦于一個更小的光斑，聚焦深度更廣，可以鉆出更小的孔，切割的切口寬度更窄。CO2激光器所能實現的最小光斑尺寸約為55μm，而CO激光器則小于25μm。另外一方面，在光斑尺寸大小相同的情況下，可以使用更小的光學器件以更短的波長來完成。這樣在光學系統設計時，可以選擇更小/更快的檢流計反射鏡。使用短波長產生更長的焦距可以導致一個更大的工藝窗口，從而為區域加工提供更大的視野。
另外一個在玻璃上的重要應用是微小孔鉆削，比如應用于3D電路組裝插入器上。這一應用再次利用了聚焦性能和受控的激光與物質的相互作用?？梢约庸の⑿】?，實現深度控制，不會產生熱損傷。
這一新型激光技術的出現，推動了一種新型波長的應用，有望開拓全新的應用領域，并助推材料加工市場現有的很多應用的發展。
轉載請注明出處。
相關文章
熱門資訊
精彩導讀
關注我們
