Analyse succincte des caractéristiques du traitement femtosecond

  13 Oct , 2020         Chris         8521

   Les lasers femtoseconde sont des lasers ayant une largeur d’impulsion de 1 à 1000 Fs (1 Fs =10 à 15s).Les autres lasers sont des lasers à impulsions ou des lasers continus d’une largeur d’impulsion de 1000FS (1ps).

   L’usinage au laser nécessite la prise en compte de la longueur d’onde, de l’énergie (ou de la puissance), de la largeur des impulsions, de la fréquence, de la fréquence des impulsions, de la polarisation et du niveau du laser, du système de focalisation et de la vitesse et de la direction du balayage, de la composition du matériau, de la structure et de la forme de l’objet à traiter, voire des conditions ambiantes du matériau telles que la température, l’atmosphère.

Principe technique:

   Le traitement par seconde présente de nombreux avantages, notamment en raison de sa grande précision et du fait que, compte tenu des caractéristiques d’absorption de photons multiples et des effets de seuil, les effets thermiques du traitement peuvent être négligés (c’est-à-dire que l’accent est souvent mis sur le traitement à froid).Il est important de noter que cela concerne le cas d’une impulsion unique ou d’une faible fréquence d’impulsion, mais que la longueur d’onde du laser et les caractéristiques du matériau de l’objet sont relativement négligées ici.

   Les lasers femtoseconde ont une courte largeur d’impulsion et peuvent théoriquement obtenir une puissance de crête élevée (énergie d’impulsion/largeur d’impulsion) avec une énergie d’impulsion plus faible.Lorsque le laser focalise davantage le matériau à travers l’objectif, divers effets non linéaires importants peuvent se produire en raison de la haute densité d’énergie à proximité du point de focalisation.

   Le traitement par laser peut être considéré comme une réaction induite par laser, dont les principes peuvent être subdivisés en vibration moléculaire induite et excitation électronique.La première est une réaction thermique, tandis que la seconde interagit avec les liaisons chimiques formées par les électrons dans les couches des atomes qui composent le matériau.Compte tenu de la structure de la bande d’énergie de la substance, les lasers à longueur d’onde longue, tels que les lasers CO2, utilisent généralement des réactions thermiques provoquées par des vibrations moléculaires, tandis que les lasers à longueur d’onde courte, tels que les lasers à excimer, utilisent des liaisons chimiques coupées par excitation électronique.

   Proche infrarouge, laser femtoseconde par photons le processus de transformation, c’est-à-dire dans la longueur d’onde du laser (’) ne sont pas linéaires, mais l’intensité lumineuse se trouvant à proximité des camps en bref absorbant plusieurs n) photon simultanément à courte longueur d’onde de la lumière (l/n) présentent les mêmes effets des matières par la marge de manœuvre de la microstructure de contrôle sélectif et ne doit pas saper la structure de surface, c’est un autre avantage de traitement au laser femtoseconde.

   Lorsque le laser femtoseconde interagit avec le matériau, nous considérons un milieu sans absorption linéaire dans la gamme des longueurs d’onde du laser.Tout d’abord, l’énergie du laser est absorbée ou ionisée par un certain nombre de photons dans un système électronique, puis elle passe par une série de processus de transfert et de transfert d’énergie, conduisant à une série de changements dans le matériau.En général, sous irradiation laser, les électrons absorbent les impulsions FS(action) dans le temps de l’excitation des photons, suivis par le couplage phonon des électrons, et le transfert d’énergie de la grille et le bilan thermique de la grille sont de l’ordre de quelques dizaines de ps.Les échelles de temps de diffusion thermique et les matériaux fondus sont utilisés dans des matériaux différents, la surface des matériaux ayant des temps d’ablation à partir de centaines de ps.

   Sous l’action des lasers de nanoseconde et de picoseconde, l’énergie du laser déposée dans le gaz électronique est transmise dans la grille au cours du processus d’irradiation du matériau par une impulsion laser, ce qui provoque le chauffage, la fusion et même la combustion du matériau.Dans ce procédé, les effets thermiques sont évidents.Toutefois, la largeur d’impulsion du laser femtoseconde est inférieure à l’échelle de temps de l’interaction électron-phonon et l’énergie laser déposée dans le gaz électronique n’a pas le temps de transmettre à l’impulsion laser ionique.Maintenant, le gaz électronique est très chaud, les ions sont très froids.Les matériaux ont un processus d’ablation "froide" qui supprime les effets hydromécaniques et thermiques.Haute précision d’usinage.Il est donc largement utilisé dans des domaines industriels tels que la microélectronique et l’aérospatiale, ainsi que dans des domaines médicaux tels que la correction de la myopie et la chirurgie du cerveau.