L'application du laser infrarouge et quelle est la différence avec le laser violet ?

Dans le domaine laser, la bande infrarouge est définie comme la longueur d'onde du laser image.Un laser infrarougeest largement utilisé dans le domaine militaire et civil, qui est déterminé par les caractéristiques de la bande infrarouge.

Avec les progrès continus de la recherche sur la technologie laser infrarouge, les méthodes de génération de laser infrarouge sont progressivement étendues, principalement par l'émission directe d'ions dopés, la technologie des semi-conducteurs et la technologie non linéaire.

(1) Émission directe d'ions dopants :

Il existe différents niveaux d'énergie parmi les ions, et les électrons effectuent une transition entre les niveaux d'énergie, qui émettront des photons avec une énergie de la bande infrarouge moyen, formant ainsi un laser. Parmi eux, les ions activés dans un excellent laser à ions dopés doivent remplir trois conditions :

① Il a une structure de niveau d'énergie et un état métastable.

② Afin d'améliorer considérablement l'efficacité de la conversion de la source lumineuse de la pompe, des ions activés avec une forte largeur de bande interdite d'absorption de la lumière doivent être sélectionnés.

③ L'efficacité quantique de fluorescence est plus élevée. Bien que le laser émis directement par des ions dopés ait un rendement de conversion optique élevé, limité par les caractéristiques du matériau, il ne peut obtenir qu'une petite plage de bande du laser.

(2) technologie des semi-conducteurs.

Le laser à semi-conducteur traditionnel se fait par la combinaison d'électrons et de trous de sorte que le rayonnement de photons dans le laser. Après l'apparition de la technologie de cascade quantique, l'efficacité quantique et la puissance de sortie peuvent être encore améliorées, et en même temps, la plage de longueurs d'onde du laser de sortie est étendue. De tels dispositifs sont efficaces et ont une large gamme de longueurs d'onde de sortie, mais leur puissance de sortie est relativement faible et ils doivent fonctionner à basse température.

(3) technologie de conversion de fréquence non linéaire.

En utilisant cette technique, la fréquence du laser émis directement par les ions peut être transformée efficacement, de sorte que la bande laser peut être élargie efficacement. En même temps, il peut réaliser une miniaturisation, un durcissement complet et produire un laser haute puissance.

Parce que la bande infrarouge est située dans la fenêtre d'absorption atmosphérique, il s'agit d'une zone relativement concentrée d'énergie de rayonnement thermique et l'absorption d'eau est très forte, elle est donc largement utilisée dans divers domaines.

(1) Les missiles à guidage infrarouge utilisent des détecteurs infrarouges pour acquérir et suivre l'énergie de rayonnement thermique émise par la cible, effectuer la recherche et le guidage et obtenir une frappe précise. Les missiles à guidage infrarouge vont de la première génération du missile air-air américain "Sidewinder" AM-9B à la deuxième génération du missile britannique "Red Head" et au "Matra" tiré Missile R530, à la troisième génération du missile soviétique P-73. Les trois premières générations sont limitées par la technologie de recherche de source ponctuelle infrarouge, qui ne peut pas distinguer plusieurs cibles. Depuis les années 1970, la quatrième génération de technologie d'imagerie infrarouge du regard, qui traite les cibles thermiques comme une source étendue, a apporté la révolution des missiles à guidage infrarouge. La quatrième génération est typique du missile "Monster Serpent" -4/5 d'Israël.

(2) Lidar infrarouge. Le laser présente les avantages d'une luminosité élevée, d'un excellent monochrome et d'une forte directivité. L'aspect de l'imagerie élevée a obtenu un très grand avantage, améliorant la résolution à un niveau centimétrique, voire millimétrique, par rapport au radar à micro-ondes précédent, près de 100 fois supérieur ; Il est également 1000 fois plus élevé que le radar à micro-ondes pour mesurer la vitesse angulaire. Dans le même temps, comme la bande infrarouge moyen est située dans la plus petite fenêtre d'absorption atmosphérique, elle peut améliorer efficacement la précision de la mesure.

(3) communication laser infrarouge. En tant que support d'informations, le laser peut considérablement enrichir le mode de communication en raison de la quantité considérablement accrue d'informations qu'il transporte. Cependant, la source laser traditionnelle sera fortement absorbée et diffusée par l'atmosphère, ce qui réduit considérablement la distance de communication, de sorte que la communication laser traditionnelle ne peut pas remplacer complètement la communication radio. Cependant, le laser infrarouge situé dans la fenêtre d'absorption de l'atmosphère est moins absorbé et diffusé par l'atmosphère, ce qui peut inaugurer une nouvelle ère de communication laser.

En outre, le laser infrarouge est également utilisé dans la surveillance médicale et environnementale et dans d'autres domaines.

Laser ultraviolet :les photons ultraviolets à haute énergie détruisent directement les liaisons moléculaires à la surface de nombreux matériaux non métalliques, de sorte que les molécules sortent de l'objet, de cette façon ne produisent pas de chaleur élevée, on parle donc de traitement à froid, principalement à l'aide d'un laser ultraviolet (longueur d'onde de 355nm).

Complémentarité du laser infrarouge et du laser ultraviolet

Le laser infrarouge YAG (longueur d'onde 1,06 μm) est la source laser la plus utilisée pour le traitement des matériaux.Cependant, de nombreux plastiques et certains polymères spéciaux, tels que les polyimides, qui sont utilisés en grande quantité comme matériaux de base pour les circuits imprimés flexibles, ne peuvent pas être raffinés par traitement infrarouge ou "thermique". Étant donné que la "chaleur" déforme le plastique, la carbonisation des bords des trous découpés ou percés peut entraîner un affaiblissement structurel et des voies conductrices parasites, et certains processus de traitement supplémentaires doivent être ajoutés pour améliorer la qualité du traitement. Par conséquent, le laser infrarouge n'est pas adapté au traitement de certains circuits flexibles. De plus, même à des densités d'énergie élevées, la longueur d'onde du laser infrarouge n'est pas absorbée par le cuivre, ce qui restreint encore son domaine d'utilisation.

Cependant, la longueur d'onde de sortie du laser ultraviolet est inférieure à 0.4μm, ce qui est le principal avantage de traiter avec des matériaux polymères.

Contrairement au traitement infrarouge, le microtraitement ultraviolet n'est pas un traitement thermique en soi, et la plupart des matériaux absorbent plus facilement la lumière ultraviolette que la lumière infrarouge. Les photons ultraviolets à haute énergie rompent directement les liaisons moléculaires à la surface de nombreux matériaux non métalliques, et cette technique de photogravure "à froid" produit des pièces aux bords lisses et à la carbonisation minimale. De plus, les propriétés de l'ultraviolet à courte longueur d'onde présentent elles-mêmes des avantages pour le microtraitement mécanique des métaux et des polymères. Il peut être focalisé sur des points de l'ordre de grandeur submicronique, de sorte que des pièces fines peuvent être usinées, et même à de faibles niveaux d'énergie d'impulsion, une densité d'énergie élevée peut être obtenue pour traiter efficacement les matériaux.

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