היישום של לייזר אינפרא אדום, ומה ההבדל בלייזר ויולט?

בשדה הלייזר, פס האינפרא אדום מוגדר כאורך הגל של לייזר התמונה.לייזר אינפרא אדוםנמצא בשימוש נרחב בתחום הצבאי והאזרחי, אשר נקבע על פי המאפיינים של פס האינפרא אדום.

עם ההתקדמות המתמשכת של מחקר טכנולוגיית לייזר אינפרא אדום, שיטות יצירת לייזר אינפרא אדום מורחבות בהדרגה, בעיקר באמצעות פליטה ישירה של יונים מסוממים, טכנולוגיית מוליכים למחצה וטכנולוגיה לא ליניארית.

(1) פליטה ישירה של יוני דונט:

ישנן רמות אנרגיה שונות בין יונים, ואלקטרונים עוברים בין רמות אנרגיה, אשר יפלטו פוטונים עם אנרגיה של פס האינפרא אדום האמצעי, ובכך יווצרו לייזר. ביניהם, היונים המופעלים בלייזר יונים מסוממים מצוין צריכים לעמוד בשלושה תנאים:

① יש לו מבנה רמת אנרגיה ומצב גרם יציב.

② על מנת לשפר במידה ניכרת את היעילות של המרת מקור אור משאבה, יש לבחור יונים מופעלים עם רוחב פער פס ספיגת אור חזק.

③ היעילות הקוונטית של הקרינה גבוהה יותר. למרות שללייזר הנפלט ישירות על ידי יונים מסוממים יש יעילות המרה אופטית גבוהה, מוגבלת על ידי מאפייני החומר, הוא יכול להשיג רק טווח פס קטן של הלייזר.

(2) טכנולוגיית מוליכים למחצה.

הלייזר המוליך למחצה המסורתי הוא באמצעות שילוב של אלקטרונים וחורים כך שהקרינה של פוטונים לתוך הלייזר. לאחר הופעת טכנולוגיית מפל קוונטים, ניתן לשפר עוד יותר את היעילות הקוונטית והספק הפלט, ובמקביל, טווח אורכי הגל של לייזר הפלט מורחב. מכשירים כאלה יעילים ובעלי טווח רחב של אורכי גל פלט, אך הספק המוצא שלהם נמוך יחסית והם צריכים לפעול בטמפרטורות נמוכות.

(3) טכנולוגיית המרת תדרים לא ליניארית.

על ידי שימוש בטכניקה זו, ניתן לשנות ביעילות את תדר הלייזר הנפלט ישירות על ידי יונים, כך שניתן להרחיב את פס הלייזר ביעילות. במקביל, הוא יכול לממש מזעור, ריפוי מלא ולייזר בעל הספק גבוה.

מכיוון שרצועת האינפרא אדום ממוקמת בחלון הקליטה האטמוספרי, זהו אזור מרוכז יחסית של אנרגיית קרינה תרמית, וספיגת המים חזקה מאוד, ולכן נעשה בו שימוש נרחב בתחומים שונים.

(1) טילים מונחי אינפרא אדום משתמשים בגלאי אינפרא אדום כדי להשיג ולעקוב אחר אנרגיית הקרינה התרמית הנפלטת מהמטרה, להשיג חיפוש והכוונה ולהשיג פגיעה מדויקת. טילים מונחי אינפרא אדום נעו בין הדור הראשון של טיל אוויר-אוויר "Sidewinder" שפותח אמריקאי מסדרת AM-9B ועד לדור השני של טיל "הראש האדום" הבריטי ו"מטרה" הנורה טיל R530, לדור השלישי של טיל P-73 הסובייטי. שלושת הדורות הראשונים מוגבלים על ידי טכנולוגיית חיפוש נקודת אינפרא אדום, שאינה יכולה להבחין בין מטרות מרובות. מאז שנות ה-70, הדור הרביעי של טכנולוגיית הדמיית מבט אינפרא אדום, המתייחס למטרות תרמיות כמקור מורחב, הביא את המהפכה של טילים מונחי אינפרא אדום. הדור הרביעי אופייני לטיל "הנחש המפלצת" -4/5 של ישראל.

