많은 영역과 다양한 재료에 사용되는 중요한 유형의 레이저 소스는 자외선(UV) 레이저 입니다 .
이 레이저의 주요 특징은 150~400nm 사이의 감소된 파장입니다. 이 특성은 방사선을 매우 활발하게 만들고 따라서 재료의 화학적-물리적 특성과 상호 작용할 수 있습니다.
UV 레이저의 용도는 무엇입니까?
우리가 자외선에 대해 이야기할 때 우리는 인간이 볼 수 있는 것보다 파장이 짧은 빛을 말합니다.
UV 레이저는 다음과 같은 정밀 응용 분야 및 가공에 적합합니다.
스탬핑 또는 미세 침식 도구의 조각;
표면의 구조나 화학적 조성이 변형되지 않은 유리 및 합성재료의 마킹
디젤 인젝터에 작은 구멍 생성;
원래 페인트 레이어에 영향을 주지 않고 오래된 그림을 청소합니다.
다양한 산업 분야에서 사용되는 가공 케이블 및 투명 또는 유색 파이프 가공;
다양한 재료의 정밀 미세 가공;
침습적 의료 응용 프로그램 및 전자 하우징용 플라스틱 마킹
표면 구조화에서 이 레이저는 집적 회로 제조에 사용되는 리소그래피 기술과 기계적 마이크로 EDM 가공 사이의 격차를 해소합니다.
UV 레이저 마킹 의 광범위한 응용 분야에는 다음과 같은 초미세 가공도 포함됩니다.
전자 및 반도체,
플라스틱 가공,
금속에 대한 정밀 3D 굴착,
의료 기기 처리,
센서 등
UV 레이저를 사용한 금속 밀링
자외선 레이저가 이러한 공정에 적합한 이유는 무엇입니까?
자외선 레이저의 파장이 짧기 때문에 작은 영역과 집중된 지점에서 작동할 수 있습니다.
짧은 펄스 폭과 높은 에너지 강도로 인해 각 펄스에 대한 재료 제거가 적어 잘 정의된 미세 구조를 생성할 수 있습니다.
빔의 강도가 너무 높아 재료가 제거라는 프로세스에서 증기 상태로 제거되며 최종 결과는 깨끗한 표면입니다.
UV 레이저 마킹은 자외선이 재료의 원자와 분자 사이의 결합을 끊어서 과열을 방지하고 가공 정밀도에 부작용이 있는 열 효과 영역(HAZ)을 생성하기 때문에 콜드 마킹이라고도 합니다. .
생성되는 프로세스는 광분해로 정의되며 재료가 레이저에서 방출되는 빛을 최대로 흡수하기 때문에 선명하고 눈에 띄는 마크를 얻기 위해 최소한의 전력이 필요합니다.
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적외선에서 자외선 스펙트럼
UV 레이저의 종류는 무엇입니까?
UV 레이저에는 세 가지 주요 유형이 있습니다.
다이오드 펌핑 고체 레이저
첫 번째는 DPSS(Diode-Pumped Solid-State Laser) Nd:YAG Q-Switch로 이중 결정을 사용하여 1064nm의 적외선 파장을 변경하고 355nm의 자외선 파장으로 전환합니다.
광선의 모양은 가우시안이므로 스폿은 둥글고 에너지 강도는 중심에서 가장자리로 갈수록 점차 감소합니다. 빔은 10μm 정도의 스폿에 초점을 맞출 수 있습니다.
원칙적으로 모든 고체 레이저와 마찬가지로 이러한 자외선 레이저는 온도 변화에 민감합니다.
작업의 높은 반복 속도와 작업 영역이 매우 작기 때문에 이 레이저는 미세 가공에 가장 적합합니다.
엑시머 레이저
두 번째 유형의 UV 레이저는 가스 레이저인 엑시머 레이저입니다. 이 레이저의 파장은 사용되는 가스 혼합물의 유형에 따라 다르며 범위는 180nm에서 300nm 이상입니다.
생성된 광선은 둥글지 않고 다소 일정한 강도 분포를 가진 직사각형 모양을 가집니다. 마스크를 사용하여 특정 지점 형상을 생성할 수 있습니다.
금속 증기 레이저
UV 레이저의 세 번째 유형은 금속 증기 레이저입니다. 다른 많은 금속의 증기도 사용할 수 있지만 구리 증기 레이저가 가장 자주 사용됩니다.
구리 증기 레이저는 511nm 및 578nm의 파장에서 방사선을 생성합니다. 빔의 모양은 가우시안이므로 레이저는 고체 자외선 레이저와 동일한 범위의 응용 분야에 적합합니다.
UV 레이저 마킹의 추가 개발
따라서 UV 레이저는 고품질 결과를 제공하는 마이크로 스케일 응용 분야에 적합합니다. 이것은 대체 기술로 "Ultra Fast"(USP) 레이저만이 존재하지만 비용이 훨씬 더 많이 드는 광범위한 응용 분야를 열었습니다.
가시광선 및 적외선 레이저 방사선에 비해 처리 속도가 느리기 때문에 레이저 제조업체는 평균 출력이 더 높은 레이저를 개발해야 하며 이는 기술 비용을 줄이는 데 도움이 될 것입니다.
레이저 응용 분야의 지속적인 발전으로 혁신이 가속화되고 있으며 현대 산업이 매우 미세하고 빠르고 복잡한 처리를 수행해야 하는 필요성을 감안할 때 이러한 유형의 소스 사용이 확대될 것으로 예상됩니다.
