A aplicação do laser infravermelho e qual é a diferença com o laser violeta?

No campo do laser, a banda infravermelha é definida como o comprimento de onda do laser de imagem.Um laser infravermelhoé amplamente utilizado no campo militar e no campo civil, que é determinado pelas características da banda infravermelha.

Com o progresso contínuo da pesquisa de tecnologia de laser infravermelho, os métodos de geração de laser infravermelho são gradualmente expandidos, principalmente por meio da emissão direta de íons dopados, tecnologia de semicondutores e tecnologia não linear.

(1) Emissão direta de íons dopantes:

Existem diferentes níveis de energia entre os íons, e os elétrons transitam entre os níveis de energia, que irão emitir fótons com energia da banda do infravermelho médio, formando assim um laser. Entre eles, os íons ativados em um excelente laser de íons dopados precisam atender a três condições:

① Possui uma estrutura de nível de energia e estado metaestável.

② Para melhorar significativamente a eficiência da conversão da fonte de luz da bomba, devem ser selecionados íons ativados com largura de faixa de absorção de luz forte.

③ A eficiência quântica de fluorescência é maior. Embora o laser emitido diretamente por íons dopados tenha alta eficiência de conversão óptica, limitada pelas características do material, ele só consegue obter uma pequena faixa de banda do laser.

(2) tecnologia de semicondutores.

O laser semicondutor tradicional é através da combinação de elétrons e buracos para que a radiação dos fótons entre no laser. Após o surgimento da tecnologia de cascata quântica, a eficiência quântica e a potência de saída podem ser melhoradas e, ao mesmo tempo, a faixa de comprimento de onda do laser de saída é estendida. Tais dispositivos são eficientes e possuem uma ampla gama de comprimentos de onda de saída, mas sua potência de saída é relativamente baixa e precisam operar em baixas temperaturas.

(3) tecnologia de conversão de frequência não linear.

Ao usar esta técnica, a frequência do laser emitida diretamente pelos íons pode ser transformada de forma eficaz, de modo que a banda do laser possa ser expandida de forma eficaz. Ao mesmo tempo, pode realizar miniaturização, cura total e saída de laser de alta potência.

Como a banda infravermelha está localizada na janela de absorção atmosférica, é uma área relativamente concentrada de energia de radiação térmica e a absorção de água é muito forte, por isso é amplamente utilizada em vários campos.

(1) Mísseis guiados por infravermelho usam detectores de infravermelho para adquirir e rastrear a energia da radiação térmica emitida pelo alvo, obter busca e orientação e atingir um ataque preciso. Os mísseis guiados por infravermelho variam desde a primeira geração do míssil ar-ar "Sidewinder" AM-9série B desenvolvido pelos americanos até a segunda geração do míssil britânico "Red Head" e o disparado "Matra" Míssil R530, para a terceira geração do míssil soviético P-73. As três primeiras gerações são limitadas pela tecnologia de busca de fonte pontual infravermelha, que não consegue distinguir vários alvos. Desde a década de 1970, a quarta geração da tecnologia de imagem de olhar infravermelho, que trata os alvos térmicos como uma fonte estendida, trouxe a revolução dos mísseis guiados por infravermelho. A quarta geração é típica do míssil "Monster Serpent" -4/5 de Israel.

(2) infravermelho Lidar. O laser tem as vantagens de alto brilho, excelente monocromático e forte diretividade. Aspecto de imagem alta alcançou uma vantagem muito grande, melhorando a resolução para um nível centimétrico ou mesmo milimétrico, em comparação com o radar de microondas anterior, quase 100 vezes maior; Também é 1000 vezes superior ao radar de microondas na medição da velocidade angular. Ao mesmo tempo, como a banda do infravermelho médio está localizada na menor janela de absorção atmosférica, ela pode efetivamente melhorar a precisão da medição.

(3) comunicação a laser infravermelho. Como portador de informações, o laser pode enriquecer muito o meio de comunicação devido ao grande aumento da quantidade de informações que ele carrega. No entanto, a fonte de laser tradicional será fortemente absorvida e espalhada pela atmosfera, o que reduz muito a distância de comunicação, de modo que a comunicação a laser tradicional não pode substituir completamente a comunicação por rádio. No entanto, o laser infravermelho localizado na janela de absorção da atmosfera é menos absorvido e espalhado pela atmosfera, o que pode inaugurar uma nova era de comunicação a laser.

Além disso, o laser infravermelho também é usado em monitoramento médico e ambiental e em outros campos.

Laser ultravioleta:fótons ultravioleta de alta energia destroem diretamente as ligações moleculares na superfície de muitos materiais não metálicos, de modo que as moléculas para fora do objeto, dessa forma, não produzam alto calor, por isso é chamado de processamento a frio, principalmente usando um laser ultravioleta (comprimento de onda de 355 nm).

Complementação de laser infravermelho e laser ultravioleta

O laser infravermelho YAG (comprimento de onda de 1,06 μm) é a fonte de laser mais amplamente utilizada para o processamento de materiais.No entanto, muitos plásticos e alguns polímeros especiais, como poliimidas, que são usados ​​em grandes quantidades como materiais de base para placas de circuito flexível, não podem ser refinados por infravermelho ou processamento "térmico". Como o "calor" deforma o plástico, a carbonização das bordas dos orifícios cortados ou perfurados pode levar ao enfraquecimento estrutural e vias condutoras parasitas, e alguns processos de processamento adicionais devem ser adicionados para melhorar a qualidade do processamento. Portanto, o laser infravermelho não é adequado para o processamento de alguns circuitos flexíveis. Além disso, mesmo em altas densidades de energia, o comprimento de onda do laser infravermelho não é absorvido pelo cobre, restringindo ainda mais sua faixa de uso.

No entanto, o comprimento de onda de saída do laser ultravioleta está abaixo de 0,4μm, que é a principal vantagem de lidar com materiais poliméricos.

Ao contrário do processamento infravermelho, o microprocessamento ultravioleta não é um tratamento térmico per se, e a maioria dos materiais absorve a luz ultravioleta mais facilmente do que a luz infravermelha. Os fótons ultravioleta de alta energia quebram diretamente as ligações moleculares na superfície de muitos materiais não metálicos, e essa técnica de fotogravação "fria" produz peças com bordas lisas e carbonização mínima. Além disso, as próprias propriedades do comprimento de onda ultravioleta curto têm vantagens para o microprocessamento mecânico de metais e polímeros. Ele pode ser focado em pontos na ordem de magnitude submicrométrica, de modo que peças finas possam ser usinadas e, mesmo em níveis de energia de pulso baixos, alta densidade de energia pode ser obtida para processar materiais com eficiência.

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