Miks vajame mateeria ioniseerimiseks impulss lasereid?

Pulsslaseridmängige võtmerolli aine ionisatsioonis. Nad saavad täpselt tegutseda kõrge energiatarbega, äärmiselt lühikeste impulsside kujul, põhjustades asja lühikese aja jooksul suure hulga energiat ja realiseerivad kiiresti ionisatsiooniprotsessi.

Impulsslaserite omadused ja eelised
Omadused
1. Suur võimsus ja energiatihedus:
Pulseeritud laserid võivad välja anda suure tippvõimsuse ja sellel on äärmiselt suure võimsusega tihedus. See muudab laserienergia väga lühikese aja jooksul väga kontsentreeritud, mis võib saavutada materjalide ülitäpse töötlemise ja töötlemise. Suurim võimsus (tippvõimsus), mida üks impulss saavutab, on üks impulsslaserite olulistest indikaatoritest, mida tavaliselt mõõdetakse vattides (W).

2. lühike impulsi laius:
Impulsi laius viitab ühe impulsi kestusele ja on impulsslaserite oluline omadus. Impulsi laiust mõõdetakse tavaliselt nanosekundites, pikosekundites või isegi femtosekundites.
Kitsam impulsi laius aitab vähendada soojust mõjutatud tsooni, andes impulsslasserite ainulaadseid eeliseid sellistes valdkondades nagu täpsusmehaaniline ja meditsiiniline kirurgia.
3. Reguleeritav kordusmäär:
Impulsslaseri kordumiskiirus või impulsi korduskiirus kirjeldab sekundis eralduvate impulsside arvu või vastupidise aja impulsi intervalli.
Korduse määra saab kohandada vastavalt konkreetsetele rakendusnõuetele, et täita erinevaid töötlemist ja katsetingimusi.
4. Täpne ajakontroll:
Pulseeritud laserid võivad saavutada impulsiheite aja täpse kontrolli, mis on eriti oluline rakenduste jaoks, mis nõuavad ülitäpset sünkroonimist.

Eelised
1. ülitäpselt töötlemine:
Pulsslaseri suure võimsuse ja energiatiheduse ning lühikese impulsi laiuse tõttu saab see materjalide täpse töötlemise ja töötlemise mikroskoopilisel skaalal.
See üldarvestusega töötlemisvõime muudab impulsslaseritel laialdased rakenduse väljavaated mikroelektroonika, optoelektroonika ja muude väljade alal.
2. madal kuumusega mõjutatud tsoon:
Kitsam impulsi laius aitab vähendada soojust mõjutatud tsooni ja vältida materjali liigsest kuumutamisest põhjustatud kõrvaltoimeid nagu deformatsioon ja sulamine.
See annab pulsslaseritele olulisi eeliseid sellistes valdkondades nagu täpsus töötlemine ja meditsiiniline kirurgia.
3. Kõrge kordusmäär:
Kõrge kordamiskiirusega impulsslaserid võivad eraldada rohkem impulsse ajaühiku kohta, parandades seeläbi töötlemise efektiivsust ja eksperimentaalset andmete hankimise kiirust.
See on eriti oluline stsenaariumide jaoks, mis nõuavad töötlemiseks või katsetamiseks suurt hulka impulsse.
4. lai valik rakendusvälju:
Impulsslasereid kasutatakse laialdaselt paljudes valdkondades nende ainulaadsete jõudlusomaduste tõttu. Näiteks meditsiinivaldkonnas saab neid kasutada oftalmoloogiliseks raviks, naharavi jne; Tööstusvaldkonnas saab neid kasutada metalli lõikamiseks, keevitamiseks, puurimiseks ja muudeks protsessideks; Teadusuuringute valdkonnas saab neid kasutada ultrafastiprotsesside ja ultra-precisioni töötlemise jms uurimiseks.

