Why are UV lasers used: applications, characteristics and types

 

 

Why are UV lasers used: applications, characteristics and types

An important type of laser source used in many areas and on various materials is the Ultraviolet (UV) Laser.

 

The key feature of these lasers is the reduced wavelength which is between 150 and 400 nm. This characteristic makes the radiation extremely energetic and therefore allows it to interact with the chemical-physical characteristics of the materials.

 

What are the applications of UV lasers?

When we talk about ultraviolet light we refer to a light with a wavelength shorter than that visible to humans, since violet is the last color on the scale perceived by the human eye.

UV lasers are suitable for precision applications and machining such as:

 

Engraving of stamping or micro-erosion tools;

Marking of glass and synthetic materials for which the surface is not modified in structure or chemical composition;

Creation of small holes in the diesel injectors;

Cleaning old paintings without affecting the original paint layers.

Processing of overhead cables and transparent or colored pipes used in various industrial sectors;

Precision micromachining of different materials;

Marking of plastics for invasive medical applications and for electronic housings;

In surface structuring, these lasers bridge the gap between lithographic techniques used in the manufacture of integrated circuits and mechanical micro-EDM machining.

The wide range of applications of UV laser marking also includes ultrafine processing such as:

uv laser | green laser | Ultraviolet lasers | uv dpss laser | nanosecond laser | UV laser source | Solid State Lasers 

Electronics and semiconductors,

Plastic processing,

Precision 3D excavation on metals,

Processing on medical devices,

Sensors, etc.

Metal milling with UV laser 

What makes Ultraviolet Lasers so suitable for these processes?

The short wavelength of ultraviolet lasers allows them to operate on tiny areas and focused spots.

The short pulse widths and high energy intensities result in a small removal of material for each pulse, thus enabling the production of well-defined microstructures.

 

La intensidad del haz es tan alta que el material se elimina en fase de vapor en un proceso llamado ablación, cuyo resultado final es una superficie limpia.

 

El marcado con láser UV también se conoce como marcado en frío porque la luz ultravioleta rompe los enlaces entre los átomos y las moléculas del material, evitando que se sobrecaliente, creando una zona de efecto térmico (HAZ) con efectos secundarios a la precisión del procesamiento. .

 

El proceso que se genera se define como degradación fotolítica y requiere una mínima potencia para obtener marcas claras y visibles, ya que el material absorbe al máximo la luz radiada por el láser.

 

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Espectro de luz infrarroja a ultravioleta

¿Cuáles son los tipos de láseres UV?

Hay tres tipos principales de láseres UV.

 

Láser de estado sólido bombeado por diodos

El primero es un láser de estado sólido bombeado por diodos (DPSS) Nd: YAG Q-Switch, en el que se utilizan cristales de duplicación para cambiar la longitud de onda infrarroja de 1064 nm y cambiarla a la longitud de onda del ultravioleta de 355 nm.

La forma del rayo es gaussiana, por lo que la mancha será redonda y la intensidad de la energía disminuirá gradualmente desde el centro hacia el borde. El haz se puede enfocar en puntos del orden de 10 µm.

 

En principio, como todos los láseres de estado sólido, estos láseres ultravioleta son sensibles a los cambios de temperatura.

 

La alta velocidad de repetición de la operación y el área muy pequeña sobre la que actúan hacen de estos láseres los más adecuados para el micromecanizado.

 

Láser excimer

El segundo tipo de láser UV es un láser de gas, el láser excimer. La longitud de onda de este láser depende del tipo de mezcla de gases utilizada y oscila entre 180nm y más de 300nm.

El rayo generado no es redondo, sino que tiene forma rectangular con una distribución de intensidad más o menos constante. Las máscaras se pueden utilizar para generar geometrías puntuales específicas.

 

Láser de vapor metálico

El tercer tipo de láser UV es el láser de vapor de metal. El láser de vapor de cobre es el más utilizado aunque también se pueden utilizar vapores de muchos otros metales.

Los láseres de vapor de cobre generan radiación a una longitud de onda de 511 nm y 578 nm. La forma del haz es gaussiana, lo que hace que el láser sea adecuado para la misma gama de aplicaciones que el láser ultravioleta de estado sólido.

 

Nuevos desarrollos del marcado láser UV

Por lo tanto, los láseres UV son adecuados para aplicaciones a microescala con resultados de alta calidad. Esto ha abierto una amplia gama de aplicaciones para las que solo existen láseres “Ultra Fast” (USP) como tecnología alternativa, pero con costos mucho más altos.

 

La baja velocidad de procesamiento en comparación con la radiación láser visible e infrarroja impulsará a los fabricantes de láseres a desarrollar láseres con potencias promedio más altas y esto ayudará a reducir el costo de la tecnología.

 

Con el continuo desarrollo del sector de aplicaciones láser, la innovación se está acelerando y dada la necesidad de la industria moderna de realizar procesamientos extremadamente finos, rápidos y complejos, se espera una expansión del uso de este tipo de fuente.

 

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