현대 첨단 제조업에서 레이저는 단순히 절단 도구가 아니라 특정 시간 스케일에 작동하는 물리적 도구입니다.공학 재료가 실리콘과 강철에서 사피르로 진화함에 따라, 다이아몬드, 세라믹, 넓은 대역 반도체, 고온 합금, 레이저의 펄스 기간은 가공 품질을 결정하는 지배적 인 요소가됩니다.
오늘날 산업용 레이저 처리에는 두 가지 펄스 방식이 지배적입니다.
나노초 (ns) 레이저와 피코초 (ps) 레이저
이 두 가지의 차이는 증가하는 것이 아니라 물질이 제거되는 방식에 근본적인 변화를 나타냅니다.
나노초 레이저는 일반적으로 1 ~ 100 ns 사이의 펄스 너비로 작동합니다. 이 시간 스케일에서 레이저·물질 상호 작용은 고전적인 열 경로를 따르고 있습니다.
광자 흡수 → 전자 흥분 → 격자 가열 → 녹음 → 증발 → 재탄화
다른 말로, 물질은 녹여서 끓여서 제거됩니다.
이 메커니즘은 거시적 절단 및 용접에 잘 작동하지만, 특히 부서지기 쉬운 또는 초고장 재료에 대한 정밀 마이크로 가공에 심각한 제한을 도입합니다.긴 상호 작용 시간은 열이 주변 격자로 확산 할 수 있습니다., 생산:
열에 영향을 받는 구역 (HAZ)
용액물질의 재접속층
열 스트레스 및 미세 균열
사파이어, 루비, 다이아몬드, 세라믹, 또는 SiC를 가공할 때, 나노초 레이저는 종종 가장자리를 쪼개고,광학에서 용납할 수 없는 차원 제어의 손실, 반도체 및 마이크로 기계 장치.
피코초 레이저는 나노초 시스템보다 세 차원 더 짧은 1 ′′ 50 ps의 펄스 너비에서 작동합니다.이 기간은 흥분된 전자에서 결정 격리체로 에너지 전송에 필요한 특성 시간보다 짧습니다..
그 결과, 레이저는 열이 형성되기 전에 에너지를 저장합니다.
상호작용은 다음과 같습니다.
광자 흡수 → 초고속 이온화 → 플라스마 형성 → 결합 분해 → 직접 물질 방출
이 과정은 아열성 (또는 "냉면") 절제라고 알려져 있습니다. 물질은 녹지 않고 원자 규모에서 물리적으로 분해됩니다.
이것은 극적으로 다른 결과로 이어집니다.
| 재산 | 나노초 레이저 | 피코초 레이저 |
|---|---|---|
| 열에 영향을 받는 구역 | 10~30μm | < 1μm |
| 재배열층 | 의미 있는 | 거의 없습니다. |
| 균열과 조각 | 일반 | 최소 |
| 가장자리 및 구멍 품질 | 녹음으로 손상된 | 깨끗하고 날카롭다 |
| 프로세스 안정성 | 한정된 | 고도로 제어 가능 |
초고고고 부서지기 쉬운 물질의 경우, 피코초 레이저는 나노초 레이저가 도달할 수 없는 수준의 제어 기능을 제공합니다.
현대 공학에서 뚫림은 더 이상 단순한 개척이 아니라 기능적인 구조입니다. 마이크로 구멍은 다음과 같이 사용됩니다.
반도체 가스 채널 및 TSV
광학열개 및 마이크로 렌즈 배열
공기 및 유체 운반 시스템
정밀 노즐 및 냉각 채널
이 구멍 들 은 종종 지름 이 몇 미크론 에 불과 하며, 둥글기, 깊기, 가장자리 완전성 등 에 있어서 엄격 한 허용 을 유지 해야 한다. 열 손상 이 몇 미크론 이더라도 성능 을 파괴 할 수 있다.
나노초 레이저는 녹음에 의존하기 때문에, 그들은 균열이나 왜곡을 유발하지 않고 사피르, 다이아몬드, 세라믹 또는 SiC에서 그러한 구조를 생성하기 위해 고군분투합니다.비열 절제로 물질을 제거합니다., 진정한 미크론 규모의 기능적 미시 구조를 가능하게 합니다.
피코 초초 레이저의 장점은 레이저 단독으로 오는 것이 아니라 전체 운동, 제어 및 광 시스템에 달려 있습니다. 산업용 피코 초초 마이크로 가공은 다음을 요구합니다.
여러 축 동기화 운동
미크론 수준의 위치 정밀도
프로그래밍 가능한 도구 경로 (G 코드 또는 CAD 기반)
실시간 광학 정렬 및 모니터링
현대 픽세컨드 마이크로 드릴링 플랫폼은 4축 모션 컨트롤, 고 확대 CCD 비전 시스템, 구멍 직경, 깊이 및 모양의 디지털 컨트롤을 통합합니다.이러한 특징은 피코초초 펄스의 물리적 장점을 반복 가능한, 생산 수준 제조 능력.
나노초와 피코초 레이저의 차이는 단순히 속도가 아니라 물질이 열이나 초고속 물리학으로 제거되는지에 있습니다.
공학이 사파이어 광학, 다이아몬드 도구, 세라믹 부품, 넓은 대역 간격 반도체 기판으로 발전함에 따라 열 처리도 한계에 도달합니다.피코초 레이저는 열 기반 가공에서 비 열 정밀 재료 구조로 전환을 나타냅니다..
이런 의미에서, 피코 초초 레이저 처리는 더 나은 도구일 뿐만 아니라 제조 자체를 위한 새로운 물리적 시스템입니다.
