فناوری ساخت لیزر بر اساس تعامل فیزیکی بین انرژی بالای لیزر و مواد برای تبخیر، ساییدن و اصلاح مواد برای دستیابی به اثر پردازش مواد است.امروزه پردازش لیزری به سرعت وارد تمام جنبه های زندگی شده است.در حال حاضر، هنوز هم عمدتاً مواد فلزی را پردازش می کند و بیش از 80٪ از کل کاربرد پردازش لیزر را اشغال می کند.از آنجایی که فلزاتی مانند آهن، مس، آلومینیوم و آلیاژهای مربوطه مواد سختی هستند، تأثیر بهتری بر لیزر دارند، بنابراین پردازش لیزری به راحتی قابل اعمال است.برای برخی از کاربردهای رایج برش لیزری و جوشکاری فلزات، ممکن است فقط نیاز به دانستن توان نوری مربوطه داشته باشید، اما الزامات تحقیقاتی برای پردازش در واقع خیلی سختگیرانه نیست.
اما در واقع، بسیاری از مواد غیر فلزی در زندگی روزمره و تولیدات پیشرفته مورد استفاده قرار می گیرند، مانند مواد نرم، مواد ترموپلاستیک، مواد حساس به حرارت، مواد سرامیکی، مواد نیمه هادی و مواد شکننده مانند شیشه.اگر قرار باشد این مواد توسط لیزر پردازش شوند، الزامات مربوط به خواص پرتو، درجه فرسایش و کنترل آسیب مواد بسیار سختگیرانه است و اغلب برای دستیابی به پردازش بسیار ظریف، حتی در سطح میکرو نانو لازم است.اغلب دستیابی به نتایج با لیزرهای مادون قرمز رایج دشوار است و لیزرهای فرابنفش انتخاب بسیار مناسبی هستند.
فناوری لیزر فرابنفش همه کاره است
لیزر فرابنفش به نوری اطلاق می شود که پرتو خروجی در طیف فرابنفش قرار دارد و با چشم غیرمسلح نامرئی است.در حال حاضر، لیزرهای صنعتی رایج ماوراء بنفش شامل لیزرهای فرابنفش کریستال جامد و لیزرهای فرابنفش گازی است.سه برابر فرکانس لیزر مادون قرمز تمام حالت جامد می تواند خروجی لیزر فرابنفش را دریافت کند و طول موج آن عمدتاً 355 نانومتر است.در حال حاضر، عرض پالس با موفقیت از سطح نانوثانیه به پیکوثانیه توسعه یافته است.لیزرهای اگزایمر، لیزرهای معمولی فرابنفش گازی هستند که عمدتاً برای جراحی چشم و لیتوگرافی تراشه استفاده می شود.در سال‌های اخیر، لیزرهای فیبر به تدریج محصولاتی را در باند فرابنفش توسعه داده‌اند و لیزرهای فیبر ماوراء بنفش پیکوثانیه نماینده‌ترین آنها هستند.
از آنجایی که لیزرهای فرابنفش حرارت زیادی را در طول تبدیل دوبرابر فرکانس از دست می دهند و هزینه آن همچنان بالاست، دستیابی به توان بالاتر در حال حاضر دشوار است.لیزر فرابنفش اغلب به عنوان منبع نور سرد در نظر گرفته می شود، بنابراین پردازش لیزر ماوراء بنفش را پردازش سرد نیز می نامند که برای پردازش مواد شکننده بسیار مناسب است.
پردازش مواد شکننده متداول توسط لیزر UV
شیشه ماده ای است که به طور گسترده در زندگی روزمره استفاده می شود.از لیوان های نوشیدنی، لیوان های شراب، ظروف گرفته تا تزئینات شیشه ای، الگوسازی روی شیشه اغلب یک مشکل دشوار است.پردازش سنتی اغلب منجر به میزان بالایی از آسیب شیشه می شود.لیزرهای فرابنفش برای سطوح شیشه ای بسیار مناسب هستند.می توان از آن برای علامت گذاری، الگوبرداری و تولید بسیار ظریف استفاده کرد.علامت گذاری لیزر ماوراء بنفش کاستی های مختلفی را در گذشته جبران می کند، مانند دقت پایین پردازش، کشیدن دشوار، آسیب به قطعه کار و آلودگی محیطی.با مزایای پردازش منحصر به فرد خود، تبدیل به مورد علاقه جدید فرآوری شیشه شده است و در لیست لیوان های شراب مختلف، هدایای صنایع دستی و سایر صنایع به عنوان یکی از موارد ضروری ذکر شده است.ابزارهای پردازش
از مواد سرامیکی در ساخت و ساز، ظروف، تزئینات و ... استفاده زیادی می شود، اما در واقع سرامیک در دستگاه های محصولات الکترونیکی نیز کاربرد فراوانی دارد.به عنوان مثال، تاجران تلفن همراه قبلاً روکش های سرامیکی را معرفی کرده اند که به طور گسترده در ارتباطات سیار، ارتباطات نوری و محصولات الکترونیکی استفاده می شود.از فرول های سرامیکی، زیرلایه های سرامیکی، پایه های پکیج سرامیکی، صفحات پوششی سرامیکی برای سیستم های شناسایی اثر انگشت و ... استفاده می شود.هرچه تولید این قطعات سرامیکی پیچیده تر باشد، استفاده از برش لیزر ماوراء بنفش در حال حاضر یک انتخاب ایده آل است.لیزر فرابنفش دارای دقت پردازش بسیار بالایی برای برخی از برش های نازک سرامیکی است، باعث تکه تکه شدن سرامیک نمی شود و برای شکل دهی یکباره نیازی به آسیاب ثانویه ندارد و در آینده بیشتر مورد استفاده قرار خواهد گرفت.
برش ویفر لیزری اشعه ماوراء بنفش: سطح زیرلایه یاقوت کبود سخت است و برش آن توسط چرخ کاتر عمومی دشوار است و سایش زیاد است، عملکرد کم است و مسیر برش بزرگتر از 30 میکرومتر است که نه تنها سطح استفاده را کاهش می دهد، اما خروجی محصول را نیز کاهش می دهد.با هدایت صنعت LED آبی و سفید، تقاضا برای برش ویفر بستر یاقوت کبود به شدت افزایش یافته است و الزامات بالاتری برای بهبود بهره وری و بازده محصول نهایی ارائه شده است.ویفرهای برش لیزر ماوراء بنفش می توانند به برش با دقت بالا، برش های صاف و بازدهی بسیار بهبود یافته دست یابند.
برش کوارتز همیشه یک مشکل در صنعت بوده است.متداول ترین روش پردازش سنتی "تیغ اره دوزی" است که به روش "سخت به سخت" پردازش می شود.کوارتز بسیار شکننده است و پردازش آن دشوار است.تیغه های اره الماسی مواد مصرفی هستند.
لیزر فرابنفش دارای دقت فوق العاده بالا ± 0.02 میلی متر است که می تواند الزامات برش دقیق را به طور کامل تضمین کند.هنگام مواجهه با برش کوارتز، کنترل دقیق قدرت می تواند سطح برش را بسیار صاف کند و سرعت آن بسیار سریعتر از پردازش دستی است.پارامترها را می توان به صورت تمام دیجیتال نمایش داد و پارامترهای مختلف را می توان به طور دقیق از طریق رایانه تنظیم کرد.این بیشتر بصری است تا دقیق، و دشواری شروع بسیار کمتر از برش دستی است.