(2) אינפרא אדום לידר. ללייזר יש את היתרונות של בהירות גבוהה, מונוכרום מעולה וכיווניות חזקה. היבט של הדמיה גבוהה השיג יתרון גדול מאוד, שיפור הרזולוציה לרמת סנטימטר או אפילו מילימטר, בהשוואה לרדאר המיקרוגל הקודם, כמעט פי 100 גבוה יותר; הוא גם גבוה פי 1000 ממכ"ם מיקרוגל במדידת מהירות זוויתית. יחד עם זאת, מכיוון שרצועת האינפרא-אדום האמצעית ממוקמת בחלון הקליטה האטמוספרי הקטן ביותר, היא יכולה לשפר ביעילות את דיוק המדידה.

(3) תקשורת לייזר אינפרא אדום. בתור נושא המידע, הלייזר יכול להעשיר מאוד את דרך התקשורת בגלל כמות המידע המוגברת מאוד שהוא נושא. עם זאת, מקור הלייזר המסורתי ייספג חזק ויתפזר באטמוספרה, מה שמקטין מאוד את מרחק התקשורת, כך שתקשורת לייזר מסורתית לא יכולה להחליף לחלוטין את תקשורת הרדיו. עם זאת, הלייזר האינפרא אדום הממוקם בחלון הקליטה של ​​האטמוספירה פחות נספג ומתפזר באטמוספרה, מה שיכול לפתח עידן חדש של תקשורת לייזר.

בנוסף, לייזר אינפרא אדום משמש גם בניטור רפואי וסביבתי ובתחומים נוספים.

לייזר אולטרה סגול:פוטונים אולטרה סגולים באנרגיה גבוהה הורסים ישירות את הקשרים המולקולריים על פני השטח של חומרים לא מתכתיים רבים, כך שהמולקולות מחוץ לאובייקט, בדרך זו לא מייצרות חום גבוה, אז זה נקרא עיבוד קר, בעיקר באמצעות לייזר אולטרה סגול (אורך גל של 355 ננומטר).

השלמה של לייזר אינפרא אדום ולייזר אולטרה סגול

לייזר YAG אינפרא אדום (אורך גל 1.06 מיקרומטר) הוא מקור הלייזר הנפוץ ביותר לעיבוד חומרים.עם זאת, פלסטיקים רבים וכמה פולימרים מיוחדים, כגון פוליאמידים, המשמשים בכמויות גדולות כחומרי בסיס למעגלים גמישים, אינם ניתנים לליטוש באמצעות אינפרא אדום או עיבוד "תרמי". מכיוון שה"חום" מעוות את הפלסטיק, חריכת קצוות החתך או החורים הקדוחים עלולה להוביל להיחלשות מבנית ולמסלולי מוליכות טפיליים, ויש להוסיף כמה תהליכי עיבוד נוספים כדי לשפר את איכות העיבוד. לכן, הלייזר האינפרא אדום אינו מתאים לעיבוד של כמה מעגלים גמישים. בנוסף, גם בצפיפות אנרגיה גבוהה, אורך הגל של הלייזר האינפרא אדום אינו נספג בנחושת, מה שמגביל עוד יותר את טווח השימוש שלו.

עם זאת, אורך הגל הפלט של הלייזר האולטרה-סגול נמוך מ-0.4μm, וזה היתרון העיקרי של התמודדות עם חומרים פולימריים.

בניגוד לעיבוד אינפרא אדום, מיקרו-עיבוד אולטרה סגול אינו טיפול בחום כשלעצמו, ורוב החומרים סופגים אור אולטרה סגול ביתר קלות מאשר אור אינפרא אדום. פוטונים אולטרה סגולים בעלי אנרגיה גבוהה שוברים ישירות קשרים מולקולריים על פני השטח של חומרים לא מתכתיים רבים, וטכניקת תחריט הצילום ה"קרה" הזו מייצרת חלקים בעלי קצוות חלקים ופחמיזציה מינימלית. יתר על כן, למאפיינים של אורך גל קצר אולטרה סגול עצמו יש יתרונות למיקרו-עיבוד מכני של מתכות ופולימרים. ניתן להתמקד בנקודות בסדר גודל של תת-מיקרון, כך שניתן יהיה לעבד חלקים עדינים, ואפילו ברמות אנרגיית דופק נמוכות, ניתן להשיג צפיפות אנרגיה גבוהה לעיבוד יעיל של חומרים.

פרטי התקשרות:

אם יש לך רעיונות, אתה מוזמן לדבר איתנו. לא משנה היכן נמצאים הלקוחות שלנו ומהן הדרישות שלנו, אנו נפעל לפי המטרה שלנו לספק ללקוחותינו איכות גבוהה, מחירים נמוכים, והשירות הטוב ביותר.