Materiaalse ionisatsiooni impulsslaseri rakenduspõhimõte:
1. ühe footoni ja mitmefotoni ionisatsiooniprotsess:
Enne tugeva lasertehnoloogia tekkimist võib mateeria ionisatsiooni kerge kiiritamise korral mõista protsessina, mille käigus aatomites olevad elektronid neelavad ühe footoni ja üleminekuga seotud olekust pidevasse olekusse. Kuid paljudel juhtudel, eriti kui koostisosade molekulide, näiteks õhk, ionisatsioonipotentsiaal on palju suurem kui kasutatud nähtava ribalaseri ühe footonienergia, on vajalik mitmefotoni ionisatsiooniprotsess. See tähendab, et aatomid või molekulid neelavad mitu footonit ja ülemineku kõrgemale energiatasemele ühes interaktsioonis valguse ja aine vahel ning saavutavad lõpuks üleminekuga seotud olekust vabasse olekusse.
2. tunneli ioniseerimine ja laviini ionisatsioonimehhanism:
Tunneli ionisatsioon: see on kvantmehaanika nähtus, mis viitab protsessile, kus välise ülimalt ulatuva elektrivälja toimimisel seonduvad elektronid läbivad nende potentsiaalsed tõkked ja sisenevad vaba oleku kaudu kvanttunneliefekti kaudu. Femtosekundilise laseriga genereeritud tugeva elektrivälja toimel on depressioonis või isegi hõrenenud elektronide poolt tunda kogu potentsiaalne barjäär, võimaldades seotud elektronidel läbi viia potentsiaalsed tõkked kvanttunneliefekti kaudu, alates seotud olekust vaba olekusse, moodustades vabad elektronid.
Laviini ionisatsioon: see on ahelreaktsiooni protsess. Kui esialgsed vabad elektronid saavad energiat tugevas elektriväljas ja põrkuvad materjali aatomite või molekulidega, vabastatakse veelgi rohkem vabasid elektroneid, moodustades sellega ioniseeritud laviini efekti. Täpsemalt, esialgsed vabad elektronid saab genereerida mitmefotoni imendumise või tunneldamise ionisatsiooni abil ja seejärel saada laservälja toimel kineetiline energia, põrkub aatomitega ja erutab rohkem vabasid elektrone. Äsja genereeritud elektronid kordavad ülaltoodud protsessi, mille tulemuseks on elektronide arvu eksponentsiaalne suurenemine.
3. Impulsi laiuse ja ionisatsiooni efektiivsuse suhe:
Impulsi laius määrab laseri tegevuse ajakava materjalil. Lühem impulsi laius tähendab, et laseril on materjalil toimimiseks lühem aeg, kuid energiatihedus on suurem, mis võib esile kutsuda tugevam füüsiline toime. Näiteks on femtosekundi impulsslaseri impulsi laius äärmiselt lühike, mis võib koondada väga lühikese aja jooksul eriti suure energia, saavutades sellega tõhusa ioniseerimise ja töötlemise. Seevastu nanosekundi impulsslaseri impulsi laius on pikem, energia hajub suhteliselt pika aja jooksul ja ionisatsiooni efektiivsus on suhteliselt madal.

Mõned praktilised rakendusjuhtumid impulss -laserite kohta materiaalses ionisatsioonis:
1. aatomite ja molekulide ultrafastide ionisatsioonispektrite uuringud:
Professor He Feng Shanghai Jiao Tongi ülikooli füüsika- ja astronoomiakoolist ning Ida -Hiina normaalse ülikooli täppispektroskoopia riiklikust võtmeispektroskoopiast pärit professor Wu Jian on teinud koostööd ultrafastiliste füüsikaliste protsesside, näiteks ionisatsiooni ja aatomite ja aatomite ja molekulide molekulaarsete dissotsiatsioonide uurimiseks fetosekundilistest tugevatest lamadest. Näiteks avastasid nad sellised nähtused nagu rabi võnkumine aatomite molekulaarse dissotsiatsiooni ja ionisatsiooni pärssimise protsessis kahevärvilise laservälja toimimisel, mis andis olulise aluse mikroskoopiliste kvantsüsteemide ajast sõltuva evolutsiooniprotsessi mõistmiseks.

2. Laser indutseeritud jaotusspektroskoopia (LIB) rakendamine elementaarses analüüsis:
LIBS-tehnoloogia genereerib mööduva plasma suure võimsusega tihedusega impulsslaserite interaktsiooni kaudu ainega ja analüüsib plasma emissioonispektrit, et määrata valimi materjali koostis ja sisaldus. Sellel tehnoloogial on mittekontaktide omadused, madal hävitavus, kiire in situ kauganalüüs ja mitme elemendi samaaegne veebipõhine jälgimine. Seda saab rakendada metallurgia, kultuurilise reliikvia tuvastamise, arheoloogia, biomeditsiini ja muude põldude korral.

3. Materjali töötlemine ja mikro-nano tootmine:
Femtosekund laseriga saab tõhusalt realiseerida mikroni taseme suurust, erilist kuju ja äärmist täpsust. Materjali pinnal pole sulamisjälgi, siledad ja puhtad servad ning pritsmed. Näiteks kasutatakse seda laialdaselt liitium-ioon akulektroodide materjalide täpsuses, veresoonte stentide täpse lõikamise ja mobiiltelefoni ekraanide täpse lõikamise korral. Lisaks võib ultrafast-laser-mikro-nano töötlemine valmistada materjali pinnale ka rikkaliku mikron-nano hierarhilise struktuuri, parandada materjali fotoelektrilist ja fototermilist muundamiskiirust ning rakendada antibakteriaalsetele ja antibakteriaalsetele pindadele.

Üldiselt mängivad pulseeritud laserid olulist rolli materjalide ionisatsiooniprotsessis, millel on ainulaadne suur võimsus, lühike impulsi laius ja täpsed ajakontrolli omadused. Need omadused mitte ainult ei paranda ionisatsiooni efektiivsust, vaid muudavad ka ionisatsiooniprotsessi täpsemaks ja kontrollitavaks, pakkudes võimsat vahendit teaduslike uuringute ja tööstuslike rakenduste jaoks.

Kontaktteave:

Kui teil on ideid, rääkige meiega julgelt. Pole tähtis, kus meie kliendid asuvad ja millised on meie nõuded, järgime oma eesmärki pakkuda klientidele kvaliteetseid, madalaid hindu ja parimat teenust.