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工业应用
纳秒紫外激光器玻璃毛化工艺探索
材料来源: 光至科技           录入时间:2023/11/10 21:10:17

01前言

玻璃是非晶无机非金属材料,透明而光滑,它可以用来制作器物、也可以作为修饰门窗等等工艺制作品。目前,玻璃已成为现代日常生活、生产和科学技术领域的重要材料。随着社会的发展,环保意识的增强,人们对玻璃制品毛化提出了更高的要求。紫外激光加工玻璃毛化具有纹理可控、高效稳定、设备操作方便、工序简单等优势,将逐步替换或取代传统的工艺加工方式。

玻璃整体毛化图

3C标记图

02 激光玻璃磨砂工艺与传统喷砂工艺的对比

玻璃具有较高的化学稳定性,而化学刻蚀毛化所采用的化学试剂具有一定的化学腐蚀性,对环境、设备和操作人员的危害较大;喷砂/磨砂毛化则使生产良率降低、效率减慢,工序管控严苛,并且也会对环境有一定的污染。采用纳秒固体紫外激光对玻璃表面进行毛化处理,可以有效解决传统加工工艺的痛点,具备快速高效、无污染、对环境友好、损耗低的特点,可以推动玻璃加工工艺技术革新,实现一定的经济价值。

03 15W激光器与30W激光器玻璃毛化效率对比

纳秒固体紫外的波段为355nm,玻璃对紫外波段激光吸收率高,由于聚焦光斑小,能量密度高,采用紫外加工玻璃毛化更加细腻。

由于玻璃硬脆的特性,若激光能量参数控制不当,容易导致玻璃微裂纹扩展、受热开裂或者表面边缘崩边严重。为了追求不同的雾度、透光率、粗糙度以及表面美观效果,必须选取调整合适的激光工艺参数。

效率对比图

粗糙度测试图片

毛化效果微观图

我们在加工毛化效果一致的情况下,分别采用15W和30W两款不同功率的激光器进行毛化效率的对比,根据测试结果可见,采用高功率激光器的毛化效率更高,30W激光器相比15W激光器效率提高158%,且30W激光器具有更大的单脉冲能量,在进行加工时可以提高输出频率,继而提高加工速度,因此在玻璃毛化应用上效率更高,更具性价比。

04 结语

30W紫外外观图

30w紫外产品概述:

对每处发热点进行水冷回路设计,采用最优的冷却方案实现高精准冷却;

对常规晶体进行特殊掺杂,提升增益晶体的热导率,有效控制晶体热效应;

多轮热仿真与实践,设计出热稳定性最优的结构方案;

合理的耦合方案和腔型设计,产品功率输出稳定;

文章来源: 光至科技

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