현대 첨단 제조업에서 레이저는 단순히 절단 도구가 아니라 특정 시간 스케일에 작동하는 물리적 도구입니다.공학 재료가 실리콘과 강철에서 사피르로 진화함에 따라, 다이아몬드, 세라믹, 넓은 대역 반도체, 고온 합금, 레이저의 펄스 기간은 가공 품질을 결정하는 지배적 인 요소가됩니다.
오늘날 산업용 레이저 처리에는 두 가지 펄스 방식이 지배적입니다.
나노초 (ns) 레이저와 피코초 (ps) 레이저
이 두 가지의 차이는 증가하는 것이 아니라 물질이 제거되는 방식에 근본적인 변화를 나타냅니다.
나노초 레이저는 일반적으로 1 ~ 100 ns 사이의 펄스 너비로 작동합니다. 이 시간 스케일에서 레이저·물질 상호 작용은 고전적인 열 경로를 따르고 있습니다.
광자 흡수 → 전자 흥분 → 격자 가열 → 녹음 → 증발 → 재탄화
다른 말로, 물질은 녹여서 끓여서 제거됩니다.
이 메커니즘은 거시적 절단 및 용접에 잘 작동하지만, 특히 부서지기 쉬운 또는 초고장 재료에 대한 정밀 마이크로 가공에 심각한 제한을 도입합니다.긴 상호 작용 시간은 열이 주변 격자로 확산 할 수 있습니다., 생산:
열에 영향을 받는 구역 (HAZ)
용액물질의 재접속층
열 스트레스 및 미세 균열
사파이어, 루비, 다이아몬드, 세라믹, 또는 SiC를 가공할 때, 나노초 레이저는 종종 가장자리를 쪼개고,광학에서 용납할 수 없는 차원 제어의 손실, 반도체 및 마이크로 기계 장치.
피코초 레이저는 나노초 시스템보다 세 차원 더 짧은 1 ′′ 50 ps의 펄스 너비에서 작동합니다.이 기간은 흥분된 전자에서 결정 격리체로 에너지 전송에 필요한 특성 시간보다 짧습니다..
그 결과, 레이저는 열이 형성되기 전에 에너지를 저장합니다.
상호작용은 다음과 같습니다.
광자 흡수 → 초고속 이온화 → 플라스마 형성 → 결합 분해 → 직접 물질 방출
이 과정은 아열성 (또는 "냉면") 절제라고 알려져 있습니다. 물질은 녹지 않고 원자 규모에서 물리적으로 분해됩니다.
이것은 극적으로 다른 결과로 이어집니다.
| 재산 | 나노초 레이저 | 피코초 레이저 |
|---|---|---|
| 열에 영향을 받는 구역 | 10~30μm | < 1μm |
| 재배열층 | 의미 있는 | 거의 없습니다. |
| 균열과 조각 | 일반 | 최소 |
| 가장자리 및 구멍 품질 | 녹음으로 손상된 | 깨끗하고 날카롭다 |
| 프로세스 안정성 | 한정된 | 고도로 제어 가능 |
초고고고 부서지기 쉬운 물질의 경우, 피코초 레이저는 나노초 레이저가 도달할 수 없는 수준의 제어 기능을 제공합니다.
현대 공학에서 뚫림은 더 이상 단순한 개척이 아니라 기능적인 구조입니다. 마이크로 구멍은 다음과 같이 사용됩니다.
반도체 가스 채널 및 TSV
광학열개 및 마이크로 렌즈 배열
공기 및 유체 운반 시스템
정밀 노즐 및 냉각 채널
이 구멍 들 은 종종 지름 이 몇 미크론 에 불과 하며, 둥글기, 깊기, 가장자리 완전성 등 에 있어서 엄격 한 허용 을 유지 해야 한다. 열 손상 이 몇 미크론 이더라도 성능 을 파괴 할 수 있다.
나노초 레이저는 녹음에 의존하기 때문에, 그들은 균열이나 왜곡을 유발하지 않고 사피르, 다이아몬드, 세라믹 또는 SiC에서 그러한 구조를 생성하기 위해 고군분투합니다.비열 절제로 물질을 제거합니다., 진정한 미크론 규모의 기능적 미시 구조를 가능하게 합니다.
피코 초초 레이저의 장점은 레이저 단독으로 오는 것이 아니라 전체 운동, 제어 및 광 시스템에 달려 있습니다. 산업용 피코 초초 마이크로 가공은 다음을 요구합니다.
여러 축 동기화 운동
미크론 수준의 위치 정밀도
프로그래밍 가능한 도구 경로 (G 코드 또는 CAD 기반)
실시간 광학 정렬 및 모니터링
현대 픽세컨드 마이크로 드릴링 플랫폼은 4축 모션 컨트롤, 고 확대 CCD 비전 시스템, 구멍 직경, 깊이 및 모양의 디지털 컨트롤을 통합합니다.이러한 특징은 피코초초 펄스의 물리적 장점을 반복 가능한, 생산 수준 제조 능력.
나노초와 피코초 레이저의 차이는 단순히 속도가 아니라 물질이 열이나 초고속 물리학으로 제거되는지에 있습니다.
공학이 사파이어 광학, 다이아몬드 도구, 세라믹 부품, 넓은 대역 간격 반도체 기판으로 발전함에 따라 열 처리도 한계에 도달합니다.피코초 레이저는 열 기반 가공에서 비 열 정밀 재료 구조로 전환을 나타냅니다..
이런 의미에서, 피코 초초 레이저 처리는 더 나은 도구일 뿐만 아니라 제조 자체를 위한 새로운 물리적 시스템입니다.
